Elevón

Uno de los primeros aviones operativos en utilizar elevones fue el Avro Vulcan , un bombardero estratégico operado por la V-force de la Royal Air Force . La variante de producción original del Vulcan, designada como B.1 , no tenía elevones; en su lugar, utilizaba una disposición de cuatro elevadores internos y cuatro alerones externos a lo largo de su ala delta para el control de vuelo. ^{[ 1 ]} El Vulcan recibió elevones en su segunda variante, ampliamente rediseñada, la B.2' ; todos los elevadores y alerones fueron eliminados en favor de ocho elevones. ^{[ 2 ]} Cuando volaba a bajas velocidades, los elevones operaban en conjunto con los seis frenos aerodinámicos de tres posiciones de accionamiento eléctrico de la aeronave . ^{[ 3 ]}

Otro de los primeros aviones en utilizar alerones fue el Convair F-102 Delta Dagger , un interceptor operado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . ^{[ 4 ]} Pocos años después de la introducción del F-102, Convair construyó el B-58 Hustler , un bombardero supersónico de los primeros tiempos, que también estaba equipado con alerones. ^{[ 5 ]}

Quizás el avión más emblemático equipado con alerones fue el Aérospatiale / BAC Concorde , un avión de pasajeros supersónico británico-francés . Además de la necesidad de mantener un control direccional preciso al volar a velocidades supersónicas, los diseñadores también se enfrentaron a la necesidad de abordar adecuadamente las fuerzas sustanciales que se aplicaban a la aeronave durante los alabeos y giros, que causaban torsión y deformaciones en su estructura. La solución aplicada a ambos problemas fue mediante la gestión de los alerones; específicamente, a medida que variaba la velocidad de la aeronave, se ajustaba considerablemente la relación activa entre los alerones interiores y exteriores. Solo los alerones más internos, que están unidos a la zona más rígida de las alas, permanecían activos mientras el Concorde volaba a altas velocidades. ^{[ 6 ]}

El transbordador espacial estaba equipado con alerones, aunque estos solo eran operativos durante el vuelo atmosférico, que se produciría durante el descenso controlado del vehículo de regreso a la Tierra. Había un total de cuatro alerones fijados a los bordes de salida de su ala delta. Cuando volaba fuera de la atmósfera, el control de actitud del transbordador lo proporcionaba el Sistema de Control de Reacción (RCS), que consistía en 44 propulsores de cohete compactos de combustible líquido controlados mediante un sofisticado sistema de control de vuelo fly-by-wire . ^{[ 7 ]}

El Northrop Grumman B-2 Spirit , un gran ala volante operado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos como bombardero furtivo estratégico , también utilizaba elevones en su sistema de control. Northrop había optado por controlar la aeronave mediante una combinación de timones de freno divididos y empuje diferencial después de evaluar varios medios diferentes de ejercer control direccional con una mínima infracción en el perfil de radar de la aeronave. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Cuatro pares de superficies de control están posicionados a lo largo del borde de salida del ala; si bien la mayoría de las superficies se utilizan en toda la envolvente de vuelo de la aeronave, los elevones interiores normalmente solo se aplican cuando se vuela a velocidades bajas, como en la aproximación para el aterrizaje. ^{[ 10 ]} Para evitar posibles daños por contacto durante el despegue y para proporcionar una actitud de cabeceo hacia abajo, todos los elevones permanecen caídos durante el despegue hasta que se ha alcanzado una velocidad aerodinámica suficientemente alta. ^{[ 10 ]} Las superficies de vuelo del B-2 se ajustan y reposicionan automáticamente sin intervención del piloto, y estos cambios son controlados por el complejo sistema de control de vuelo fly-by-wire controlado por computadora cuádruple de la aeronave para contrarrestar la inestabilidad inherente de la configuración de ala volante. ^{[ 11 ]}

Existen varios esfuerzos de investigación y desarrollo tecnológico para integrar las funciones de los sistemas de control de vuelo de aeronaves , como alerones, elevadores, elevones y flaps, en las alas para realizar el propósito aerodinámico con las ventajas de menor: masa, costo, resistencia, inercia (para una respuesta de control más rápida y fuerte), complejidad (mecánicamente más simple, menos piezas o superficies móviles, menor mantenimiento) y sección transversal de radar para sigilo . Sin embargo, el principal inconveniente es que cuando los elevones se mueven hacia arriba al unísono para elevar el cabeceo de la aeronave, generando sustentación adicional, reducen la curvatura, o curvatura hacia abajo, del ala. La curvatura es deseable cuando se generan altos niveles de sustentación, por lo que los elevones reducen la sustentación máxima y la eficiencia de un ala. Estos pueden usarse en muchos vehículos aéreos no tripulados (UAV). Dos enfoques prometedores son las alas flexibles y la fluidodinámica.

En las alas flexibles, gran parte o la totalidad de la superficie del ala puede cambiar de forma en vuelo para desviar el flujo de aire. El Ala Aeroelástica Activa X-53 es un proyecto de la NASA . El Ala Adaptable es un proyecto militar y comercial. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

En fluidodinámica , las fuerzas en los vehículos se producen mediante el control de la circulación, en el que las piezas mecánicas más grandes y complejas se reemplazan por sistemas fluidodinámicos más pequeños y simples (ranuras que emiten flujos de aire) donde las fuerzas mayores en los fluidos se desvían mediante chorros o flujos de fluido más pequeños de forma intermitente, para cambiar la dirección de los vehículos. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} En este uso, la fluidodinámica promete menor masa y costos (tan solo la mitad), tiempos de respuesta y de inercia muy bajos , y simplicidad.