¿Por qué las alas de los aviones de pasajeros son principalmente diédricas, cuando los aviones de carga grandes tienen alas anédricas?

Answer 1

La primera diferencia a tener en cuenta es que el avión de pasajeros tiene alas bajas, y el avión de transporte (generalmente militar) tiene alas altas.

Las alas bajas significan un buen acceso para llevar a cabo el mantenimiento, más corto debajo del carro, por lo que es más ligero. En un avión de pasajeros, un viaje suave es mucho más deseable que una respuesta ágil pero nerviosa como un automóvil deportivo. Tener un poco de diédrico en las alas los hace más estables: si la aeronave ha sido rodada ligeramente, por ejemplo, por una ráfaga de viento, entonces el ala inferior desarrollará más elevación que el ala superior:

La imagen muestra el resultado del ángulo diédrico en la elevación relativa de las alas: la ala inferior tiene un componente lateral más pequeño / no lateral, por lo que se produce más elevación en la dirección vertical. Esto hace que el ala inferior se eleve y corrija el giro, sin ninguna intervención del piloto.

En un transporte de ala alta como el C-17 a continuación, el peso del fuselaje y la carga está debajo del ala.

Al tener el peso debajo del ala, aumenta la estabilidad del peso que actúa para corregir el balanceo: el efecto del péndulo debajo del ala, y también el fuselaje protege parte del ala del flujo de aire en el deslizamiento lateral, por lo que el ala más alta produce menos elevación que la inferior. .

La estabilidad inherente de un ala alta significa que no necesita agregar diédrico para que sea lo suficientemente estable; a veces lo contrario es cierto y el ala alta es demasiado estable (por lo que es menos sensible). En este caso, los ingenieros de diseño pueden agregar algunos anhedro al ala.

El Harrier tiene un anhed grande para hacerlo ágil con una gran agilidad de alas para un jet militar rápido, es mucho más deseable que un viaje suave pero lento.

El ala alta es buena para mantener los motores libres de escombros en pistas y superficies operativas de menor calidad, y significa que el fuselaje está muy cerca del suelo, por lo que es fácil cargar carga sin equipos complicados. Las desventajas son que el mantenimiento del ala y el equipo en él, incluidos los motores, es más complicado, y el tren de rodaje debe ser mucho más largo si lo pones en las alas (más ancho para mayor estabilidad). Muchos de los aviones de carga militares tienen el fuselaje del tren de aterrizaje montado, por lo que no necesita ser muy largo y pesado.

Answer 2

Como es habitual en ingeniería, es el resultado de un compromiso entre las características deseadas y las limitaciones técnicas.
En todos los diseños, la característica más deseada es que su operación debe ser económicamente viable. En los aviones, esto lee una carga útil alta como porcentaje del peso total. Tal proporción se obtiene más fácilmente en la configuración de ala baja, ya que libera espacio en el fuselaje (el larguero del ala se puede ejecutar en el piso) y el tren de rodaje es mucho más liviano y menos complicado que en la configuración de ala alta.
Sin embargo, el ala baja trae consigo una disminución de la estabilidad, ya que el centro de elevación se encuentra no muy lejos del centro de gravedad. Por lo tanto, los aviones de pasajeros, valorando la estabilidad sobre la maniobrabilidad, necesitan alas diédricas.
Como beneficio adicional, obtiene un acceso más fácil para el mantenimiento del motor.
En el caso de los aviones de transporte, la economía es menos directa: por regla general, están diseñados primero para uso militar, favoreciendo el rendimiento sobre la economía, luego el uso civil también tiende a favorecer cada vez más algunos parámetros específicos (facilidad de carga / descarga, carga de gran tamaño ) sobre peso puro para levantar la relación. Por lo tanto, necesita un fuselaje grande sentado cerca del suelo, para que sea posible una rampa de carga, y eso significa una configuración de ala alta.
Ahora con el centro de gravedad colocado claramente debajo del centro de elevación, la aeronave puede ser DEMASIADO estable, por lo que se necesitan alas anédricas para compensar esto y brindar maniobrabilidad a la nave.
Como beneficio adicional, obtiene una posición alta de los motores, lo que permite un mayor diámetro de la hélice y una mayor distancia al suelo (la ingestión de suciedad y polvo es un factor importante para los aviones de carga, que se requiere para operar desde superficies sin pavimentar).

Answer 3

Si estás pensando en uno de estos:

La foto te dice por qué. Mantiene el borde de ataque de las alas y los motores a mayor altura del suelo para evitar el polvo. Y, créanme, ingerir FOD en un despegue de campo corto generalmente significa desastre.

Uno de estos necesita absolutamente una pista pavimentada:

Aquí hay otra vista:

¿Ves cuánto más lejos del suelo están esos motores? Esa es la razón principal.