Seguramente cuando viajaste en avión te diste cuenta que las alas de una aeronave tienen diferente forma cuando el avión esta por despegar o aterrizar. Ese cambio de forma es ocasionado por la extensión de los flaps ¿sabes cuál es su función?
Los flaps son superficies móviles que se encuentra en el borde de fuga de las alas de la aeronave, moviéndose a través de carriles o sobre ejes. Su función principal es producir más sustentación y consecuente a eso también produce mayor resistencia inducida.
¿Por qué genera más sustentación? Para entender cómo funcionan los flaps primero debemos entender cómo es que el ala produce sustentación, la curvatura misma del ala genera líneas de corriente curvas, el flujo curvo genera el diferencial de presión que hace posible la sustentación, entonces si hacemos el ala más curva aumentara el diferencial de presión y gracias a la mayor curvatura también aumentara la deflexión descendente (downwash), mejorando el coeficiente de sustentación ( CL por sus siglas en inglés), a menores ángulos de ataque (AOA), por otro lado al aumentar también la sustentación incrementa la resistencia inducida.
Ahora que ya entendemos cómo funciona, pasemos al siguiente punto ¿para que los pilotos usan los flaps? Durante el despegue, especialmente para grandes aeronaves, el uso de flaps es muy importante, permitiendo a las aeronaves generar la sustentación suficiente para alzar vuelo a velocidades más bajas. Sin el uso de flaps muchas aeronaves de grandes dimensiones no serían capaces de alcanzar la velocidad necesaria para el despegue. Generalmente el uso de flaps durante el despegue es de entre 5 y 15 grados.
Durante el aterrizaje, el ángulo de extensión de los flaps aumenta significativamente, siendo entre 25 y 40 grados, dependiendo de la aeronave. ¿Por qué la diferencia en el grado de extensión de flaps? Al tener mayor curvatura incrementa la sustentación, pero también incrementa considerablemente la resistencia inducida, ¿Esto es bueno? En este caso si, ayuda bastante. Al incrementar la sustentación a menores ángulos de ataque se puede reducir la velocidad de perdida de la aeronave permitiendo a los pilotos poder volar más lento de manera controlada, esto es ideal para operaciones de aproximación y aterrizaje. El incremento en la resistencia le permite a la aeronave volar a un ángulo de trayectoria mas pronunciado para el aterrizaje.
NOTA: Debido al aumento considerable de resistencia inducida a mayores extensiones de flaps es que las aeronaves no las usan tal configuración pues sería muy perjudicial para el despegue.
Los tipos más comunes de flaps son:
Flap plano o simple
Flap dividido
Flap ranurado
Flap Fowloer ranurado
Los flaps planos o simples incrementan la curvatura del ala, pero debido a que no sigue una forma limpia una vez desplegados el aire pierde energía y el flujo superior comienza a separarse, aumentando muy significativamente la resistencia inducida, sin embargo, haciendo honor al nombre, es la manera más simple de aumentar la curvatura.
Los flaps divididos aumentan la curvatura en la parte inferior del ala, incrementando la presión en el flujo inferior, resultando en mayor sustentación. El mayor problema de este diseño de flaps es que no permite una deflexión normal del flujo superior, creando un flujo turbulento por detrás y así aumentando de manera muy ineficiente la resistencia. Este diseño de flaps no es muy común en la actualidad, fue comúnmente usado en aviones antiguos de combate.
El diseño de flaps ranurado es el más usado hoy en día, tanto en grandes aviones de línea aérea y aviación comercial. Este es un diseño de flaps mucho más eficiente, la ranura permite que el flujo inferior (alta presión) pase por encima del segmento del flap, evitando así la separación de la capa límite en el ala, aumentando el coeficiente de sustentación (CL). Siendo el diseño mas común hoy en día por su alta eficiencia.
Una variante del diseño anterior es el diseño Fowler ranurado, este diseño permite incrementar la curvatura del ala de manera mas limpia, gracias a que en lugar de rotar los flaps en un eje éste es extendido a través de carriles, incrementando también el área alar en gran medida. Gracias a las ranuras en el diseño le permite desviar el flujo de alta energía por encima de los flaps así evitando la separación de flujo. Este diseño de flap es el más usado en grandes aeronaves de pasajeros gracias a la alta producción de sustentación y poca producción de resistencia inducida.
RECUERDA: Los pilotos deben estar atentos al momento de extender los flaps, pues puede producir en la aeronave un momento de cabeceo arriba o abajo, depende del diseño de la aeronave.