03 abril 2019

¿QUÉ SON EL DUTCH ROLL Y EL YAW DAMPER?

El "balanceo holandés" o "dutch roll"

El "balanceo holandés" o "dutch roll" (1) es una oscilación lateral del avión que combina movimientos de alabeo y guiñada de forma sucesiva. Ocurre cuando predomina una gran estabilidad lateral (fuerte efecto diedro)(2), sobre la estabilidad estática longitudinal. Es uno de los efectos no deseados que se da principalmente en aviones con ala en flecha regresiva, diedro positivo y estabilizador vertical no muy grande (3).  Suele producirse de forma más acusada con velocidades bajas y altitudes elevadas. Aparte de la incomodidad para los ocupantes del avión, puede llegar a ponerlo en peligro si es muy extremo, debido a las grandes cargas aerodinámicas que origina sobre su estructura.

Balanceo del Holandés o Dutch Roll 
Este balanceo se podría corregir en parte con un timón de dirección mayor, pero esto supondría aumentar el peso y la resistencia aerodinámica del avión. Para mejorar esto, en algunos modelos se han instalado derivas dorsales que aumentan considerablemente la estabilidad direccional.

Deriva dorsal de un Fokker 27 Friendship de AVIACO

Amortiguador de Guiñada o Yaw Damper


La solución definitiva a este problema vino con la creación del amortiguador de guiñada o yaw damper, que es un sistema de control que contrarresta el movimiento oscilatorio lateral descrito anteriormente, ayudando al avión a mantener la estabilidad direccional. Actúa automáticamente sobre el timón de dirección con pequeñas correcciones,  sin interferir en el mando del piloto sobre las superficies de control o del piloto automático. La cantidad de amortiguación depende de las dimensiones del avión y  de las características de estabilidad que posea.

También ayuda a mantener los virajes coordinados al proporcionar automáticamente las movimientos de timón necesarios para evitar los resbales/derrapes en un giro.

Interruptor del Yaw Damper en el panel del techo de un B737 NG
El yaw damper moderno forma parte del sistema integrado del AFCS (Automatic Flight Computer System) o piloto automático. Actúa usando acelerómetros y sensores de velocidad para determinar el movimiento del avión y en base a esa información calcular las correcciones de timón necesarias tanto para amortiguar el balanceo como para coordinar un viraje. 

Puede funcionar sin estar el piloto automático conectado pero no al revés, ya que la mayoría de los pilotos automáticos requieren para su uso que el yaw damper esté operativo.

Hay ocasiones que es aconsejable desconectar el yaw damper, como cuando se quiere realizar un de-crab (ver "Aterrizaje con viento cruzado") ya que de estar conectado ralentizaría la maniobra.

(1) El origen del nombre es discutido, unos dicen que es por la forma de desplazarse los patinadores holandeses sobre el hielo y otros que es por lo que los marinos llaman "mareo de tierra": después de estar mucho tiempo en el mar y pisar tierra firme sienten que el suelo se mueve bajo sus pies y cuando caminan parecen mareados.

(2) Diedro: Ángulo que forman las alas respecto al plano horizontal. Es positivo cuando las alas están hacia arriba. El diedro positivo hace que el avión sea más estable lateralmente.

(3) La mayoría de los aviones reactores actuales