Aleta de rejilla

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Las aletas de rejilla (o aletas de celosía ) son un tipo de superficie de control de vuelo utilizada en cohetes y bombas , a veces en lugar de superficies de control más convencionales, como las aletas planas . Fueron desarrolladas en la década de 1950 por un equipo dirigido por Sergey Belotserkovskiy  [ru] ^[1] y utilizadas desde la década de 1970 en varios diseños de misiles balísticos soviéticos como el SS-12 Scaleboard , SS-20 Saber , SS-21 Scarab , SS-23 Spider y SS-25 Sickle , así como el N-1 (el cohete previsto para el programa lunar soviético ). Por ello, en Rusia, a menudo se las denomina aletas de rejilla Belotserkovskiy .

Las aletas de rejilla también se han utilizado en misiles y bombas convencionales, como el misil aire-aire Vympel R-77 ; la familia de misiles de crucero 3M-54 Klub (SS-N-27 Sizzler) ; y la bomba convencional de gran rendimiento American Massive Ordnance Air Blast (MOAB), y en dispositivos especializados como el sistema de lanzamiento Quick-MEDS y como parte del sistema de escape de lanzamiento de la nave espacial Soyuz .

En 2014, SpaceX probó las aletas de rejilla en un vehículo de prueba de demostración de la primera etapa de su cohete reutilizable Falcon 9 , ^[2] y el 21 de diciembre de 2015 se utilizaron durante la parte atmosférica de alta velocidad del reingreso para ayudar a guiar una primera etapa comercial del Falcon 9 de regreso a tierra para el primer aterrizaje exitoso de un propulsor orbital en la historia de los vuelos espaciales .

La primera etapa del cohete Hyperbola-1 de la empresa privada china i-Space apareció el 25 de julio de 2019 equipada con aletas de rejilla orientables para el control de actitud.

El 25 de julio de 2019, China lanzó una versión modificada del Long March 2C que incluía aletas de rejilla en la parte superior de la primera etapa para el reingreso controlado de la etapa del cohete gastado lejos de las personas en pueblos y ciudades cercanas. ^[3]

Las aletas de control planas convencionales tienen forma de alas en miniatura . Por el contrario, las aletas de rejilla son un entramado de superficies aerodinámicas más pequeñas dispuestas dentro de una caja. Su apariencia a veces ha hecho que se las compare con machacadores de papas o planchas para hacer gofres .

Las aletas de rejilla se pueden plegar, inclinar hacia adelante (o hacia atrás), contra el cuerpo cilíndrico de un misil de manera más directa y compacta que las aletas planas, lo que permite un almacenamiento más compacto del arma; esto es importante cuando las armas se lanzan desde un tubo o para naves que almacenan armas en bahías internas, como los aviones furtivos . Generalmente, las aletas de rejilla se inclinan hacia adelante o hacia atrás alejándose del cuerpo poco después de que el misil haya dejado atrás la nave que lo disparó.

Las aletas de rejilla tienen una cuerda mucho más corta (la distancia entre el borde de ataque y el de salida de la superficie) que las aletas planas, ya que son efectivamente un grupo de aletas cortas montadas en paralelo entre sí. Su cuerda reducida reduce la cantidad de par que ejerce el flujo de aire a alta velocidad sobre el mecanismo de dirección, lo que permite el uso de actuadores de aletas más pequeños y un conjunto de cola más pequeño en general.

Las aletas de rejilla funcionan muy bien a velocidades subsónicas y supersónicas, pero mal a velocidades transónicas ; el flujo hace que se forme una onda de choque normal dentro de la red, lo que hace que gran parte del flujo de aire pase completamente alrededor de la aleta en lugar de atravesarla y genere una importante resistencia de onda . A números de Mach altos , las aletas de rejilla fluyen completamente supersónicas y pueden proporcionar una menor resistencia y una mayor maniobrabilidad que las aletas planas.

Las aletas de rejilla se utilizan en el cohete Falcon 9 para aumentar la precisión y exactitud en el control del lugar de aterrizaje de los vehículos de lanzamiento reutilizables . Por lo tanto, ayudan al cohete a aterrizar en la plataforma de aterrizaje o en la nave espacial autónoma para drones con mayor precisión y buena exactitud. El esfuerzo de desarrollo de las aletas de rejilla es parte del programa de desarrollo del sistema de lanzamiento reutilizable de SpaceX que ha estado en marcha desde 2012. La primera prueba de vuelo hipersónico con aletas de rejilla se realizó en febrero de 2015, y las aletas de rejilla se utilizaron posteriormente en todos los aterrizajes de prueba experimentales reutilizables del Falcon 9 y, eventualmente, después de diciembre de 2015, en un número cada vez mayor de aterrizajes y recuperaciones de primera etapa exitosos.

La iteración en el diseño de las aletas de rejilla del Falcon 9 continuó en 2017. Elon Musk , director ejecutivo de SpaceX , anunció a principios de 2017 que una nueva versión de las aletas de rejilla del Falcon 9 mejoraría la reutilización de los vehículos de la compañía. Falcon 9 Block 5 presenta nuevas aletas de rejilla de titanio fundido y cortado ^[4] . Musk había notado que las aletas de rejilla originales del Falcon 9 estaban hechas de aluminio . Las aletas experimentan temperaturas cercanas a sus límites máximos de supervivencia durante el reingreso y el aterrizaje, por lo que las aletas de aluminio estaban recubiertas con un sistema de protección térmica ablativo. Algunas aletas de rejilla de aluminio se habían incendiado durante la secuencia de entrada y aterrizaje. Las aletas de rejilla se reemplazaron con versiones de titanio, lo que permitió una mayor capacidad de control del cohete y aumentó la capacidad de carga útil a órbita al permitir que Falcon 9 volara en un ángulo de ataque más alto . ^[5] Las aletas de rejilla de titanio más grandes y robustas se dejan sin pintar y se probaron por primera vez en junio de 2017. Se utilizan en todas las primeras etapas reutilizables del Falcon 9 Block 5 desde fines de 2017. ^[6]

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  Las aletas de rejilla (aquí plegadas contra el carenado de carga útil ) son parte del sistema de escape de lanzamiento de la nave espacial Soyuz .
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  Aletas de rejilla plegadas en el Long March 2F diseñadas para transportar la nave espacial tripulada Shenzhou .
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  Aletas de rejilla guardadas contra la base de un misil balístico SS-20
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  Aletas de rejilla en un cohete Falcon 9 de SpaceX. Guían la primera etapa del cohete durante el aterrizaje.
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  Primera prueba de las aletas de rejilla realizada por SpaceX durante una prueba de descenso controlado del Falcon 9 el 11 de febrero de 2015.
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  Las aletas de rejilla se desplegaron en la sección del Super Heavy Booster de la nave espacial Starship de SpaceX

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Aletas de rejilla .

• Aletas de rejilla de misiles, Aerospaceweb.org
• Grupo de Tecnología de Armas Convencionales, Centro de Información Técnica de Defensa
• "Es el gran problema", Aviation Week Archivado el 27 de septiembre de 2007 en Wayback Machine.
• KLUB (SS-N-27) ASCM, Bharat-Rakshak.com
• Pequeña bomba inteligente con alcance extendido, Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea
• Misil médico preparado para su lanzamiento, DefenseTech.org