Uma superfície de controle é uma superfície móvel, atuando no ar e utilizada para pilotar um avião, um dirigível ou um foguete, por meio dos controles de vôo , de acordo com um de seus três eixos:
Geralmente é uma superfície articulada cuja mudança de orientação gera uma força aerodinâmica , assim como o leme de um barco usa uma força hidrodinâmica .
Essa força, que atua com um braço de alavanca, cria um momento (produto de uma força por uma distância) para obter a rotação do móvel em torno de um dos três eixos:
Os aeródinos ou mísseis têm superfícies para o rolamento (asas) e estabilização (cauda). Estas últimas superfícies são geralmente equipadas com partes móveis usadas para pilotagem. As partes móveis são dispostas com o maior braço de alavanca possível:
Controle de tom, usando:
Controle de rotação, usando:
O roll também pode ser obtido indiretamente, agindo no leme de guinada (o leme). O movimento rotacional provoca uma assimetria de sustentação das asas que dá roll. Isso é então denominado “rolamento induzido”. Esta técnica é utilizada pelos chamados planadores de “dois eixos” que não possuem ailerons, bem como por aviões da fórmula de Mignet “Sky Pou” (asas tandem sem ailerons).
Controle de guinada, usando:
Para reduzir as forças nos controles, compensadores podem ser instalados. Eles podem ser mecânicos (molas) ou aerodinâmicos (pequena superfície móvel instalada na borda de fuga da superfície de controle).
Uma superfície de controle pode atuar em dois eixos, o que requer um misturador mecânico ou eletrônico:
Uma superfície de controle pode atuar em um eixo e na elevação ou arrasto:
Comandos mecânicos: o leme é conectado mecanicamente (cabos ou hastes) ao manche mantido (ou deixado livre) pelo piloto.
Comandos elétricos ou eletro-hidráulicos por "servo-comandos": a superfície de comando é constantemente bloqueada na posição determinada pelo piloto (modelos rádio-controlados) ou por macacos controlados pelo computador de bordo (aviões da Airbus).
Os helicópteros não possuem superfícies de controle aerodinâmico (dependendo da velocidade): eles são controlados por variações na sustentação de seus rotores: guinada por variação na força lateral gerada pelo rotor de cauda , em pitch and roll por uma assimetria de sustentação do rotor principal.
Os dispositivos de alta elevação (ripas de bordo de ataque, flaps de borda de fuga) não são superfícies de controle. Eles não são usados para pilotar o avião em seus três eixos, mas para variar a sustentação (e o arrasto) da asa. Os efeitos significativos da deflexão do flap no equilíbrio do pitch são efeitos induzidos indesejados.
Mirages, Concorde . Os risers ou elevons são elevados para cima em Cz forte (decolagem e pouso), como em todas as aeronaves de asa delta que não têm e não podem ter dispositivos de alta elevação (o momento do nariz para baixo dos flaps é impossível de equilibrar. culpa).
Usando um sistema de mistura, os ailerons podem ser inclinados para baixo e atuar como um dispositivo de alta elevação , aumentando a área de flap disponível . A aeronave Rafale está equipada com aviões pato que podem gerar um momento de nariz para cima. No pouso, em vez de inclinados para cima, os elevons são levemente inclinados para baixo, o que possibilita diminuir a velocidade mínima de aproximação (pouso em porta-aviões). Esta sustentação é, no entanto, menor do que flaps de pouso com slot simples ou duplo montado em aviões convencionais.
Materiais e técnicas modernas permitem influenciar a direção do jato de gases que sai do bico e orientá-lo (ver a aeronave experimental Rockwell-MBB X-31 ), o que possibilita aumentar a manobrabilidade para realização de manobras acrobáticas como a cobra . A eliminação de superfícies verticais permite uma melhoria em stealth ou stealth , mas as superfícies de controle aerodinâmico permanecem essenciais no caso de falha do motor.
O X-31 manteve seu estabilizador vertical. Não tem cauda horizontal porque tem asa em delta. As máquinas voadoras sem estabilizadores são naturalmente instáveis em todos os três eixos. Os momentos de estabilização são necessários: são obtidos quer por superfícies de estabilização, quer por modificações de forma que alteram a eficiência, reduzem a elevação máxima e a amplitude de centragem.
A remoção das superfícies de controle é possível em teoria, mas na verdade apenas em alguns casos. Quando o acelerador é reduzido (ou em caso de falha do motor), não há mais controle. Pode-se remover as superfícies de controle e pilotar com o empuxo somente se a máquina operar somente em aceleração total (míssil, foguete) ou tiver vários motores operando em potência diferente de zero em baixa velocidade (máquina de decolagem vertical VTOL).