Conocimientos Aeronáuticos: Los Flaps de un avión

Cuando observamos un avión despegar o aterrizar, lo primero que llama la atención es cómo sus alas parecen "romperse" y desplegarse por detrás. Esas grandes superficies móviles son los flaps (o hipersustentadores), y su función es vital: modifican temporalmente la geometría del ala para generar más sustentación cuando el avión vuela a bajas velocidades. 

1. ¿Cuál es la función principal de los flaps?

En la aviación comercial, los dos momentos más críticos del vuelo son el despegue y el aterrizaje. En ambas fases se da la misma paradoja: el avión necesita volar a velocidades relativamente bajas (para no destrozar los neumáticos en la pista y tener margen de frenado), pero la física dicta que a menor velocidad, menor es la sustentación que generan las alas.

Aquí es donde entran los flaps. Su función principal es modificar temporalmente la geometría del ala para aumentar la sustentación a velocidades bajas.

Al desplegar los flaps, ocurren tres fenómenos físicos simultáneos:

• Aumento de la curvatura del ala: Al combarse el ala hacia abajo, el aire que pasa por encima viaja aún más rápido que el que pasa por debajo, lo que incrementa la diferencia de presiones (Efecto Bernoulli) y genera más sustentación.

• Aumento de la superficie alar (en algunos modelos): Algunos tipos de flaps no solo bajan, sino que se desplazan hacia atrás, haciendo que el ala sea literalmente más grande.

• Aumento de la resistencia aerodinámica: Actúan también como un "freno" contra el aire. Esto, que parece una desventaja, es vital durante el aterrizaje para poder descender con un ángulo pronunciado sin que el avión acelere en exceso.

2. Tipos de flaps más comunes

A lo largo de la historia de la aviación, la ingeniería ha desarrollado diferentes formas de desplegar estas superficies:

• Flap Sencillo (Plain Flap): Es el más simple. Gira sobre un eje hacia abajo, aumentando la curvatura del ala. Muy común en aviones ligeros de aviación general.

• Flap Partido (Split Flap): La parte superior del ala se mantiene fija, y solo la superficie inferior se despliega hacia abajo. Genera mucha resistencia pero poca sustentación extra en comparación con otros.

• Flap Ranurado (Slotted Flap): Al bajar, deja una pequeña ranura o espacio entre el ala y el flap. Esto permite que el aire de alta presión de la parte inferior pase a la zona superior, acelerando la capa límite de aire y retrasando la entrada en pérdida (stall). Es el diseño base de la mayoría de aviones modernos.

• Flap Fowler: Es el rey de la aviación comercial. El flap se desliza hacia atrás sobre unos railes antes de pivotar hacia abajo. Esto aumenta drásticamente tanto la superficie total del ala como su curvatura. Los aviones de pasajeros suelen usar variantes de este sistema con dos o tres ranuras (Double o Triple Slotted Fowler Flaps).

3. Uso de los flaps en las diferentes fases del vuelo

Los pilotos controlan los flaps mediante una palanca en la cabina que se mide por "grados" o por "posiciones" (ej. Flaps 1, 5, 15, 30 en Boeing; o Config 1, 2, 3, FULL en Airbus).

En el Despegue (Sustentación > Resistencia)

Para despegar, se busca mucha sustentación pero la menor resistencia posible para que el avión pueda acelerar rápido en la pista.

• Se utiliza un calaje de flaps bajo o intermedio (por ejemplo, Flaps 5 o 15).

• Esto permite al avión levantarse del suelo a menos nudos de velocidad, utilizando menos metros de pista, pero sin penalizar la aceleración inicial del ascenso.

En el Aterrizaje (Sustentación + Resistencia)

Para aterrizar, la prioridad cambia: se necesita máxima sustentación para aproximarse a la menor velocidad segura posible, pero también mucha resistencia para frenar el avión en el aire y permitir un descenso empinado y estable hacia la pista.

• Se utiliza un calaje máximo o total (Flaps FULL o Flaps 30/40).

• El motor tiene que llevar un punto más de potencia para contrarrestar el tremendo freno aerodinámico que provocan, lo que da a los pilotos un margen de reacción excelente en caso de tener que abortar el aterrizaje (Go-Around).

En el Vuelo de Crucero

Una vez que el avión ha ascendido y vuela a alta velocidad (por ejemplo, a $0.8$ Mach o unos $850\text{ km/h}$), los flaps se repliegan por completo dentro del ala (posición "limpia"). A esas velocidades, el ala desnuda genera sustentación más que suficiente, y llevar los flaps fuera provocaría una resistencia brutal que podría dañar la estructura del avión y dispararía el consumo de combustible.

Conclusión

Sin los flaps, los aviones comerciales tendrían que ser diseñados con alas gigantescas para poder despegar y aterrizar de forma segura, lo que los haría increíblemente ineficientes en vuelo de crucero. O bien, necesitarían pistas de aterrizaje de decenas de kilómetros de longitud para poder frenar a velocidades de infarto. Son, en definitiva, la solución mecánica perfecta para que un gigante del aire se comporte como un planeador dócil cuando está cerca del suelo.