¿Por qué los aviones de ala voladora no tienen estabilizadores verticales?

Answer 1

Un estabilizador vertical es simplemente eso: algo para la estabilidad de guiñada.

Cuando el YB-49 pasó de las hélices contrarrotativas a los motores a reacción, requirió, en ese momento (alrededor de 1949) un conjunto de estabilizadores verticales:

Pero a mediados de la década de 1980, las computadoras de alta velocidad y el sistema hidráulico de alta presión estaban disponibles para proporcionar una respuesta de superficie de control muy rápida (~ 100 grados por segundo) en el B-2A. De hecho, no desea estar parado cerca de esas superficies de control cuando están siendo revisadas …

Y, por supuesto, los “timones divididos” cerca de las puntas de las alas son “unidireccionales”, el B-2A obtiene una gran estabilidad.

Y el ala voladora sin superficies verticales proporciona una geometría general extremadamente importante sobre la cual construir un avión sigiloso.

De hecho, mire la forma del plano y la alineación de Todos los bordes …………

Answer 2

¿Por qué las alas de un avión no pueden ser su propio estabilizador vertical?

Ellos podrían.

Este es un avión “construido en casa” llamado Long-EZ.

Un avión de aspecto inusual en el que cada ala tiene el equivalente de un estabilizador vertical.

El Long-EZ tiene la reputación de ser un avión fácil de volar y muy eficiente debido a la resistencia mínima que impone al motor del automóvil Volkswagen y a la barba en la nariz.

Evaluemos por un minuto el propósito de un Estabilizador Vertical en una configuración de avión normal. En la parte posterior del Estabilizador vertical, normalmente encontrará un “timón”. Funciona de manera similar al timón de un barco, ya que se mueve hacia la derecha y hacia la izquierda a las órdenes del piloto.

Por mucho que emule operativamente el timón de un barco, en realidad no está diseñado para iniciar el giro. Una combinación de los alerones y el elevador lo hace inclinando el avión y luego “trepando” (mientras está estacionado) durante el giro. Es un poco difícil de entender, pero en relación con las alas de la aeronave, la nariz se eleva a través de un giro, pero la altitud no está cambiando.

Si el timón realmente no está diseñado para iniciar un giro, ¿qué hace?

El timón mantiene el fuselaje del avión en línea con el giro.

O, volviendo a “una imagen vale más que 1000 palabras:”

En este ejemplo, el avión está girando a la izquierda. Está inclinado hacia la izquierda, lo que significa que el ala derecha viaja más rápido por el aire que la izquierda, lo que significa que el ala derecha crea más resistencia.

En resumen, el arrastre adicional desde el ala derecha quiere tirar de la nariz del avión hacia la derecha, incluso en un giro a la izquierda. Se llama “Guiñada adversa”.

El timón es lo que usan los pilotos para contrarrestar el viraje adverso.

Volviendo a la pregunta: ¿Por qué las alas no podrían actuar como estabilizadores verticales?

Ellos podrían. Solo recuerde que tomaría uno en cada ala como en el Long-EZ y el momento de flexión torsional en las alas sería mayor debido a la distancia entre la fijación del ala al avión y la punta del ala. Por lo tanto, el ala tendría que estar diseñada para tener más fuerza que un ala normal.

Hay más que eso (especialmente en los aviones), pero creo que he cubierto los conceptos básicos.

Answer 3

El fuselaje corto mencionado por Bryce es un aspecto, y otro aspecto es la propiedad de sigilo. ¿Por qué?

Las configuraciones de alas voladoras naturalmente no son muy agradables para volar (palabra clave: fuselaje corto nuevamente) y, por lo tanto, necesitan computadoras de control de vuelo más potentes, lo que es más costoso. Por lo tanto, hoy en día las alas voladoras solo se ven en la aviación militar.

La aviación militar todavía se adhiere a las alas voladoras debido a la propiedad sigilosa de un avión de este tipo con una sección transversal ‘delgada’. Si construyeran un estabilizador vertical sobre él, no traería un efecto aerodinámico significativo (palabra clave: fuselaje corto nuevamente). Además, habría un ángulo de 90 ° entre el ala y el estabilizador vertical. Es probable que este ángulo de 90 ° refleje las ondas de radar de regreso a su fuente (vea la figura a continuación, este efecto también se puede ver en reflectores de luz en bicicletas). En otras palabras, la detectabilidad del radar del ala voladora con un estabilizador vertical aumentaría bastante, lo cual no es deseable.

Answer 4

Los aviones Flying Wing no necesitan estabilizadores / timones verticales.

Debido al barrido significativo hacia atrás de las alas, las puntas donde se ubican los alerones están lo suficientemente atrás del centro de gravedad / elevación que, cuando se despliegan hacia arriba o hacia abajo, crean un efecto de arrastre en el avión que inducirá la guiñada requerida normalmente creado por un timón.

Pero como un alerón también pueden producir balanceo y cabeceo en alas voladoras, por lo que dichos alerones se construyen de manera diferente a un ala convencional. Mire cuidadosamente la foto del bombardero B2, particularmente en el alerón izquierdo. Observe cómo se divide y solo la superficie superior está un poco hacia arriba. El ala derecha también. La superficie inferior también puede bajar, y las superficies superior e inferior pueden subir / bajar al unísono u opuesto.

En la configuración que se muestra, tanto la parte superior izquierda como la derecha están arriba y las bajas están centradas. Esa es la posición del freno de velocidad / alerón, para reducir la velocidad del avión. Si las superficies inferiores estuvieran también levantadas, sería una posición de nariz levantada. Si solo un lado tuviera la superficie inferior hacia abajo y la superficie superior hacia arriba, esa sería la posición de guiñada. Sería de elevación neutral a ese lado del ala para no afectar la sustentación, balanceo o inclinación.

Sin embargo, para aumentar la respuesta de control, la mayoría de los aviones con alerones divididos generalmente despliegan un poco de superficie superior (como en la imagen) durante la mayor parte de la porción del vuelo de crucero, y especialmente a velocidades más bajas durante el despegue y el aterrizaje.

Answer 5

El estabilizador vertical necesita apalancamiento, por lo que debe estar lejos del centro de gravedad del avión. Cuanto más lejos es, más efectivo es para mantener la estabilidad direccional, ya que el par es fuerza por distancia.

Eso no quiere decir que el ala no pueda ser el estabilizador vertical. Algunos aviones de ala voladora, como el B-2, no tienen estabilizador vertical. Pueden usar diversas técnicas para lograr la estabilidad direccional, como agregar anédrico a las alas (flexión hacia abajo) para aumentar el área de superficie como se ve desde el lado, o barrido hacia atrás (alas en ángulo que barren hacia atrás), lo que resulta en un mayor arrastre cuando un ala avanza como parte de un guiñada, lo que resulta en una tendencia natural a volver a guiñar a la dirección original.

Answer 6

En realidad, si está volando un ala, por definición, no tiene el resto de la parafernalia; de lo contrario, sería un avión normal. Esas cosas están ahí, típicamente, porque proporcionan una mejor estabilidad y control. Sin embargo, puedes volar sin ellos, pero la forma del ala se vuelve más restringida a un ala delta, que es inherentemente estable.

Answer 7

Los estabilizadores verticales deben ser verticales. Las alas son generalmente horizontales.

Más detalladamente: las alas generan elevación, por lo que están más o menos en el centro de presión, que está ligeramente detrás del centro de gravedad para un fuselaje convencionalmente estable. Si pones algo de diédrico en el ala, te ayudará a estabilizarte en la rotación pero no a la guiñada.

Los diseños de alas voladoras tienen algunos elementos verticales, o en el caso del B-2, use controles de vuelo asistidos por computadora y timones de arrastre: controle las superficies al final del ala hacia atrás que se separan y se abren para crear resistencia en la punta de un ala o el otro

Answer 8

Lo siento, acabo de encontrar la respuesta a mi pregunta * facepalm *. Los aviones de ala voladora tienden a tener fuselajes cortos. Como resultado, un timón en un avión de ala voladora no estaría lo suficientemente lejos del centro de gravedad. Ala voladora