Estrategias de Mantenimiento y Superficies de Control de Vuelo por Alfonso Nolasco Ríos

Superficies de Control Hipersustentadoras

Además de los mandos principales como el timón de dirección, el elevador, y los alerones, las aeronaves cuentan con superficies secundarias de control que desempeñan un papel importante en el control de la aeronave. Las superficies primarias nos permiten mantener el control de la trayectoria de la aeronave, mientras que las superficies secundarias, tambien llamadas auxiliares, se utilizan generalmente para modificar la sustentación y facilitar diversas maniobras. Las superficies secundarias incluyen: los flaps, slats, spoilers, y Aerofrenos.

Flaps

Los flaps son dispositivos hipersustentadores comunes en la aviación que aumentan la sustentación de la aeronave cuando vuela a velocidades inferiores a las previstas para el ala. Por lo general se encuentra en la parte interior trasera de las alas y se despliegan hacia abajo de manera simétrica, ambas al mismo tiempo en uno o más ángulos. Este movimiento altera la curvatura del perfil del ala más pronunciada en el extradós y menos en el intradós, lo que aumenta la sustentación y también la resistencia.

Al extender los flaps se aumenta la curvatura del perfil alar, lo que incrementa la sustentación y permite despegues y aterrizajes a menores velocidades, esta modificación en el ángulo de ataque afecta la distribución de presión del aire sobre el ala, generando una mayor sustentación y una mayor resistencia, por lo que también se pueden utilizar para reducir la velocidad.

Slats

Los slats son extensiones móviles en el borde de ataque del ala que se pueden desplegar para mejorar la capacidad de sustentación y el comportamiento a bajas velocidades.

Los slats son superficies hipersustentadoras similares a los flaps pero que se encuentran en la parte delantera del ala, al desplegarse crean una ranura, slot, que canaliza el flujo del aire desde el intradós hacia el extradós del ala, a alta velocidad, esto aumenta la sustentación y permite volar a mayores ángulos de ataque sin entrar en pérdida Se emplean generalmente en grandes aviones para aumentar la sustentación en operaciones a baja velocidad (aterrizajes y despegues), aunque también hay modelos de aviones ligeros que disponen de ellos.

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• Los slats al desplegarse varían la aerodinámica del perfil, aumentando su coeficiente de sustentación y desplazando hacia el borde de salida del ala el punto de extradós en que el flujo de aire se separa y se hace turbulento. Mientras que, en el caso de los flaps el ángulo de ataque que producía la pérdida permanecía invariable, no así su velocidad, en este caso el ángulo de ataque que produce la pérdida es mayor con slats extendidos.

Slat con slat El retraso en la separación del flujo supone un mayor ángulo de pérdida normal Slat desplegado C Slat sin desplegar Incremento del angulo critico con slat and alvuelo.com Angulo de ataque Fig.15c - Incremento del ángulo crítico con los slats extendidos.

CA Gmax. Si flaps Si slats C max. ₲_ max. Si flaps No slats Ángulo de ataque critico No flaps No slats manualvuelo.com Ángulo de ataque Fig.15d - Sustentación con flaps y slats.

En algunos casos su despliegue y repliegue se realiza de forma automática; mientras la presión ejercida sobre ellos es suficiente, los slats permanecen retraídos, pero cuando esta presión disminuye hasta un determinado nivel (cerca de la velocidad de pérdida), los slats se despliegan de forma automática.

Debido al súbito incremento o disminución (según se extiendan o replieguen) de la sustentación en velocidades cercanas a la pérdida, debemos extremar la atención cuando se vuela a velocidades bajas en aviones con este tipo de dispositivo.

Spoilers

Los spoilers o Aerofrenos tienen como objetivo disminuir la sustentación del avión, a diferencia de los slats y flaps que la aumentan. Se emplean sobre todo en aviones que debido a su diseño de baja resistencia desarrollan altas velocidades y sirven para frenar el avión en vuelo, perder velocidad y facilitar el aterrizaje, ayudar a la frenada en tierra, y en algunos aviones como complemento de los alerones para el control lateral y los virajes en vuelo.

Aerofrenos

Es importante señalar que los spoilers tienen un límite de velocidad para ser activados y no deben usarse a velocidades inadecuadas. Las superficies secundarias (flaps, slats, spoilers) siempre funcionan en pareja y de forma simétrica, es decir, el accionamiento del mando correspondiente provoca el mismo movimiento (abajo o arriba) de las superficies en las dos alas (excepto en los movimientos de los spoilers complementando a los alerones).

Las superficies secundarias de control son diseñadas cuidadosamente para interactuar con el flujo del aire y lograr los efectos deseados en términos de sustentación resistencia y control, su uso adecuado puede mejorar la eficiencia operativa de una aeronave y su capacidad para maniobrar en diferentes fases de vuelo. Las superficies hipersustentadoras de un avión son dispositivos que aumentan la sustentación de las alas, facilitando el despegue y el aterrizaje.

¿Cómo lo hacen?

• Modifican la geometría del ala, aumentando su curvatura o superficie
• Generan huecos para controlar el flujo
• Introducen energía en el fluido

¿Qué tipos hay?

• Pasivos: Modifican la geometría del ala, como los flaps
• Activos: Requieren una aplicación activa de energía directamente al fluido

¿Para qué sirven?

• Permiten volar a baja velocidad de manera segura
• Reducen la velocidad de entrada en pérdida durante fases concretas del vuelo
• Facilitan en gran medida la maniobrabilidad de las aeronaves

El Mantenimiento Aeronáutico

Definiciones y Abreviaturas

Parte/Componente/Sistema - (Ítem): El término parte se utiliza para designar a un elemento que conforma un grupo más grande de elementos y que cumple una función específica en un sistema, entre otros:

• Estructural

Hidráulico Medición ₼ Mecánico Neumático Seguridad

• Eléctrico/Electrónico

Control Falla: la incapacidad de un item de operar dentro de limites previamente especificado.

Función: Capacidad que tiene un item de cumplir una tarea o misión deseada Función Primaria: Razón de ser del elemento para lo cual fue creado Función Secundaria: Funcionesque acompañan a las funciones primarias.

Falla: Es un evento no previsible, inherente al sistema o producto que impide la capacidad de cumplir una función deseada.

Falla Funcional: falla de un item para realizar su función dentro de límites especificados, iincapacidad de cumplir una o varias funciones que permita la pérdida total de su función.

Falla Potencial: Desviación en las características de funcionamiento de un ítem por debajo o por encima de límites establecidos, pero no de suficiente magnitud como para una falla funcional.

Falla oculta

es cuando una funcion, la cual esta normalmente activa, cuya cesación no será evidente a la tripulación operativa durante la ejecución de los servicios normales es cuando una función que normalmente está inactiva y de cuya lectura, previo a que sea necesaria su operación, no será evidente para la tripulación operativa que esta va a fallar cuando se requiera su servicio, durante la ejecución de los servicios normales

Análisis de Fallas

Es un examen sistematico de un item dañado para determinar la causa raíz de la falla y usar esta información para mejorar la confiabilidad del producto. El análisis de falla está dado para:

• Identificar los modos de falla (la forma de fallar del producto o pieza)
• Identificar el mecanismo de falla (el fenómeno físico involucrado en la falla)
• Determinar la causa raíz (el diseño, operación, o cargas que llevaron a la falla)
• Recomendar métodos de prevención de la falla.

Causas comunes de falla

(la lista no es completa):

Uso o Abuso Tratamientos termicos incorrectos Errores de montaje Condiciones no previstas de operación Errores de Fabricación Inadecuado control o protección ambiental Mantenimiento inadecuado Discontinuidades de colada

• Errores de Diseño

Defectos de soldadura Material Inadecuado Defectos de forja.

Autoridad aeronautica: Es la encargada de reglamentar y controlar la actividad de la aviación civil de cada país en concordancia con tratados internacionales.

Aeronavegabilidad: Es la aptitud técnica y legal que debe tener una aeronave o aeroparte, para operar en condiciones seguras.

Tarjeta / Certificado de Aprobación de Aeronavegabilidad: Es el Formulario que debidamente completado y firmado, asegura la aeronavegabilidad de la parte.

Certificado Tipo (TC): Es el Certificado que emite la Autoridad Aeronáutica, para certificar que un modelo o tipo de aeronave, motor de aeronave, hélice o aeroparte, cumple con los requisitos necesarios, y es apta para su uso en la Aviación Civil.

Certificado de Producción: Es un Certificado emitido por la Autoridad Aeronáutica, que autoriza a la producción de un producto aeronáutico con CT.

Surplus / Excedentes: Describe un producto, conjunto o parte, o material que ha sido liberado como excedente de productos militares, fabricantes, explotadores aéreos o TAR/TAER.

TAR / TAER: Taller Aeronáutico de Reparación / Taller Aeronáutico Extranjero de Reparación. Son Estaciones Reparadoras de aeronaves, motores, aeropartes, etc. Y autorizadas por la Autoridad Aeronáutica para tal propósito.

AFP: Aprobación de Fabricación de Partes. Es una Autorización Emitida por la Autoridad Aeronáutica a una fábrica para la fabricación de aeropartes según DNAR/FAR 21.303.

Inspección: Programación rutinaria de tarjetas de inspección a intervalos determinados. La inspección debe asegurar la aeronavegabilidad continuada de una aeronave, incluyendo las inspecciones mayores (PDM, Check D, Overhaul).

Mantenimiento Programado (Rutinario): Grupo de tareas cumplidas a intervalos determinados previamente, que previenen el deterioro de la aeronavegabilidad de la aeronave; y que debido a dichas tareas se mantiene (MSG-3) su condición inicial de aeronavegabilidad (confiabilidad y seguridad inherente).

Mantenimiento No Programado (No Rutinario): Son tareas que surgen durante la aplicación del mantenimiento programado, de informes de mal funcionamiento y de análisis de datos generados durante la operación de la aeronave. Dichas tareas son usadas para restablecer en los productos aeronáuticos los niveles aceptables de confiabilidad y seguridad.

Inspección Estructural: Es la inspección al detalle de la estructura de la aeronave, que pueda requerir técnicas especiales de inspección (inspección no destructiva) para determinar la integridad de la aeronave y sus partes relacionadas.

Certification Maintenance Requirements (CMR): Tareas periódicas establecidas durante la certificación del diseño de la aeronave como una limitación de operación del certificado tipo; puede conformar un documento aparte, pero debe hacerse referencia de él en el TCDS (Type Certificate Data Sheet) y/o estar incluido como un Apéndice del MRBR.

Inspección Mayor (Overhaul): Correspondiente a la inspección de un producto aeronáutico, realizando el desarmado, inspección, cambio de partes de acuerdo a las recomendaciones del fabricante y prueba en banco, cuando sea necesario.

Vida Límite: Es el tiempo expresado en términos de horas, ciclos, calendario o una combinación de éstos; luego del cual la parte o componente debe ser retirado del servicio y desechado.

Tiempo Límite: Es el tiempo expresado en términos de horas, ciclos, calendario o una combinación de éstos; luego del cual la parte o componente debe ser retirado y sometido a inspección mayor (overhaul), reparación o a una prueba antes de volver a ser instalada.

EASA: European Aviation Safety Agency. Autoridad Aeronáutica Conjunta de países de Europa