Pruebas de vuelo parte 3. Maniobras para identificación de la dinámica lateral-direccional de una aeronave de ala fija

Para estimar las derivadas lateral-direccionales se requiere mover los alerones y el timón

Maniobra bank-to-bank roll

Se lleva a cabo aplicando una serie de pulsos en los alerones. Se inicia desde un nivel de vuelo establecido, una entrada aguda de alerón es aplicada, se mantiene durante varios segundos hasta que la aeronave incline un ala hasta al menos 30 deg, después se cambia la entrada rápidamente y yendo suavemente desde alas niveladas al la inclinación del ala opuesta, seguido de regresar las alas al mismo nivel. La prueba se repite para varios ángulos de inclinación (30, 45 y 60 deg). Esta maniobra también es conocida es llamada "maniobra de alabeo rápido" debido a los cambios abruptos en los pulsos del alerón que resultan en una variación rápida de la tasa de alabeo y aceleración. La duración típica de esta maniobra es de 30 - 40 s. Las entradas doblete o multiescalón aplicadas por corto tiempo no siempre son adecuadas ya que no hay tiempo suficiente para llegar al ángulo de inclinación deseado.

 

En muchas aeronaves los alerones van acoplados a los spoilers que funcionan como flaps en la superficie superior de las alas. Se pueden mover de manera independiente y ayudan a mejorar eficiencia en el alabeo sin ser demasiado sensible cuando hay un desplazamiento pequeño en los alerones. Para estas aeronaves se fija un valor de deflexión del alerón en el cual el spoiler se activa, usualmente son de 3 a 5 deg. Para este caso hay que hacer maniobras donde los spoilers estén inactivos y también maniobras donde estos se activen. Lo mismo ocurre cuando las aeronaves tienen el conexión alerón-timón (aileron-rudder interconnection). Un ejemplo de este tipo de aeronaves es el Learjet 35/36

 

Sistema de control de alerones de Learjet 35/36

Maniobra Dutch roll

La maniobra de Dutch roll provee la información que concierne a la frecuencia y amortiguamiento del modo oscilatorio. Se logra a partir de aplicar entradas al timón. Generalmente, varios ciclos de oscilaciones son registrados; la duración del total de la maniobra es entre 30 a 35 segundos o incluso más. Como resultado se obtiene un ángulo de derrape (sideslip) de +4 deg o 0.1 g en aceleración lateral. El modo Dutch roll de una aeronave generalmente es ligeramente amortiguado y puede ser estimulado facilmente con una entrada de doblete simple. Muchas aeronaves están equipadas con un yaw damper el cual debe ser desactivado durante las maniobras para propósitos de identificación, ya que el principal interés son las características aerodinámicas del planeador. Es de suma importancia que las maniobras de Dutch roll y bank-to-bank se realicen a cabo a diferentes velocidades (trim speeds) porque la mayoría de las derivadas lateral-direccionales son dependientes del ángulo de ataque.

Maniobra steady heading steady sideslip (SHSS)

Esta maniobra provee información adicional de la estabilidad direccional, el control lateral-direccional y los efectos de acoplamiento cruzado. Se realizan pruebas de derrape lateral (sideslip) en ambos sentidos para detectar cualquier asimetría. Tales pruebas son particularmente importantes para las configuraciones de aterrizaje. Las maniobras SHSS se ejecutan con algunas variaciones para cubrir un amplio rango de ángulo de sideslip en ambas direcciones y a diferentes ángulos de ataque y de empuje. Por ejemplo, desde un nivel de vuelo establecido se aplica una entrada de escalón abrupta al pedal y se mantiene el ángulo de sideslip a ese mismo nivel de vuelo por unos 10 a 15 segundos, después se libera el pedal a posición neutral, permitiendo que haya una respuesta dinámica de recuperación. Después, se repite el procedimiento para la dirección opuesta de sideslip. En cada caso, el ángulo de trayectoria es mantenido ajustando el ángulo de alabeo por medio de entradas en el alerón.

Se deben tomar todas las precauciones y debe monitorearse constantemente las cargas aerodinámicas sobre el estabilizador vertical durante condiciones constantes de sideslip. Se debe asegurar que los límites estructurales no sean excedidos

Dependiendo de la aeronave, si existen superficies de control adicionales, por ejemplo flaps, un estabilizador horizontal totalmente móvil, entonces más maniobras serán necesarias. En el caso de una aeronave inestable, hay leyes de control que previenen las estimulaciones del movimiento de la aeronave. Para este caso se requieren técnicas especiales para generar una base de datos apropiada.