Aviação: Controles de Voo

À medida que a aviação amadureceu e os projetistas de aeronaves aprenderam mais sobre aerodinâmica, a indústria produziu aeronaves maiores e mais rápidas. Portanto, as forças aerodinâmicas que atuam sobre as superfícies de controle aumentaram exponencialmente. Para tornar gerenciável a força de controle exigida pelos pilotos, os engenheiros de aeronaves projetaram sistemas mais complexos. Inicialmente, projetos hidromecânicos, consistindo de um circuito mecânico e um circuito hidráulico, foram usados ​​para reduzir a complexidade, peso e limitações dos sistemas de controle de voo mecânico.

À medida que as aeronaves se tornavam mais sofisticadas, as superfícies de controle eram acionadas por motores elétricos, computadores digitais ou cabos de fibra ótica. Chamado de “fly-by-wire”, este sistema de controle de voo substitui a conexão física entre os controles do piloto e as superfícies de controle de voo por uma interface elétrica. Além disso, em algumas aeronaves grandes e rápidas, os controles são reforçados por sistemas acionados hidraulicamente ou eletricamente. Em ambos os controles fly-by-wire e boosted, a sensação da reação do controle é enviada de volta ao piloto por meios simulados.

A pesquisa atual no Centro de Pesquisa de Voo Dryden da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) envolve Sistemas de Controle de Voo Inteligentes (IFCS). O objetivo deste projeto é desenvolver um sistema de controle de voo baseado em rede neural adaptativa. Aplicado diretamente aos erros de feedback do sistema de controle de voo, o IFCS fornece ajustes para melhorar o desempenho da aeronave em voo normal, bem como com falhas do sistema. Com o IFCS, um piloto é capaz de manter o controle e pousar com segurança uma aeronave que sofreu uma falha em uma superfície de controle ou danos à estrutura da aeronave. Também melhora a capacidade da missão, aumenta a confiabilidade e a segurança do voo e facilita a carga de trabalho do piloto. 

As aeronaves de hoje empregam uma variedade de sistemas de controle de voo. Por exemplo, algumas aeronaves na categoria de piloto esportivo dependem do controle de mudança de peso para voar enquanto os balões usam uma técnica de queima padrão. Os helicópteros utilizam um cíclico para inclinar o rotor na direção desejada, juntamente com um coletivo para manipular o passo do rotor e os pedais antitorque para controlar a guinada.

Para informações adicionais sobre sistemas de controle de voo, consulte o manual apropriado para informações relacionadas aos sistemas de controle de voo e características de tipos específicos de aeronaves. 

Controles de vôo

Os sistemas de controle de voo de aeronaves consistem em sistemas primários e secundários. Os ailerons, profundor (ou estabilizador) e leme constituem o sistema de controle primário e são necessários para controlar uma aeronave com segurança durante o voo. Flaps de asa, dispositivos de bordo de ataque, spoilers e sistemas de compensação constituem o sistema de controle secundário e melhoram as características de desempenho do avião ou aliviam o piloto de forças de controle excessivas. 

Controles de voo primários 

Os sistemas de controle de aeronaves são cuidadosamente projetados para fornecer resposta adequada às entradas de controle, permitindo uma sensação natural. Em baixas velocidades, os controles geralmente parecem macios e lentos, e a aeronave responde lentamente às aplicações de controle. Em velocidades mais altas, os controles se tornam cada vez mais firmes e a resposta da aeronave é mais rápida.

O movimento de qualquer uma das três superfícies primárias de controle de voo (ailerons, profundor ou estabilizador, ou leme), altera o fluxo de ar e a distribuição de pressão sobre e ao redor do aerofólio. Essas mudanças afetam a sustentação e o arrasto produzidos pela combinação aerofólio/superfície de controle e permitem que um piloto controle a aeronave em torno de seus três eixos de rotação.

Os recursos de design limitam a quantidade de deflexão das superfícies de controle de voo. Por exemplo, mecanismos de parada de controle podem ser incorporados nas ligações de controle de voo, ou o movimento da coluna de controle e/ou pedais de leme podem ser limitados. O objetivo desses limites de projeto é evitar que o piloto inadvertidamente sobrecontrole e sobrecarregue a aeronave durante manobras normais.

Uma aeronave projetada adequadamente é estável e facilmente controlada durante as manobras normais. As entradas da superfície de controle causam movimento em torno dos três eixos de rotação. Os tipos de estabilidade que uma aeronave exibe também se relacionam com os três eixos de rotação.

Ailerons

Os ailerons controlam o rolo em torno do eixo longitudinal. Os ailerons são presos ao bordo de fuga externo de cada asa e se movem na direção oposta um do outro. Os ailerons são conectados por cabos, manivelas, polias e/ou tubos push-pull a uma roda de controle ou manche. 

Mover a roda de controle, ou joystick de controle, para a direita faz com que o aileron direito deflete para cima e o aileron esquerdo deflete para baixo. A deflexão para cima do aileron direito diminui a curvatura resultando em diminuição da sustentação na asa direita. A deflexão para baixo correspondente do aileron esquerdo aumenta a curvatura, resultando em aumento de sustentação na asa esquerda. Assim, o aumento da sustentação na asa esquerda e a diminuição da sustentação na asa direita fazem com que a aeronave role para a direita. 

guinada adversa

Como o aileron defletido para baixo produz mais sustentação, como evidenciado pela elevação da asa, também produz mais arrasto. Este arrasto adicional faz com que a asa diminua um pouco a velocidade. Isso resulta na guinada da aeronave em direção à asa que experimentou um aumento na sustentação (e arrasto). Do ponto de vista do piloto, a guinada é oposta à direção da margem. A guinada adversa é resultado do arrasto diferencial e da pequena diferença na velocidade das asas esquerda e direita.

A guinada adversa torna-se mais pronunciada em baixas velocidades. Nessas velocidades mais lentas, a pressão aerodinâmica nas superfícies de controle é baixa e são necessárias maiores entradas de controle para manobrar efetivamente a aeronave. Como resultado, o aumento na deflexão do aileron causa um aumento na guinada adversa. A guinada é especialmente evidente em aeronaves com longas envergaduras de asa. 

A aplicação do leme é usada para neutralizar a guinada adversa. A quantidade de controle de leme necessária é maior em baixas velocidades, altos ângulos de ataque e com grandes deflexões de aileron. Como todas as superfícies de controle em velocidades mais baixas, o estabilizador/leme vertical se torna menos eficaz e aumenta os problemas de controle associados à guinada adversa. 

Todas as curvas são coordenadas pelo uso de ailerons, leme e profundor. A aplicação da pressão do aileron é necessária para colocar a aeronave no ângulo de inclinação desejado, enquanto a aplicação simultânea da pressão do leme é necessária para neutralizar a guinada adversa resultante. Além disso, como é necessária mais sustentação durante uma curva do que durante o vôo reto e nivelado, o ângulo de ataque (AOA) deve ser aumentado aplicando a contrapressão do profundor. Quanto mais íngreme a curva, mais contrapressão do profundor é necessária. 

À medida que o ângulo de inclinação desejado é estabelecido, as pressões do aileron e do leme devem ser relaxadas. Isso impede que o ângulo de inclinação aumente, porque as superfícies de controle do aileron e do leme estão em uma posição neutra e aerodinâmica. A contrapressão do elevador deve ser mantida constante para manter a altitude. O roll-out de uma curva é semelhante ao roll-in, exceto que os controles de vôo são aplicados na direção oposta. O aileron e o leme são aplicados na direção do roll-out ou em direção à asa alta. À medida que o ângulo de inclinação diminui, a contrapressão do profundor deve ser relaxada conforme necessário para manter a altitude. 

Na tentativa de reduzir os efeitos da guinada adversa, os fabricantes projetaram quatro sistemas: ailerons diferenciais, ailerons do tipo frise, ailerons e leme acoplados e flaperons.

Ailerons diferenciais

Com ailerons diferenciais, um aileron é elevado a uma distância maior do que o outro aileron e é abaixado para um determinado movimento da roda de controle ou manche de controle. Isso produz um aumento no arrasto na asa descendente. O maior arrasto resulta da deflexão do aileron ascendente na asa descendente para um ângulo maior do que o aileron descendente na asa ascendente. Embora a guinada adversa seja reduzida, ela não é eliminada completamente.

Ailerons do tipo Frieze

Com um aileron do tipo frise, quando a pressão é aplicada à roda de controle, ou manche, o aileron que está sendo levantado gira em uma dobradiça de deslocamento. Isso projeta a borda de ataque do aileron no fluxo de ar e cria arrasto. Ajuda a equalizar o arrasto criado pelo aileron abaixado na asa oposta e reduz a guinada adversa. 

O aileron tipo frise também forma uma fenda para que o ar flua suavemente sobre o aileron abaixado, tornando-o mais eficaz em altos ângulos de ataque. Ailerons do tipo Frise também podem ser projetados para funcionar diferencialmente. Como o aileron diferencial, o aileron tipo frise não elimina totalmente a guinada adversa. A aplicação coordenada do leme ainda é necessária quando os ailerons são aplicados.

Ailerons e leme acoplados

Ailerons e leme acoplados são controles vinculados. Isso é feito com molas de interconexão leme-aileron, que ajudam a corrigir o arrasto do aileron desviando automaticamente o leme ao mesmo tempo que os ailerons são defletidos. Por exemplo, quando a roda de controle, ou alavanca de controle, é movida para produzir uma rolagem para a esquerda, o cabo de interconexão e a mola puxam o pedal do leme esquerdo para frente apenas o suficiente para evitar que o nariz da aeronave gire para a direita. A força aplicada ao leme pelas molas pode ser anulada se for necessário deslizar a aeronave.

Flaperons 

Flaperons combinam ambos os aspectos de flaps e ailerons. Além de controlar o ângulo de inclinação de uma aeronave como os ailerons convencionais, os flaperons podem ser abaixados juntos para funcionar da mesma forma que um conjunto dedicado de flaps. O piloto mantém controles separados para ailerons e flaps. Um mixer é usado para combinar as entradas piloto separadas neste único conjunto de superfícies de controle chamadas flaperons. Muitos projetos que incorporam flaperons montam as superfícies de controle longe da asa para fornecer fluxo de ar imperturbável em altos ângulos de ataque e/ou baixas velocidades.

Elevador

O elevador controla o passo em torno do eixo lateral. Como os ailerons em aeronaves pequenas, o profundor é conectado à coluna de controle na cabine de comando por uma série de ligações mecânicas. O movimento para trás da coluna de controle desvia a borda de fuga da superfície do elevador para cima. Isso geralmente é referido como a posição do elevador para cima.

A posição do elevador para cima diminui a curvatura do elevador e cria uma força aerodinâmica para baixo, que é maior do que a força normal de cauda para baixo que existe em vôo reto e nivelado. O efeito geral faz com que a cauda da aeronave se mova para baixo e o nariz se levante. O momento de arremesso ocorre em torno do centro de gravidade (CG). A força do momento de arfagem é determinada pela distância entre o CG e a superfície horizontal da cauda, ​​bem como pela eficácia aerodinâmica da superfície horizontal da cauda. Mover a coluna de controle para frente tem o efeito oposto. Nesse caso, a curvatura do elevador aumenta, criando mais sustentação (menos força de cauda) no estabilizador/elevador horizontal. Isso move a cauda para cima e lança o nariz para baixo. Novamente, o momento de arremesso ocorre em torno do CG. 

Como mencionado anteriormente, estabilidade, potência, linha de empuxo e a posição das superfícies horizontais da cauda na empenagem são fatores na eficácia do profundor controlando o passo. Por exemplo, as superfícies horizontais da cauda podem ser fixadas perto da parte inferior do estabilizador vertical, no ponto médio ou no ponto alto, como no projeto da cauda em T.

Cauda em T 

Em uma configuração de cauda em T, o profundor está acima da maioria dos efeitos do downwash da hélice, bem como do fluxo de ar ao redor da fuselagem e/ou asas durante as condições normais de voo. A operação dos elevadores neste ar imperturbável permite movimentos de controle que são consistentes na maioria dos regimes de voo. Os projetos de cauda em T tornaram-se populares em muitas aeronaves leves e grandes, especialmente aquelas com motores montados na fuselagem traseira porque a configuração da cauda em T remove a cauda da explosão de exaustão dos motores. Hidroaviões e anfíbios geralmente têm caudas em T para manter as superfícies horizontais o mais longe possível da água. Um benefício adicional é a redução de ruído e vibração dentro da aeronave. 

Em comparação com aeronaves de cauda convencional, o elevador de uma aeronave de cauda em T deve ser movido uma distância maior para elevar o nariz em uma determinada quantidade ao viajar em velocidades baixas. Isso ocorre porque a aeronave de cauda convencional tem o downwash da hélice empurrando a cauda para ajudar a levantar o nariz. 

Os controles das aeronaves são manipulados de modo que um aumento na força de controle seja necessário para aumentar o deslocamento do controle. As forças necessárias para levantar o nariz de uma aeronave de cauda em T são maiores do que as forças necessárias para levantar o nariz de uma aeronave de cauda convencional. A estabilidade longitudinal de uma aeronave compensada é a mesma para ambos os tipos de configuração, mas o piloto deve estar ciente de que as forças de controle necessárias são maiores em baixas velocidades durante decolagens, pousos ou estol do que para aeronaves de tamanho similar equipadas com caudas convencionais. 

Aeronaves de cauda em T também requerem considerações adicionais de projeto para combater o problema de vibração. Como o peso das superfícies horizontais está no topo do estabilizador vertical, o braço de momento criado causa altas cargas no estabilizador vertical que podem resultar em vibração. Os engenheiros devem compensar isso aumentando a rigidez do projeto do estabilizador vertical, geralmente resultando em uma penalidade de peso em relação aos projetos de cauda convencionais.

Ao voar em um AOA muito alto com uma velocidade baixa e um CG traseiro, a aeronave de cauda em T pode ser mais suscetível a um estol profundo. Nesta condição, a esteira da asa colide com a superfície da cauda e a torna quase ineficaz. A asa, se totalmente estolada, permite que seu fluxo de ar se separe logo após o bordo de ataque. A ampla esteira de ar desacelerado e turbulento cobre a cauda horizontal e, portanto, sua eficácia diminuiu significativamente. Nessas circunstâncias, o controle do elevador ou do estabilizador é reduzido (ou talvez eliminado), dificultando a recuperação do estol. Deve-se notar que um CG de popa é muitas vezes um fator que contribui para esses incidentes, uma vez que problemas de recuperação semelhantes também são encontrados com aeronaves de cauda convencionais com um CG de popa. Os estols profundos podem ocorrer em qualquer aeronave, mas são mais prováveis ​​de ocorrer em aeronaves com caudas em “T”, pois um AOA alto pode ter maior probabilidade de colocar o fluxo de ar separado das asas no caminho da superfície horizontal da cauda. Além disso, a distância entre as asas e a cauda, ​​a posição dos motores (como a montagem na cauda) podem aumentar a suscetibilidade a eventos de estol profundo. Portanto, um estol profundo pode ser mais prevalente em aeronaves de transporte versus aviação geral.   

Como o vôo em alto AOA com baixa velocidade no ar e posição de CG na popa pode ser perigoso, muitas aeronaves possuem sistemas para compensar essa situação. Os sistemas variam de paradas de controle a molas de descida de elevador. Em jatos de categoria de transporte, os empurradores de vara são comumente usados. Uma mola de descida do elevador ajuda a abaixar o nariz da aeronave para evitar um estol causado pela posição traseira do CG. O estol ocorre porque o avião devidamente compensado está voando com o profundor na posição do bordo de fuga para baixo, forçando a cauda para cima e o nariz para baixo. Nesta condição instável, se a aeronave encontrar turbulência e desacelerar ainda mais, o compensador não posiciona mais o profundor na posição de nariz para baixo. O elevador então se agiliza e o nariz da aeronave se inclina para cima, possivelmente resultando em um estol.

A mola de descida do elevador produz uma carga mecânica no elevador, fazendo com que ele se mova em direção à posição de nariz para baixo se não estiver balanceado. A aba de compensação do profundor equilibra a mola de descida do profundor para posicionar o profundor em uma posição compensada. Quando o compensador se torna ineficaz, a mola para baixo leva o profundor para a posição de nariz para baixo. O nariz da aeronave abaixa, a velocidade aumenta e um estol é evitado.

O elevador também deve ter autoridade suficiente para segurar o nariz da aeronave durante a rodada para um pouso. Neste caso, um CG para frente pode causar um problema. Durante o flare de pouso, a potência geralmente é reduzida, o que diminui o fluxo de ar sobre a empenagem. Isso, juntamente com a velocidade de pouso reduzida, torna o elevador menos eficaz.

estábulo

O estabilizador é essencialmente um estabilizador horizontal de peça única que gira a partir de um ponto de articulação central. Quando a coluna de controle é puxada para trás, ela eleva o bordo de fuga do estabilizador, puxando o nariz da aeronave. Empurrar a coluna de controle para frente abaixa o bordo de fuga do estabilizador e inclina o nariz da aeronave para baixo.

Como os estabilizadores giram em torno de um ponto de articulação central, eles são extremamente sensíveis às entradas de controle e às cargas aerodinâmicas. As guias antiservo são incorporadas na borda de fuga para diminuir a sensibilidade. Eles desviam na mesma direção que o estabilizador. Isso resulta em um aumento na força necessária para mover o estabilizador, tornando-o menos propenso ao sobrecontrole induzido pelo piloto. Além disso, um peso de equilíbrio é geralmente incorporado na frente da longarina principal. O peso de balanceamento pode se projetar na empenagem ou pode ser incorporado na porção dianteira das pontas do estabilizador.

Canard

O design canard utiliza o conceito de duas superfícies de elevação. O canard funciona como um estabilizador horizontal localizado na frente das asas principais. Com efeito, o canard é um aerofólio semelhante à superfície horizontal em um projeto convencional de cauda traseira. A diferença é que o canard realmente cria sustentação e mantém o nariz para cima, ao contrário do design da cauda traseira que exerce força para baixo na cauda para evitar que o nariz gire para baixo.

O design canard remonta aos dias pioneiros da aviação. Mais notavelmente, foi usado no Wright Flyer. Recentemente, a configuração canard recuperou popularidade e está aparecendo em aeronaves mais novas. Os projetos Canard incluem dois tipos – um com uma superfície horizontal de aproximadamente o mesmo tamanho que um projeto normal de cauda traseira, e o outro com uma superfície do mesmo tamanho aproximado e aerofólio da asa montada na popa, conhecida como configuração de asa tandem. Teoricamente, o canard é considerado mais eficiente porque usar a superfície horizontal para ajudar a levantar o peso da aeronave deve resultar em menos arrasto para uma determinada quantidade de sustentação.

Leme

O leme controla o movimento da aeronave em torno de seu eixo vertical. Este movimento é chamado de guinada. Como as outras superfícies de controle primárias, o leme é uma superfície móvel articulada a uma superfície fixa, neste caso, ao estabilizador vertical ou aleta. O leme é controlado pelos pedais esquerdo e direito do leme. 

Quando o leme é desviado para o fluxo de ar, uma força horizontal é exercida na direção oposta. Ao pressionar o pedal esquerdo, o leme se move para a esquerda. Isso altera o fluxo de ar ao redor do estabilizador/leme vertical e cria uma sustentação lateral que move a cauda para a direita e inclina o nariz do avião para a esquerda. A eficácia do leme aumenta com a velocidade; portanto, grandes deflexões em baixas velocidades e pequenas deflexões em altas velocidades podem ser necessárias para fornecer a reação desejada. Em aeronaves movidas a hélice, qualquer corrente de deslizamento que flua sobre o leme aumenta sua eficácia.   

Cauda em V

O projeto de cauda em V utiliza duas superfícies de cauda inclinadas para executar as mesmas funções que as superfícies de uma configuração convencional de profundor e leme. As superfícies fixas atuam como estabilizadores horizontais e verticais.

As superfícies móveis, geralmente chamadas de ruddervators, são conectadas por meio de uma ligação especial que permite que a roda de controle mova ambas as superfícies simultaneamente. Por outro lado, o deslocamento dos pedais do leme move as superfícies de forma diferencial, proporcionando controle direcional. 

Quando os controles do leme e do profundor são movidos pelo piloto, um mecanismo de mixagem de controle move cada superfície na quantidade apropriada. O sistema de controle da cauda em V é mais complexo do que o sistema de controle da cauda convencional. Além disso, o design da cauda em V é mais suscetível às tendências de rolagem holandesas do que uma cauda convencional, e a redução total no arrasto é mínima. 

Controles de voo secundários 

Os sistemas de controle de vôo secundários podem consistir em flaps de asa, dispositivos de bordo de ataque, spoilers e sistemas de compensação.

Abas

Flaps são os dispositivos de alta sustentação mais comuns usados ​​em aeronaves. Essas superfícies, que estão presas ao bordo de fuga da asa, aumentam a sustentação e o arrasto induzido para qualquer AOA. Os flaps permitem um compromisso entre alta velocidade de cruzeiro e baixa velocidade de pouso, pois podem ser estendidos quando necessário e retraídos na estrutura da asa quando não forem necessários. Existem quatro tipos comuns de abas: abas simples, divididas, com fenda e abas Fowler.

A aba simples é o mais simples dos quatro tipos. Aumenta a curvatura do aerofólio, resultando em um aumento significativo no coeficiente de sustentação (CL) em um determinado AOA. Ao mesmo tempo, aumenta muito o arrasto e move o centro de pressão (CP) para trás no aerofólio, resultando em um momento de inclinação do nariz para baixo.

O flap dividido é desviado da superfície inferior do aerofólio e produz um aumento ligeiramente maior na sustentação do que o flap simples. Mais arrasto é criado por causa do padrão de ar turbulento produzido atrás do aerofólio. Quando totalmente estendidas, as abas planas e divididas produzem alto arrasto com pouca sustentação adicional.

A aba mais popular em aeronaves hoje é a aba com fenda. Variações desse design são usadas para aeronaves pequenas e grandes. As abas ranhuradas aumentam o coeficiente de sustentação significativamente mais do que as abas simples ou divididas. Em aeronaves pequenas, a dobradiça está localizada abaixo da superfície inferior do flap, e quando o flap é abaixado, um duto se forma entre o flap na asa e a borda de ataque do flap. Quando a aba com fenda é abaixada, o ar de alta energia da superfície inferior é conduzido para a superfície superior da aba. O ar de alta energia do slot acelera a camada limite da superfície superior e atrasa a separação do fluxo de ar, proporcionando um CL mais alto. Assim, o flap com fenda produz aumentos muito maiores no coeficiente máximo de sustentação (CL-MAX) do que o flap simples ou split. Embora existam muitos tipos de abas com fenda, aeronaves de grande porte geralmente têm flaps duplos e até triplos. Estes permitem o aumento máximo do arrasto sem que o fluxo de ar sobre os flaps separe e destrua a sustentação que eles produzem.

As abas de Fowler são um tipo de aba com fenda. Este design de aba não apenas altera a curvatura da asa, mas também aumenta a área da asa. Em vez de girar para baixo em uma dobradiça, ele desliza para trás nos trilhos. Na primeira parte de sua extensão, aumenta muito pouco o arrasto, mas aumenta muito a sustentação, pois aumenta tanto a área quanto a curvatura. Os pilotos devem estar cientes de que a extensão do flap pode causar um momento de inclinação do nariz para cima ou para baixo, dependendo do tipo de aeronave, que o piloto precisará compensar, geralmente com um ajuste de trim. À medida que a extensão continua, a aba deflete para baixo. Durante a última parte de seu curso, o flap aumenta o arrasto com pouco aumento adicional na sustentação. 

Dispositivos de ponta

Dispositivos de alta sustentação também podem ser aplicados na borda de ataque do aerofólio. Os tipos mais comuns são ranhuras fixas, lâminas móveis, abas de ponta e punhos.

Slots fixos direcionam o fluxo de ar para a superfície superior da asa e atrasam a separação do fluxo de ar em ângulos de ataque mais altos. O slot não aumenta a curvatura da asa, mas permite um CL máximo maior porque o estol é atrasado até que a asa atinja um AOA maior.

As ripas móveis consistem em segmentos de ponta que se movem em trilhos. Em ângulos de ataque baixos, cada slat é mantido rente ao bordo de ataque da asa pela alta pressão que se forma no bordo de ataque da asa. À medida que o AOA aumenta, a área de alta pressão se move para trás abaixo da superfície inferior da asa, permitindo que os slats se movam para frente. Alguns slats, no entanto, são operados por piloto e podem ser implantados em qualquer AOA. A abertura de um slat permite que o ar abaixo da asa flua sobre a superfície superior da asa, retardando a separação do fluxo de ar. 

Os flaps de bordo de ataque, como os flaps de bordo de fuga, são usados ​​para aumentar tanto o CL-MAX quanto a curvatura das asas. Este tipo de dispositivo de bordo de ataque é frequentemente utilizado em conjunto com abas de bordo de fuga e pode reduzir o movimento de inclinação do nariz para baixo produzido por este último. Como acontece com os flaps de borda de fuga, um pequeno incremento de flaps de borda de ataque aumenta a sustentação em uma extensão muito maior do que o arrasto. À medida que os flaps são estendidos, o arrasto aumenta a uma taxa maior do que a sustentação. 

Punhos de borda de ataque, como abas de borda de ataque e abas de borda de fuga, são usados ​​para aumentar tanto o CL-MAX quanto a curvatura das asas. Ao contrário das abas de borda de ataque e abas de borda de fuga, os punhos de borda de ataque são dispositivos aerodinâmicos fixos. Na maioria dos casos, os punhos da borda de ataque estendem a borda de ataque para baixo e para frente. Isso faz com que o fluxo de ar se conecte melhor à superfície superior da asa em ângulos de ataque mais altos, diminuindo assim a velocidade de estol da aeronave. A natureza fixa dos manguitos de ponta extrai uma penalidade na velocidade máxima de cruzeiro, mas avanços recentes em design e tecnologia reduziram essa penalidade.

Spoilers 

Encontrado em algumas aeronaves de asa fixa, dispositivos de alto arrasto chamados spoilers são implantados das asas para estragar o fluxo de ar suave, reduzindo a sustentação e aumentando o arrasto. Em planadores, os spoilers são mais frequentemente usados ​​para controlar a taxa de descida para pousos precisos. Em outras aeronaves, os spoilers são frequentemente usados ​​para controle de rolagem, uma vantagem é a eliminação da guinada adversa. Para virar à direita, por exemplo, o spoiler da asa direita é levantado, destruindo parte da sustentação e criando mais arrasto à direita. A asa direita cai, e a aeronave inclina e guina para a direita. A implantação de spoilers em ambas as asas ao mesmo tempo permite que a aeronave desça sem ganhar velocidade. Spoilers também são implantados para ajudar a reduzir a rolagem do solo após o pouso. Ao destruir a sustentação, eles transferem peso para as rodas, melhorando a eficácia da frenagem.

Sistemas de guarnição

Embora uma aeronave possa ser operada em uma ampla gama de atitudes, velocidades no ar e configurações de potência, ela pode ser projetada para voar sem intervenção em apenas uma combinação muito limitada dessas variáveis. Os sistemas de compensação são usados ​​para aliviar o piloto da necessidade de manter a pressão constante nos controles de voo e geralmente consistem em controles de cabine de comando e pequenos dispositivos articulados presos ao bordo de fuga de uma ou mais superfícies primárias de controle de voo. Projetados para ajudar a minimizar a carga de trabalho do piloto, os sistemas de compensação auxiliam aerodinamicamente no movimento e na posição da superfície de controle de voo à qual estão conectados. Tipos comuns de sistemas de compensação incluem abas de compensação, abas de equilíbrio, abas anti-servo, abas ajustáveis ​​no solo e um estabilizador ajustável. 

Abas de Aparar 

A instalação mais comum em aeronaves pequenas é um único compensador preso ao bordo de fuga do profundor. A maioria dos compensadores é operada manualmente por uma pequena roda de controle montada verticalmente. No entanto, uma manivela de compensação pode ser encontrada em algumas aeronaves. O controle da cabine de comando inclui um indicador de posição do compensador. Colocar o controle de compensação na posição de nariz totalmente para baixo move a aba de compensação para sua posição totalmente para cima. Com o compensador para cima e para dentro da corrente de ar, o fluxo de ar sobre a superfície horizontal da cauda tende a forçar a borda de fuga do profundor para baixo. Isso faz com que a cauda da aeronave suba e o nariz se mova para baixo.

Se a aba de compensação estiver na posição totalmente voltada para cima, a aba se move para a posição totalmente abaixada. Neste caso, o ar que flui sob a superfície horizontal da cauda atinge a aba e força a borda de fuga do profundor para cima, reduzindo o AOA do profundor. Isso faz com que a cauda da aeronave se mova para baixo e o nariz se mova para cima. 

Apesar do movimento direcional oposto do compensador e do profundor, o controle do compensador é natural para um piloto. Se o piloto precisar exercer contrapressão constante em uma coluna de controle, a necessidade de compensação do nariz para cima é indicada. O procedimento normal de compensação é continuar a compensação até que a aeronave esteja equilibrada e a condição de nariz pesado não seja mais aparente. Os pilotos normalmente estabelecem primeiro a potência, a atitude de inclinação e a configuração desejadas e, em seguida, compensam a aeronave para aliviar as pressões de controle que podem existir para essa condição de voo. À medida que a potência, a atitude de inclinação ou a configuração mudam, o retrimming é necessário para aliviar as pressões de controle para a nova condição de voo. 

Guias de saldo 

As forças de controle podem ser excessivamente altas em algumas aeronaves e, para diminuí-las, o fabricante pode utilizar abas de balanceamento. Eles se parecem com guias de corte e são articuladas aproximadamente nos mesmos lugares que as guias de corte. A diferença essencial entre os dois é que a aba de balanceamento é acoplada à haste da superfície de controle, de modo que quando a superfície de controle primária é movida em qualquer direção, a aba se move automaticamente na direção oposta. O fluxo de ar que atinge a aba contrabalança um pouco da pressão do ar contra a superfície de controle primária e permite que o piloto mova o controle com mais facilidade e mantenha a superfície de controle na posição.

Se a ligação entre a aba de equilíbrio e a superfície fixa for ajustável a partir da cabine de comando, a aba atua como uma combinação de compensação e aba de equilíbrio que pode ser ajustada para uma deflexão desejada.

Guias de servo 

As guias de servo são muito semelhantes em operação e aparência às guias de compensação discutidas anteriormente. Uma guia servo é uma pequena porção de uma superfície de controle de voo que se desdobra de tal forma que ajuda a mover toda a superfície de controle de voo na direção que o piloto deseja que ela vá. Uma guia servo é um dispositivo dinâmico que é implantado para diminuir a carga de trabalho dos pilotos e desestabilizar a aeronave. As guias de servo às vezes são chamadas de guias de voo e são usadas principalmente em grandes aeronaves. Eles ajudam o piloto a mover a superfície de controle e mantê-la na posição desejada. Apenas a guia do servo se move em resposta ao movimento do controle de vôo do piloto, e a força do fluxo de ar na guia do servo move a superfície de controle primária. 

Abas Antiservo 

As guias antiservo funcionam da mesma maneira que as guias de equilíbrio, exceto que, em vez de se mover na direção oposta, elas se movem na mesma direção que a borda de fuga do estabilizador. Além de diminuir a sensibilidade do estabilizador, uma aba anti-servo também funciona como um dispositivo de compensação para aliviar a pressão de controle e manter o estabilizador na posição desejada. A extremidade fixa da articulação está no lado oposto da superfície do chifre na guia; quando a borda traseira do estabilizador se move para cima, a articulação força a borda traseira da aba para cima. Quando o estabilizador se move para baixo, a aba também se move para baixo. Por outro lado, as abas de compensação nos profundores se movem na direção oposta à superfície de controle.

Abas Ajustáveis ​​no Solo 

Muitas aeronaves pequenas têm um compensador de metal imóvel no leme. Esta aba é dobrada em uma direção ou outra enquanto está no solo para aplicar uma força de compensação ao leme. O deslocamento correto é determinado por tentativa e erro. Normalmente, pequenos ajustes são necessários até que a aeronave não derrape para a esquerda ou para a direita durante o voo normal de cruzeiro.

Estabilizador ajustável

Em vez de usar uma aba móvel na borda de fuga do profundor, algumas aeronaves possuem um estabilizador ajustável. Com este arranjo, as articulações giram o estabilizador horizontal em torno de sua longarina traseira. Isso é realizado pelo uso de um parafuso de fixação montado na borda de ataque do estabilizador. Em aeronaves pequenas, o jackscrew é operado por cabo com uma roda de compensação ou manivela. Em aeronaves maiores, é motorizado. O efeito de compensação e as indicações da cabine de comando para um estabilizador ajustável são semelhantes aos de um compensador.

Piloto automático

O piloto automático é um sistema de controle de voo automático que mantém uma aeronave em voo nivelado ou em um curso definido. Pode ser dirigido pelo piloto ou acoplado a um sinal de radionavegação. O piloto automático reduz as demandas físicas e mentais de um piloto e aumenta a segurança. Os recursos comuns disponíveis em um piloto automático são a altitude e a manutenção do rumo. 

Os sistemas mais simples usam indicadores de atitude giroscópicos e bússolas magnéticas para controlar servos conectados ao sistema de controle de voo. O número e a localização desses servos dependem da complexidade do sistema. Por exemplo, um piloto automático de eixo único controla a aeronave em torno do eixo longitudinal e um servo aciona os ailerons. Um piloto automático de três eixos controla a aeronave nos eixos longitudinal, lateral e vertical. Três servos diferentes acionam ailerons, profundor e leme. Sistemas mais avançados geralmente incluem uma velocidade vertical e/ou modo de espera de velocidade indicada. Sistemas avançados de piloto automático são acoplados a auxílios à navegação por meio de um diretor de voo.      

O sistema de piloto automático também incorpora um recurso de segurança de desconexão para desengatar o sistema automática ou manualmente. Esses pilotos automáticos trabalham com sistemas de navegação inercial, sistemas de posicionamento global (GPS) e computadores de voo para controlar a aeronave. Nos sistemas fly-by-wire, o piloto automático é um componente integrado.