miniatura|Esquema del llistó A319: 1 - Llistó estès; 2 - Llistó estirat cap a dins; 3 - Revestiment superior de l'ala; 4 - Longera davantera; 5 - Canó de la via; 6 - Tren d'aterratge; 7 - Via de llistó Un llistó de vora davantera (en anglès slat) és una superfície aerodinàmica a la vora davantera de l'ala d'un avió d'ala fixa. Quan es retreu, el slat queda alineat amb la resta de l'ala. Un slat es desplega lliscant cap endavant, obrint una ranura entre l'ala i el slat. L'aire de sota del slat flueix a través de la ranura i reemplaça la capa límit que ha viatjat a alta velocitat al voltant de la vora davantera del slat, perdent una quantitat significativa de la seva energia cinètica a causa de la fricció de la pell i l'arrossegament. Quan es despleguen, els slats permeten que les ales operin a un angle d'atac més alt abans de perdre la pilota. Amb els slats desplegats, un avió pot volar a velocitats més lentes, cosa que li permet enlairar-se i aterrar en distàncies més curtes. S'utilitzen durant l'enlairament i l'aterratge i mentre es realitzen maniobres a baixa velocitat que poden portar l'avió a prop d'una pèrdua de pilota. Els slats es retreuen en vol normal per minimitzar l'arrossegament. miniatura|Slats davanters Els slats són dispositius d'alta sustentació que s'utilitzen normalment en avions destinats a operar dins d'una àmplia gamma de velocitats. Els sistemes de flaps de vora posterior que corren al llarg de la vora posterior de l'ala són comuns en tots els avions. miniatura|La posició dels slats del vora d'atac en un avió de passatgers (Airbus A310-300). En aquesta imatge, els slats estan encorbats. Observeu també els flaps del vora de sortida estesos.
Tipus miniatura|Llistons a la vora davantera d'un Airbus A318 d' Air France Els tipus inclouen:
Automàtic El llistó accionat per molla es troba alineat amb la vora d'atac de l'ala, mantingut al seu lloc per la força de l'aire que actua sobre ell. A mesura que l'avió disminueix la velocitat, la força aerodinàmica es redueix i les molles estenen els llistons. De vegades anomenats llistons de Handley-Page. Fixat El slat s'estén permanentment. Això s'utilitza de vegades en avions especialitzats de baixa velocitat (aquests s'anomenen slots) o quan la simplicitat té prioritat sobre la velocitat. Desenvolupat L'extensió dels slats pot ser controlada pel pilot. Això s'utilitza habitualment en avions de passatgers.
miniatura|Llistons automàtics d'un Messerschmitt Bf 109
Operació La corda del lamel·ló sol ser només un petit percentatge de la corda de l'ala. Els lamel·lós poden estendre's sobre el terç exterior de l'ala o poden cobrir tota la vora d'atac. Molts dels primers aerodinàmics, inclòs Ludwig Prandtl, creien que els lamel·lós funcionen induint un corrent d'alta energia al flux del perfil aerodinàmic principal, reenergitzant així la seva capa límit i retardant la pèrdua de força. En realitat, el lamel·ló no dóna a l'aire de la ranura una alta velocitat (en realitat redueix la seva velocitat) i tampoc es pot anomenar aire d'alta energia, ja que tot l'aire fora de les capes límit reals té la mateixa calor total. Els efectes reals del lamel·ló són:
L'efecte de lames Les velocitats a la vora d'atac de l'element aigües avall (perfil aerodinàmic principal) es redueixen a causa de la circulació de l'element aigües amunt (lames), reduint així els pics de pressió de l'element aigües avall. L'efecte de circulació La circulació de l'element aigües avall augmenta la circulació de l'element aigües amunt, millorant així el seu rendiment aerodinàmic. L'efecte dumping La velocitat de descàrrega a la vora posterior de la lama augmenta a causa de la circulació del perfil alar principal, alleujant així els problemes de separació o augmentant la sustentació. Recuperació de la pressió fora de la superfície La desacceleració de l'estela de les lames es produeix de manera eficient, fora de contacte amb una paret. Efecte de capa límit fresca Cada element nou comença amb una nova capa límit a la seva vora principal. Les capes límit primes poden suportar gradients adversos més forts que les gruixudes.High-Lift Aerodynamics, by A. M. O. Smith, McDonnell Douglas Corporation, Long Beach, June 1975 miniatura|L'ala d'un Airbus A319-100 que aterra. Els slats del costat d'atac i els flaps del costat de sortida estan estesos.
El llistó té una contrapart que es troba a les ales d'alguns ocells, l'àlula, una ploma o grup de plomes que l'ocell pot estendre sota el control del seu "polze". miniatura|El Fieseler Fi 156 Storch tenia ranures esteses permanentment a les vores davanteres (lames fixes).
Història Els slats van ser desenvolupats per primera vegada per Gustav Lachmann el 1918. L'accident relacionat amb la pèrdua de pilota a l'agost de 1917 d'un avió Rumpler C va impulsar Lachmann a desenvolupar la idea, i es va construir un petit model de fusta el 1917 a Colònia. A Alemanya, el 1918, Lachmann va presentar una patent per a slats de vora d'atac. Tanmateix, l'oficina de patents alemanya la va rebutjar inicialment, ja que no creia en la possibilitat d'ajornar la pèrdua de pilota dividint l'ala. miniatura|Slats de l'A319 durant i després de l'aterratge Independentment de Lachmann, Handley Page Ltd a Gran Bretanya també va desenvolupar l'ala ranurada com una manera d'ajornar la pèrdua de capacitat endarrerint la separació del flux de la superfície superior de l'ala a angles d'atac elevats, i va sol·licitar una patent el 1919; per evitar una impugnació de patents, van arribar a un acord de propietat amb Lachmann. Aquell any, es va equipar un Airco DH.9 amb slats i es va fer una prova de vol. Més tard, es va modificar un Airco DH.9A com a monoplà amb una ala gran equipada amb slats de vora d'atac de tota l'envergadura i alerons de vora posterior (és a dir, el que més tard s'anomenarien flaps de vora posterior) que es podien desplegar juntament amb els slats de vora d'atac per provar un rendiment millorat a baixa velocitat. Això es va conèixer més tard com el Handley Page HP20. Diversos anys més tard, després d'haver acceptat posteriorment feina a l'empresa aeronàutica Handley-Page, Lachmann va ser responsable de diversos dissenys d'avions, inclòs el Handley Page Hampden.
La llicència del disseny es va convertir en una de les principals fonts d'ingressos de l'empresa a la dècada del 1920. Els dissenys originals tenien la forma d'una ranura fixa prop de la vora davantera de l'ala, un disseny que es va utilitzar en diversos avions STOL.
Durant la Segona Guerra Mundial, els avions alemanys solien equipar una versió més avançada del slat que reduïa la resistència aerodinàmica en ser empès cap enrere a ras de la vora davantera de l'ala per la pressió de l'aire, sortint quan l'angle d'atac augmentava fins a un angle crític. Els slats notables d'aquella època pertanyien al Fieseler Fi 156 Storch alemany. Aquests tenien un disseny similar als slats retràctils, però eren fixos i no retràctils. Aquesta característica de disseny permetia a l'avió enlairar-se amb vent suau en menys de 45 m (150 peus), i aterrar a 18 m (60 peus). Els avions dissenyats per l'empresa Messerschmitt utilitzaven slats automàtics amb ressort a la vora d'atac com a regla general, excepte el caça de coets Messerschmitt Me 163B Komet dissenyat per Alexander Lippisch, que en canvi utilitzava ranures fixes construïdes integralment amb, i just darrere, les vores d'atac exteriors del panell de l'ala.
Després de la Segona Guerra Mundial, els slats també s'han utilitzat en avions més grans i generalment s'han operat mitjançant sistemes hidràulics o electricitat . Els slats de l'A-4 Skyhawk s'accionaven per ressort i es desplegaven per la càrrega d'aire per sota de certes velocitats.
Recerca Existeixen diversos esforços de recerca i desenvolupament tecnològic per integrar les funcions dels sistemes de control de vol, com ara alerons, elevadors, elevons, flaps i flaperons, a les ales per dur a terme la funció aerodinàmica amb els avantatges de menys: massa, cost, resistència, inèrcia (per a una resposta de control més ràpida i forta), complexitat (mecànicament més simple, menys peces o superfícies mòbils, menys manteniment) i secció transversal de radar per a la furtivitat . Aquests es poden utilitzar en molts vehicles aeris no tripulats (UAV) i avions de combat de sisena generació.
Un enfocament prometedor que podria rivalitzar amb els slats són les ales flexibles. En les ales flexibles, gran part o tota la superfície de l'ala pot canviar de forma durant el vol per desviar el flux d'aire. L'ala aeroelàstica activa X-53 és un esforç de la NASA. L'ala adaptativa i compatible és un esforç militar i comercial.
Referències
Categoria:Aerodinàmica