El "twist" del ala en el F-18

El otro día hablábamos de las "fences" del F-18 y mucha gente me ha pedido que cuente un poco más del ala del F-18. Hoy vamos a discutir el llamado twist de punta de plano.

El retorcimiento o twist de un ala es un truco empleado por los ingenieros aeronáuticos para resolver un problema aerodinámico. Cuando echamos un vistazo a los F-18A/B/C/D, es evidente que las puntas de sus alas tienen una torsión bastante pronunciada si las comparamos de la raíz a la punta. Sin embargo, en el F-18E/F no se observa este retorcimiento. ¿Por qué esta diferencia entre ambos modelos? Es muy común ver que la punta del ala en muchos aviones (curiosamente también se observa en algunos insectos) está torcida hacia abajo con respecto a la raíz, esto es lo que se puede ver en la ilustración que se muestra debajo.

Esta torsión que disminuye la incidencia de la cuerda del ala (la línea que va desde el borde de salida al borde de ataque) a veces se denomina Wash-out en inglés. Debajo se puede ver claramente la torsión del ala en un F-18 del ala 15 de la Base Aérea de Zaragoza. Tal como se aprecia, el riel lanzador del misil de punta de plano (LAU-7) está inclinado si se compara con el eje longitudinal del avión. La fotografía puede parecer un tanto rara, por la iluminación inusual (más luz en la parte de debajo y más oscura en la parte de arriba del avión). Esta foto pertenece al ejército del aire y tiene esta iluminación porque en realidad el avión se encontraba en ese momento en vuelo invertido.

En la imagen de debajo se puede ver el despegue de dos Halcones de Canarias (Ala 46) con el twist en sus Sidewinders.

Esta geometría de punta de plano se utiliza por una razón fundamental. De lo que se trata es de cambiar la distribución de sustentación a lo largo del ala. Con la torsión de la punta de plano los ingenieros se aseguran de que esta sea la última parte del ala que entre en pérdida. En términos generales, la pérdida significa que el flujo de aire que pasa por el ala se desprende. En ese momento el ala ya no genera sustentación y el avión se desploma. 

Los alerones generalmente se sitúan en los extremos del ala. Si con el retorcimiento, el ángulo de ataque efectivo es siempre más bajo en la punta del ala que en la raíz, conseguiremos entonces mantener a los alerones en una zona que todavía no está en pérdida y así podremos mantener todavía el control de alabeo de nuestro avión. De esta manera, la raíz del ala siempre entrará en pérdida antes que la punta. Cuando ocurre esto, el piloto se da cuenta, pero las superficies de control siguen siendo efectivas, se puede evitar que se desplome y que el piloto pierda por completo el control de la aeronave.

Curiosamente el nuevo F-18E/F Super Hornet, no muestra esta torsión tan acusadamente y eso puede hacer creer a los aficionados que carece de ella. Esto no es así, el Super Hornet tiene también torsión, pero es mucho menor que en el antiguo Hornet.

La torsión en el Hornet original es un poco más de 4°, mientras que en el modelo E/F es de aproximadamente 1,5°. ¿Por qué esta diferencia entre las dos generaciones? Bueno, a pesar de que ambos puedan parecer el mismo avión, en realidad son bastante diferentes. El E/F utiliza un ala totalmente rediseñada que es más grande, más gruesa y de mayor envergadura que el original. Otras modificaciones notables incluyen extensiones de raíz de borde de ataque más grandes (LERX) y la adición de un dispositivo aerodinámico en el borde de ataque llamado diente de perro que genera vórtices.

En términos de torsión, la diferencia más significativa entre los dos aviones es que el ala del Super Hornet está diseñada para ser mucho más rígida que la del Hornet. El ala original es muy flexible y se ve como flexiona en giros con muchas G´s o cuando monta carga bajo las alas. Incluso cuando se hace algún lanzamiento de las cargas subalares con los dispositivos pirotécnicos. Dado que el ala en el Super Hornet es más rígida y no experimenta estas altas deformaciones, no requiere tanto torsión como el modelo anterior. Para el artículo el autor se ha basado en la página: http://www.aerospaceweb.org/