La rueda de nariz de la mayoría de las aeronaves se puede dirigir desde la cabina de vuelo mediante un sistema de dirección de la rueda de nariz. Esto permite dirigir la aeronave durante la operación en tierra. Algunas aeronaves sencillas cuentan con conjuntos de ruedas de nariz que giran. Estas aeronaves se dirigen durante el rodaje mediante el frenado diferencial.

Aviones pequeños 

La mayoría de las aeronaves pequeñas tienen capacidad de dirección mediante el uso de un sistema simple de enlaces mecánicos conectados a los pedales del timón. Los tubos de empuje y tracción están conectados a los cuernos de los pedales en el cilindro inferior del puntal. Al pisar los pedales, el movimiento se transfiere al eje del puntal y al conjunto de la rueda que gira a la izquierda o a la derecha.

Aviones grandes 

Debido a su masa y a la necesidad de un control positivo, los aviones grandes utilizan una fuente de energía para la dirección de la rueda de nariz. Predomina la energía hidráulica. Hay muchos diseños diferentes de sistemas de dirección de nariz para aviones grandes. La mayoría comparten características y componentes similares. 

El control de la dirección se realiza desde la cabina de vuelo mediante el uso de una pequeña rueda, una caña de timón o una palanca de mando montada normalmente en la pared lateral izquierda. En algunas aeronaves es posible encender y apagar el sistema. 

Las conexiones mecánicas, eléctricas o hidráulicas transmiten el movimiento de entrada del controlador a una unidad de control de la dirección. La unidad de control es una válvula de medición o control hidráulico. 

Dirige el fluido hidráulico bajo presión a uno o dos actuadores diseñados con varios enlaces para girar el puntal inferior. Un acumulador y una válvula de alivio, o un conjunto de presurización similar, mantienen el fluido en los actuadores y el sistema bajo presión en todo momento. 

Esto permite que los cilindros de accionamiento de la dirección actúen también como amortiguadores del movimiento. Un mecanismo de seguimiento consiste en varios engranajes, cables, varillas, tambores y/o manivela, etc. 

Devuelve la válvula dosificadora a una posición neutral una vez que se ha alcanzado el ángulo de dirección. Muchos sistemas incorporan un subsistema de entrada desde los pedales del timón para los pequeños grados de giro realizados mientras se dirige el avión a gran velocidad durante el despegue y el aterrizaje. 

Las válvulas de seguridad son típicas en todos los sistemas para aliviar la presión durante un fallo hidráulico, de modo que la rueda de nariz pueda girar.

El volante del nariz se conecta a través de un eje a un tambor de dirección situado dentro del pedestal de control de la cabina de vuelo. La rotación de este tambor transmite la señal de dirección mediante cables y poleas al tambor de control del conjunto diferencial. 

El movimiento del conjunto diferencial es transmitido por el enlace diferencial al conjunto de la válvula de medición, donde mueve la válvula selectora a la posición seleccionada. Esto proporciona la potencia hidráulica para girar el tren de aterrizaje.

La válvula dosificadora dirige entonces el fluido presurizado fuera del puerto A, a través de la línea de alternancia de giro a la derecha, y hacia el cilindro de dirección A. Este es un cilindro de un solo puerto y la presión obliga al pistón a comenzar su extensión. 

Dado que el vástago de este pistón se conecta al eje de dirección de la nariz en el puntal de choque del tren de aterrizaje de nariz que pivota en el punto X, la extensión del pistón hace girar el eje de dirección gradualmente hacia la derecha. 

Al girar la rueda del nariz, el fluido es forzado a salir del cilindro de dirección B a través de la línea de alternancia de giro a la izquierda y hacia el puerto B de la válvula dosificadora. La válvula dosificadora dirige este fluido de retorno hacia un compensador que dirige el fluido hacia el colector de retorno del sistema hidráulico de la aeronave.

Como se ha descrito, la presión hidráulica inicia el giro del tren de aterrizaje. Sin embargo, el tren no debe girar demasiado. El sistema de dirección del tren de aterrizaje contiene dispositivos para detener el tren en el ángulo de giro seleccionado y mantenerlo allí. 

Esto se consigue con una conexión de seguimiento. Como se ha dicho, el tren de aterrizaje es girado por el eje de dirección cuando el pistón del cilindro A se extiende. La parte trasera del husillo contiene dientes de engranaje que se engranan con un engranaje en la parte inferior del vástago del orificio. 

A medida que la rueda dentada y el husillo giran, el vástago del orificio también gira, pero en la dirección opuesta. Esta rotación es transmitida por las dos secciones de la varilla del orificio a los eslabones de seguimiento de tijera situados en la parte superior del puntal del tren de aterrizaje. 

Cuando los eslabones de seguimiento regresan, hacen girar el tambor de seguimiento conectado, que transmite el movimiento mediante cables y poleas al conjunto diferencial. El funcionamiento del conjunto diferencial hace que el brazo diferencial y los eslabones muevan la válvula dosificadora hacia la posición neutral.

Esta unidad hidráulica consiste en una carcasa de tres puertos que encierra un pistón y un obturador accionados por resorte. El puerto izquierdo es un respiradero que evita que el aire atrapado en la parte trasera del pistón interfiera con el movimiento del mismo. 

El segundo puerto situado en la parte superior del compensador se conecta a través de una línea al puerto de retorno de la válvula de medición. El tercer puerto se encuentra en el lado derecho del compensador. 

Este puerto se conecta al colector de retorno del sistema hidráulico. Dirige el fluido de retorno del sistema de dirección hacia el colector cuando la válvula de asiento está abierta.

La válvula de asiento del compensador se abre cuando la presión que actúa sobre el pistón es lo suficientemente alta como para comprimir el resorte. En este sistema, se requieren 100 psi. Por lo tanto, el fluido en la línea de retorno de la válvula dosificadora está contenido bajo esa presión. 

La presión de 100 psi también existe en toda la válvula dosificadora y de vuelta a través de las líneas de retorno del cilindro. Esto presuriza los cilindros de dirección en todo momento y les permite funcionar como amortiguadores de vibración.

Amortiguadores de vibración - Shimmy Dampers

Los eslabones de torsión conectados desde el cilindro superior estacionario de un puntal de rueda de nariz al cilindro móvil inferior o pistón del puntal no son suficientes para evitar que la mayoría de los trenes de nariz tengan la tendencia a oscilar rápidamente, o shimmy, a ciertas velocidades. 

Esta vibración debe ser controlada mediante el uso de un amortiguador de vibración. Un amortiguador de vibración controla la vibración de la rueda de nariz mediante una amortiguación hidráulica. 

El amortiguador puede estar integrado en el tren de aterrizaje, pero la mayoría de las veces es una unidad externa fijada entre los amortiguadores superior e inferior. Está activo durante todas las fases de la operación en tierra y permite que el sistema de dirección del tren de aterrizaje funcione normalmente.

Amortiguador de dirección - Steering Damper 

Como se ha mencionado anteriormente, las grandes aeronaves con dirección hidráulica mantienen la presión en los cilindros de dirección para proporcionar la amortiguación necesaria. Esto se conoce como amortiguación de la dirección. 

Algunas aeronaves más antiguas de la categoría de transporte tienen amortiguadores de dirección de tipo paletas. Sin embargo, funcionan para dirigir la rueda de nariz, así como para amortiguar las vibraciones.

Piston-Type 

Las aeronaves no equipadas con dirección hidráulica de la rueda de nariz utilizan una unidad adicional de amortiguación externa. La carcasa está fijada firmemente al cilindro del amortiguador superior. 

El eje está unido al cilindro del amortiguador inferior y a un pistón dentro del amortiguador. Cuando el cilindro inferior del amortiguador trata de sacudirse, el fluido hidráulico es forzado a través de un orificio de purga en el pistón. El flujo restringido a través del orificio de purga amortigua la oscilación.

Un amortiguador de pistón puede contener un orificio de llenado para añadir líquido o puede ser una unidad sellada. En cualquier caso, la unidad debe ser revisada regularmente para detectar fugas. Para garantizar un funcionamiento correcto, un amortiguador hidráulico de pistón debe llenarse hasta su capacidad.

Vane-Type 

A veces se utiliza un amortiguador de paletas. Utiliza cámaras de fluido creadas por las paletas separadas por un orificio de válvula en un eje central. Cuando el tren de aterrizaje intenta oscilar, las paletas giran para cambiar el tamaño de las cámaras internas llenas de fluido. 

El tamaño de la cámara sólo puede cambiar tan rápido como el fluido pueda ser forzado a través del orificio. Así, la oscilación del engranaje se disipa por la velocidad del flujo de fluido. Un depósito interno de reposición con resorte mantiene el fluido presurizado en las cámaras de trabajo y se incluye la compensación térmica del tamaño del orificio.

Al igual que el amortiguador de pistón, el amortiguador de paletas debe inspeccionarse para detectar fugas y mantenerse en buen estado. Un indicador de nivel de fluido sobresale del extremo del depósito de la unidad.

Amortiguador no hidráulico 

Los amortiguadores no hidráulicos están actualmente certificados para muchas aeronaves. Tienen un aspecto y un ajuste similares a los amortiguadores de tipo pistón, pero no contienen líquido en su interior. 

En lugar del pistón metálico, un pistón de goma presiona contra el diámetro interior de la carcasa del amortiguador cuando se recibe el movimiento de sacudida a través del eje. El pistón de goma se desplaza sobre una película muy fina de grasa y la acción de rozamiento entre el pistón y la carcasa proporciona la amortiguación.

Esto se conoce como amortiguación de efecto superficial. Los materiales utilizados en la construcción de este tipo de amortiguadores proporcionan una larga vida útil sin necesidad de añadir nunca líquido a la unidad.