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SISTEMA DE CONTROL Y MANDOS DE VUELO DEL MIG-29

 

No cabe duda de que el MiG-29 es uno de los cazas más ágiles y maniobrables de la era actual, veamos en qué consisten y cómo funcionan los sistemas de control y mandos de vuelo del mismo.

Todas las versiones excepto el MiG-29M y el MiG-29K tienen un sistema de control de vuelo mecánico convencional con transmisión por barras y actuadores hidráulicos irreversibles.

El MiG-29M y el MiG-29K tienen un sistema de control mixto. El sistema consiste en un canal de control de cabeceo mediante fly-by-wire analógico cuádruple sin soporte mecánico y los canales de alabeo y guiñada controlados mediante FBW triple con un soporte mecánico que permite la deflexión de las superficies de control en un 50% del recorrido completo en caso de fallo del FBW. El FBW aumenta la maniobrabilidad ya que permite diseñar el avión estáticamente inestable.

El control del avión en vuelo se realiza de la siguiente forma:

- Control de cabeceo mediante los estabilizadores.

- Control de alabeo mediante los alerones y deflexión diferencial de los estabilizadores.

- Control direccional mediante los timones.

- Control de los flaps de borde de ataque de las alas (LE flaps: leading edge flaps), flaps y aerofreno.

Dependiendo de la versión hay variaciones, pero en general el MiG-29 está equipado con los siguientes sistemas:

- Sistema de aviso sonoro de AOA (ángulo de ataque) crítico.

- Limitador de ángulo de alabeo.

- Sistema que permite una mayor deflexión de los timones a elevados AOA.

- Limitador de AOA y de G: informa al piloto de que está a punto de sobrepasar el AOA máximo y previene la entrada en pérdida. También controla los flaps de borde de ataque para aumentar la envolvente de vuelo del avión aumentando el AOA máximo. Cuando el avión se aproxima al AOA máximo se activa el stick-pusher con una fuerza de hasta 17 Kg. Dependiendo de la versión el límite de AOA es de 26º o de 28º.

- Aumentadores hidráulicos para compensar las fuertes cargas aerodinámicas provocadas al deflectar los timones, alerones y estabilizadores.

- Mecanismo de compensación y de sensación variable: para simular las fuerzas aplicadas a la palanca de control y los pedales hay instaladas unidades de sensación variable en los canales de control de cabeceo, alabeo y guiñada. El ajuste de las fuerzas aplicadas y la compensación del avión en vuelo se realizan mediante los mecanismos de compensación conectados a las unidades de sensación variable. Además, el mecanismo de compensación sirve como unidades de servo para el sistema de control automático de vuelo. La posición neutral del compensador se indica en la cabina mediante su luz correspondiente.

- Sistema de control del régimen de transmisión: corrige la carga en la palanca de control según sea el ángulo de deflexión de la palanca de control, el ángulo de deflexión del estabilizador, la velocidad indicada y la altura.

- Sistema de control automático del avión: que veremos más adelante.

- Unidad central: combina el movimiento de las superficies y de la palanca de control mediante barras de transmisión y balancines.

 

HOTAS

En la palanca de control están montados los siguientes interruptores:

1.- Botón de desconexión de los modos del AFCS (Automatic Flight Control System)

2.- Compensador de cabeceo y de alabeo.

3.- Botón de nivelación (LEVELLING)

4.- Botón de control del cursor óptico y de radar.

5.- Botón INTERR RELEASE: corte del circuito de interrogación de nacionalidad del objetivo.

6 y 7.- Gatillo de disparo reversible: Al posicionarlo hacia arriba actúa sobre el botón del cañón. Al posicionarlo hacia abajo actúa sobre el botón de lanzamiento de misiles, cohetes y bombas (RKT MSL B trigger) Botón del cañón: en la posición intermedia se selecciona el modo de puntería y al presionarlo a fondo se da la orden de fuego.

8.- Gatillo de desconexión momentánea de los modos (cabeceo y alabeo) del AFCS (excepto el modo de amortiguación)

9.- Palanca de freno.

10.- Gatillo de alineamiento del freno.

11.- Botón (bajo guarda) de lanzamiento de tanques externos.

12.- Anillo de control del mecanismo de ajuste de los pedales.

13.- Cable de conexión del control de frenos de ruedas.

14.- Tornillo de ajuste y blocaje de la longitud de la palanca de control.

15a.- Tope del tornillo de ajuste de la palanca de control al ancho de la palma de la mano.

15b.- Rueda de ajuste.

En la palanca de gases nos encontramos con los siguientes dispositivos:

16.- Radio.

17.- WSM LOCKON PF Switch: Interruptor de blocaje y designación del objetivo, así como fijación preliminar de objetivos terrestres.

18.- Aerofreno.

19.- Interruptores de liberación de las palancas de gases.

20.- Selector de canales de radio.

21.- Panel de control de flaps.

22.- Rieles de las palancas de gases.

(Nota: En la palanca de gases derecha, hay un interruptor del dispensador de chaff and flares, señuelos y bengalas, pero desconozco su posición exacta)

 

 

Sistema de frenado

Es de actuación neumática mediante botellas alimentadas por el sistema neumático principal y con válvulas reductoras de presión. La frenada diferencial se consigue mediante el movimiento de los pedales, lo cual actúa sobre la unidad de control diferencial derivando el aire de las válvulas neumáticas reductoras del tren principal relajando la presión de frenado en la rueda correspondiente.

Tren de aterrizaje

La retracción y la extensión del tren se realizan mediante el sistema hidráulico, permaneciendo en su posición mediante interblocajes mecánicos en el pozo del tren (retracción) y en los actuadores hidráulicos (extensión) El ciclo de retracción tarda de 9 a 10 seg y el de extensión de 7 a 8 seg. La extensión de emergencia del tren se realiza mediante el sistema neumático de emergencia.

Aerofreno

Se extiende y retrae mediante el sistema hidráulico principal con la ayuda de cuatro martinetes hidráulicos montados por pares en cada aerofreno. La deflexión máxima está asegurada hasta una velocidad de 1000 kph y no debe de exceder de 3 seg.

Flaps y flaps de borde de ataque

El avión monta flaps ranurados de una sola pieza, con un ángulo de deflexión de 25º en las posiciones de despegue y aterrizaje (TAKE OFF and LANDING) Su extensión y retracción se consigue mediante un cilindro hidráulico en cada uno de los flaps y se actúan mediante el panel de control de flaps de la cabina situado en la consola horizontal izquierda.

Los flaps de borde de ataque (leading edges) se extienden 20º al alcanzar un AOA de 9º a un M<0.75 a 0.9 y se retraen al disminuir el AOA a 7º o a un M>0.75 a 0.9

Paracaídas de frenado

Es de actuación electroneumática y, en caso de una extensión inadvertida en vuelo, se separa a una velocidad de 320 kph.

Control longitudinal

El sistema de control longitudinal incluye:

-palanca de control (control stick)

-dos servos

-mecanismo de sensación artificial que comprende a su vez de:

-mecanismo de compensación

-dos mecanismos no-lineales

-dos unidades de servo independientes

-sistema controlador de régimen de transmisión automático.

El movimiento del compensador en cabeceo abarca el 80% del recorrido completo de la palanca de control.

El movimiento del compensador en alabeo abarca el 60% del recorrido completo de la palanca de control.

El control se realiza mediante los alerones y a velocidades altas se utiliza también simultáneamente el control diferencial del estabilizador.

Por debajo de 1000 m el mecanismo de régimen de control sólo actúa en función de la presión dinámica (IAS), de modo que por debajo de 400 km/h la sensación en la palanca de control es mínima y la deflexión del estabilizador es máxima, entre 870 km/h y 1200 km/h la fuerza es máxima y el ángulo de deflexión del estabilizador es mínimo. A partir de 1200 km/h se reduce de nuevo la fuerza y aumenta el ángulo de deflexión.

El régimen de alabeo prácticamente no depende del cargamento externo suspendido de las alas, siendo su valor máximo de 140 a 160 grados/seg a alturas entre 1000 m y 5000 m volando a velocidades entre 800 y 900 Km/h. A medida que aumenta la velocidad la eficacia del control lateral disminuye de modo que volando a 1500 Km/h cerca del suelo se consigue un régimen de alabeo de 40 º/seg. Volando cerca del límite de entrada en pérdida el régimen de alabeo disponible es de 20 º/seg.

Control direccional

El sistema de control direccional comprende:

-pedales de control

-unidad de sensación variable

-mecanismo de compensación

-una unidad de servo independiente

-servos de potencia

La deflexión de los timones es proporcional de forma lineal al recorrido de los pedales.

El movimiento del compensador abarca el 60% del recorrido completo de los pedales.

Sistema limitador de entrada en pérdida

Asegura el incremento de las fuerzas aplicadas a la palanca de control cuando el avión alcanza un AOA de 26º, se extienden los L.E. a M<0.9 y se mueve la palanca de control para obtener un ángulo del estabilizador de 15º.

Está alimentado por el sistema hidráulico, con circuitos hidráulicos y eléctricos dobles para aumentar su fiabilidad.

Sistema de control automático de vuelo

El AFCS se emplea para controlar el avión en modo automático y en modo de control director, así como para mejorar la estabilidad y controlabilidad durante el control manual.

Modo de control director: el avión es controlado por el piloto mediante referencia a las barras de comando del indicador director de vuelo o mediante referencia al círculo de comando de la pantalla del sistema de presentación integrado.

Elementos de control e indicación

El AFCS se controla mediante el panel de control localizado verticalmente a la izquierda de la cabina y mediante varios botones de la palanca de control.

El panel del AFCS comprende:

-DAMPER: botón anunciador con lámpara indicadora para seleccionar el modo Damper (amortiguación)

-AP: botón anunciador del piloto automático (AP) con luz indicadora para seleccionar la actitud (pitch, roll, yaw), estabilización y modos de control automático.

-RECOVERY: botón anunciador con luz indicadora para seleccionar el modo LIMIT ALTITUDE RECOVERY (recuperación de altitud límite)

-NIGHT PATH CTL: botón anunciador con luz indicadora para seleccionar el modo de control director durante la aproximación para el aterrizaje.

-ALT STAB: botón anunciador con luz indicadora para seleccionar el modo de estabilización de altitud de presión.

-MISSED APPROACH: botón anunciador para seleccionar el modo de aproximación frustrada.

Al presionar el botón rojo de desconexión de los modos del AFCS en la palanca de control, todos los modos del AFCS se desconectan, incluido el modo Damper y el aumentador de estabilidad longitudinal. Si se mantiene pulsado durante menos de 3 seg ambos modos damper y aumentor de estabilidad longitudinal volverán a conectarse al soltar el botón, para desconectarlos definitivamente se debe de mantener pulsado el botón AFCS MODE OFF durante más de 3 seg.

Integración del AFCS con los equipos de abordo

El AFCS está integrado con los siguientes equipos de abordo:

-MKBK: sistema giroscópico de información direccional/vertical, forma parte del sistema de navegación y proporciona los ángulos actuales de pitch, roll y yaw (cabeceo, alabeo, guiñada)

-CBC: sistema de datos de aire

-Equipos de radionavegación de abordo.

-Radioaltímetro: proporciona la señal de "altitud límite" para el AFCS.

-SOS: sistema de limitación de entrada en pérdida que proporciona la señal de ángulo de ataque real.

Modos de operación del AFCS

Modo Damper

Se usa desde el momento del despegue hasta el aterrizaje, también se puede usar durante el rodaje.

Aumenta sustancialmente la estabilidad y controlabilidad amortiguando las oscilaciones del avión alrededor del centro de gravedad mediante la deflexión de las superficies de control.

Aumentador de estabilidad longitudinal

Se emplea conjuntamente con el Damper para aumentar la estabilidad y controlabilidad y para mantener constante la cantidad de deflexión de la palanca de control por unidad de carga g durante el pilotaje a ángulos de ataque entre 14º y 25º con los L.E. extendidos, así como cuando el tren y los flaps están retraídos.

Modo de estabilización de actitud

Se emplea para mantener la actitud del avión determinada por el piloto durante el vuelo en condiciones de avión compensado y sin ejercer fuerza sobre la palanca.

Modo de nivelación

Se emplea para la recuperación automática del vuelo nivelado en caso de pérdida de la actitud del avión por parte del piloto.

Modo de estabilización de altitud de presión

Está permitido su uso a velocidades verticales próximas a cero y cuando el ángulo de la trayectoria del avión es inferior a 5º. Al selectar dicho modo la altitud puede variar con respecto a la seleccionada a velocidades verticales de entre 5 a 8 m/s hasta que se estabiliza la altitud, el alabeo se estabiliza y cuando el alabeo es inferior a 7º se mantiene el rumbo actual. Se recomienda pasar el régimen transónico con dicho modo desconectado debido a la recompensación del avión.

Modo de recuperación de zona de altitud límite

Se emplea para la recuperación automática de la altitud límite con el tren retraído y altitudes por debajo de 1500m. El avión se sitúa automáticamente en un ángulo de ascenso de 8º y con un alabeo de 0º y una aceleración de entre 1.5 y 5 g. Al descender el avión a una altura inferior a la altitud límite preseleccionada se activa la voz de aviso de "altitud límite" en los auriculares del piloto.

Control automático y de director de vuelo durante la aproximación y el aterrizaje

Cuando el AFCS trabaja conjuntamente con el sistema de navegación se permite la aproximación para el aterrizaje en el modo automático o de control director.

El modo de control director se selecciona presionando el botón anunciador FLIGHT PATH CTL localizado en el panel de control, al pulsarlo desaparecerán las banderas de LOC (K) y de PITCH (T) en el indicador director de vuelo, previamente deberá de aparecer la indicación de señal del localizador LOC disponible, desaparecer la bandera del localizador en el indicador de curso combinado y debe de estar operativa la información del sistema de giro direccional/vertical (EKVK).

El modo de control automático de aproximación para el aterrizaje se selecciona presionando el botón anunciador AP después de conectar el modo de control director. El avión interceptará el haz del localizador mediante el canal lateral. Hasta la interceptación de la señal equidistante del haz de la senda de planeo el avión mantendrá estabilización de altitud siempre y cuando el ángulo vertical de la trayectoria de interceptación sea inferior a 5º.

Los modos automático y de control director se seleccionan presionando y manteniendo durante un rato el botón rojo APCS MODE OFF situado en la palanca de control.

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