El efecto de las vibraciones sobre una estructura debe ser tenido en cuenta siempre, ya que suponen un problema serio. No sólo pueden causar un fallo por fatiga (una vibración, en términos muy generales, es una fuerza aplicada cíclicamente). Puede ocurrir que se produzca una resonancia y, en ese caso, los efectos suelen ser fulminantes.
Excitación Flutter Uno de los eventos más peligrosos que pueden ocurrir en vuelo es un fenómeno llamado “aleteo”. Flutter es una vibración aerodinámica inducida de una superficie de las alas, la cola o de control que puede dar lugar a un fallo estructural total en cuestión de segundos.
El Flutter (flameo o aleteo) es una vibración que surge sola, cuando las fuerzas aerodinámicas ejercidas sobre un objeto provocan un movimiento periódico natural. Este movimiento se retroalimenta en condiciones positivas. Mas vibración mas movimiento y carga aerodinámica, cuanto mas carga aerodinámica mas movimiento y vibración. Es un fenómeno que ocurre dentro de cualquier fluido. Aunque Afecta a muchas estructuras (como los puentes), normalmente aparece en las alas de avión.
La predicción del aleteo no es una ciencia precisa y requiere que en la verificación de vuelo no se produzcan dentro de la envolvente de vuelo normal. Las superficies aerodinámicas de un avión se construyen de manera que puedan soportar las cargas que se producen durante el vuelo. Por ejemplo, el ala debe ser capaz de soportar el peso del avión, así como la elevación adicional producida durante el giro de vuelo. La estructura del ala resultante puede ser visto como una cuchilla o resorte que se extiende desde el fuselaje. Un muelle de rigido vibrará a una frecuencia más alta que un resorte más flexible. Esta frecuencia se conoce como la “frecuencia natural” .
Flutter se produce habitualmente cerca de la frecuencia natural de la estructura, es decir, una fuerza aerodinámica pequeña hará que la estructura vibre a su frecuencia natural. Si esta fuerza pequeña persiste en la misma frecuencia que la frecuencia natural de la estructura, una condición llamada “resonancia” se producira. Bajo una condición de resonancia, la amplitud de la vibración aumentará drásticamente en un tiempo muy corto y puede causar un fallo catastrófico de la estructura.
Las fuerzas aerodinámicas que pueden inducir aleteo están relacionados con la presión dinámica, o velocidad, del avión. Si las fuerzas que inducen flutter están presentes, éstos aumentarán a medida que la velocidad se incrementa. Las características del Flutter pueden ser exploradas por “tocar” la superficie a velocidades progresivamente más rápidas, luego ver lo rápido que decaen las vibraciones. De esta manera el aleteo potencial puede ser abordado de forma segura sin llegar a alcanzar la condición de resonancia.
El método para “tocar” la superficie varía. En algunos de los aviones un impulso de control agudo es suficiente para excitar la frecuencia natural de la superficie. En la mayoría de los casos un dispositivo especial aleteo excitación está instalado. Este dispositivo se utiliza ya sea en una aleta aerodinámica o en una masa desequilibrada que es impulsado hacia atrás y adelante a la frecuencia natural conocida de la superficie. El dispositivo se apaga repentinamente y las características naturales de amortiguación de la superficie vibrante se revelan.
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