Todo lo que debes saber sobre el Canard

¿Alguna vez has visto esos extraños aviones que tienen pequeñas alitas en la sección frontal? Aeronaves de extraña apariencia, pero de hecho la aviación comenzó con ese estilo de configuración ¿Cómo es que funcionan? ¿Cuál es la diferencia entre un canard y un estabilizador horizontal?

Los hermanos Wright realizaron un diseño con Canard en el Wright Flyer (Imagen inferior), la cual logró con éxito el primer vuelo sostenido en una aeronave más pesada que el aire. Muchos pioneros siguieron la tendencia de los hermano Wright, como es el caso de Santos-Dumont.

El comportamiento del canard era muy poco entendido para los pioneros europeos, llevándolos a experimentar con la configuración de empenaje tradicional que conocemos actualmente.

El canard es una superficie (perfil aerodinámico) horizontal ubicados por delante de las alas principales de la aeronave. Un canard puede ser incorporado en el diseño de la aeronave por varias razones:

  • Producción de sustentación.
  • Control de la aeronave, principalmente de cabeceo.
  • Estabilidad longitudinal.
  • incluso para modificar el flujo del aire que pasa por las alas principales.

Los dos principales tipos de configuración de canard son:

  • Canard de sustentación
  • Canard de control

1. – Canard de sustentación, o lifting-canard en inglés, en este tipo de configuración el peso de la aeronave se encuentra dividido entre ambos perfiles aerodinámicos (alas principales y canard), es decir, que durante el vuelo el peso total de la aeronave será contrarrestado por la sustentación producida por estas superficies.

En este caso el canard cumple una función opuesta la del estabilizador horizontal, este último tiene como función producir una fuerza descendente, mejor conocido como downforce por su nombre en inglés, con el fin de nivelar la aeronave en vuelo. Dado que el centro de gravedad del avión se encuentra generalmente por delante del centro de sustentación, esto produce una tendencia de bajar la nariz de la aeronave, aquí es donde actúa el estabilizador horizontal, al producir una fuerza descendente permite que el eje longitudinal de la aeronave se mantenga nivelado, aunque como punto negativo seria que las alas principales deben producir más sustentación y como consecuencia produce más resistencia.

Al instalar canard en el diseño de la aeronave este contrarresta naturalmente en vuelo la tendencia de cabeceo y tiene como beneficio directo la menor producción de resistencia en la aeronave.

Este tipo de canard puede ser instalado como remplazo del estabilizador horizontal convencional e incluso se puede usar en conjunto (esta configuración se aplica generalmente a aeronaves que por diseño son muy pesadas de nariz como es el caso del Tu-144, pero este tenia un diseño de canard retráctil).

Ahora que conocemos todas las bondades del canard de sustentación toca hablar del lado negativo. El diseño de la aeronave se tiene que realizar de tal forma que, en el caso de que la aeronave entre en condición de perdida (stall), la primera superficie de sustentación en entrar en perdida tiene que ser el Canard, dado que si primero entra en condición de perdida las alas principales la condición de sustentación del canard puede llevar la aeronave a una actitud muy peligrosa ocasionando un súper stall o stall profundo.

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Como último inconveniente seria el problema de estabilidad en condición de viento racheado. Si bien el uso de Canards en condiciones de vuelo estable pueden llegar a ser muy favorables cuando las condiciones de vientos son muy variables la historia es otra.

En una aeronave convencional durante viento racheado la aeronave tiene la tendencia inicial de bajar la nariz, esto es debido al cambio momentáneo en el ángulo de ataque de las superficies aerodinámicas, las alas principales producen más sustentación, pero el estabilizador horizontal pierde downforce, produciendo el momentáneo cabeceo, sin embargo, la aeronave tiene la tendencia natural de recuperar la actitud de vuelo nivelado.

En el caso de una aeronave con Canard de sustentación si la aeronave sufre por el mismo cambio de ángulo de ataque los perfiles aerodinámicos producirán más sustentación generando un momento de cabeceo hacia arriba.

Este problema es solucionado por los diseñadores aplicando un diseño de alta carga alar en el canard, esto quiere decir que los perfiles son pequeños en comparación al peso, esta característica permite que cualquier cambio pequeño de ángulo de ataque sea traducido en un leve incremento de la sustentación haciendo mas estable el diseño, sin embargo, trae otro problema, al tener perfiles de alta carga alar estos producen mas resistencia inducida, la solución que aplican los departamentos de diseño es aumentar la relación de aspecto del canard pero manteniendo la carga alar baja.

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2.Canard de control, Control-canard por su nombre en inglés, es un tipo de diseño en el cual la superficie se utiliza principalmente para control de cabeceo durante maniobras en vuelo. En este tipo de aeronaves las alas principales producen la suficiente sustentación para mantener al avión en vuelo, dejando exclusivamente el canard como superficie de control y esta se la configuro para tener, usualmente, ángulo de ataque de cero grados (0°) cuando no esta en uso. Al momento de ser activada por los controles se mueve toda la superficie al rededor de un eje.

Esta configuración se puede encontrar en algunas aeronaves de combate, como es el caso del Eurofighter Typhoon, los canards que tiene instalada esta aeronave se usan para desestabilizar intencionalmente el avión y así poder ser más maniobrable, sin embargo, dado a la condición inherentemente inestable que presenta para poder realizar un vuelo controlado la aeronave tiene controles de vuelo electrónicos que crean artificialmente estabilidad positiva.

Lamentablemente el diseño de Canard tiene características poco favorables para una aeronave furtiva pues son superficies largas y angulares en las cuales se reflejan fácilmente las señales de un radar.

Artículo redactado por: Rafael Paccieri F.

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