¿Por qué no se usan más los aviones de ala voladora?

Answer 1

Creo que las otras respuestas cubren muchos de los pros y los contras bastante bien, pero en mi experiencia, la razón principal por la que las alas voladoras no se usan comúnmente es que no proporcionan suficiente volumen interno para los pasajeros o la carga útil.

Algunas aplicaciones militares tienen cargas útiles de alta densidad (por ejemplo, bombas) y pueden beneficiarse de la eficiencia aerodinámica y la baja capacidad de observación de las alas voladoras. Ver la respuesta de Tom Stagliano.

Dado que las alas voladoras puras tienen un volumen interno tan pequeño, algunos diseñadores han propuesto soluciones híbridas llamadas BWB (cuerpo de ala mezclado) o HWB (cuerpo de ala híbrido) con volúmenes internos mucho más grandes. Enumeré un montón de ejemplos en mi respuesta a ¿Qué es un cuerpo de ala mezclado?

Pero los aviones HWB tienen un volumen interno algo rectangular, y es mucho más difícil mantener la presión en una caja en comparación con un tubo. La NASA ha estado progresando en este problema con PRSEUS y otros esfuerzos de investigación.

Desde mi experiencia personal con X-48B / C, creo que se han resuelto los problemas de estabilidad y control.

Además, he estado observando algunas investigaciones interesantes de estudiantes que eliminan la necesidad de timones de arrastre y proporcionan estabilidad lateral direccional sin control activo, giros coordinados y mucha eficiencia:

Se ha realizado más trabajo desde 2013, pero no he visto un mejor video o documento desde entonces.

Personalmente, espero que haya muchas más alas voladoras en nuestro futuro. Son hermosos para ver en vuelo.

Answer 2

Las alas voladoras tienen muchas ventajas, particularmente eficiencia aerodinámica y un peso relativamente bajo debido a los ahorros en la estructura de la aeronave (sin cuerpo).

Sin embargo, tienen serios problemas de estabilidad que pueden controlarse a través de la electrónica moderna pero que aún hacen que la aeronave sea inestable. También tienen limitaciones de alta velocidad, nunca verás un ala voladora militar supersónica. A los pasajeros les gustan las ventanas y una cabina de forma regular, han explorado muchas soluciones para esto, pero parece haber un consenso de que las personas no elegirán volar en un ala voladora.

Sin embargo, se están explorando varios conceptos a mitad de camino. Es muy posible que veas grandes (posiblemente muy grandes) aviones civiles y militares de alas mixtas en las próximas dos décadas. Principalmente como levantadores de carga, pero eventualmente realizan la mayoría de los trabajos que hacen los aviones, ya que los beneficios de eficiencia superan otras preocupaciones.

Answer 3

Entonces tenemos el:
B-2A
y el
Marina cancelada A-12

Ambos son / fueron muy sigilosos para una penetración profunda en un área fuertemente defendida sin aviones de apoyo.

Subsónico, porque el verdadero sigilo necesita subsónico.
Un F-22A y un F-35A pueden ir a un crucero supersónico para correr, especialmente cuando “salen”, pero no para una penetración profunda (para empezar, no tienen alcance).

La NASA ha estado patrocinando diseños futuristas y uno es un ala combinada:

Por supuesto, los pasajeros entre ustedes ya están preguntando:
“Oye, ¿dónde están las ventanas y las puertas de escape en el lado / arriba?”

Actualmente, el diseño del tubo y el ala funciona bien y pasará mucho más tiempo antes de que uno vea un ala combinada en un importante desarrollo comercial.

Sin embargo, tenga la “seguridad” de que el LRS-B probablemente tendrá una apariencia de “ala voladora”.
Después de todo, aquí está el sigiloso UCAS X-47B de la Marina.

Entonces, los militares continuarán el desarrollo del ala voladora, y el uso comercial comenzará cuando todos crean que es rentable. Hasta entonces tienes el futuro 777-X

Answer 4

Además de los problemas ya planteados (estabilidad, volumen de la cabina, presurización), existe otro “problema”: cargas G en los pasajeros, y esto es el resultado del problema del volumen de la cabina. Para ser económicamente viable, la aeronave requerirá una cantidad considerable de pasajeros que pagan y ocupan mucho espacio. El volumen interno se puede aumentar al menos de 3 maneras. 1) un avión más grande, 2) una sección central más grande, 3) distribución horizontal de pasajeros (que es un subconjunto de 1 y 2).

1. Más grande significa más espacio utilizable y con un cuerpo de elevación de “casa completa” se reduce la penalización de rendimiento basada en el tamaño. Parece ser una respuesta obvia, pero tiene limitaciones debido a los efectos estructurales basados ​​en la presurización, sin mencionar la enorme huella del suelo. La presurización es un problema superable. El avión podría volar a altitudes ligeramente más bajas y / o incorporar suplementos de oxígeno y una altitud de presión de cabina reducida. Eso es costoso y aumenta el riesgo de incendio, pero con la supresión de fuego de halón podría ser viable.
2. Una sección central más grande (quizás de 2 niveles como en el 747), pero bien mezclada con las alas podría funcionar, pero algunas de las ventajas aerodinámicas del ala voladora serían sacrificadas. La suplementación de oxígeno se usaría para reducir las presiones de la cabina.
3. La distribución horizontal de pasajeros es otra solución obvia para el problema del volumen de la cabina, y podría usarse con el concepto ampliado de la sección central para aumentar aún más el espacio de la cabina. También podría lograrse utilizando una sección de ala más profunda sin la burbuja central. Parece una respuesta atractiva, hasta que comienzas a inclinar el avión por turnos. Los pasajeros externos serían subjetivos a cargas G positivas sustanciales incluso en un giro suave, pero mucho peor, los pasajeros en el lado interno estarían sujetos a fuerzas G negativas equivalentes: cometa de vómito instantáneo.

El ala voladora tiene demasiadas verrugas y costosas soluciones para ser una plataforma comercialmente atractiva.

Answer 5

Las alas voladoras originales eran lateralmente inestables ya que si comenzaban a girar, no había recuperación. También tuvieron mala prensa debido a la cancelación del programa B-49 que sucedió debido a una tormenta perfecta de dificultades técnicas de artimañas políticas y por estar retrasado y por encima del presupuesto.

La mala prensa de los diseños anteriores perdura hoy, pero el diseño no es adecuado para alta velocidad debido al ala necesariamente gruesa y la falta casi total de ventanas necesarias para que un avión comercial complazca a los pasajeros.

Answer 6

No sé si alguien ha dicho esto o no, pero si estamos hablando de luchadores, un ala voladora sería un gran no, no, aunque tendría un gran alcance y eficiencia, intenta volar uno de esos para una multitud de espectáculos aéreos. como esos pilotos locos de demostración en solitario, tus alas comenzarán a batirse. Los Gs estresan las cosas, y las alas que están tan lejos conducirían a una gran tensión en las puntas de las alas, lo que no ayudaría con las características de pérdida del avión.