¿Cuál es el desplazamiento en el casco de un hidroavión?

Noté que hay un pequeño desplazamiento en el casco de un hidroavión (resaltado en la siguiente imagen). Supongo que esto es útil ya que existe en todos los hidroaviones que conozco.

No parece ser ni una característica hidrodinámica ni aerodinámica. No pude encontrar una pista por mí mismo ya que no sé el nombre de esta función.

Mi pregunta, ¿cuál es su nombre y propósito?

Catalina (imagen original de https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/20/PBY_Catalina.jpg)
( wikimedia.org )

Respuestas (4)

Eso se llama el paso . Sin él, tendrías que luchar contra la flotabilidad de la parte trasera del casco cuando giras para el despegue.

Sin embargo, la flotación o el casco de un hidroavión deben estar diseñados para permitir que el hidroavión gire o se incline hacia arriba para aumentar el ángulo de ataque del ala y obtener la mayor sustentación para los despegues y aterrizajes. Por lo tanto, la parte inferior del flotador o casco tiene una ruptura repentina en sus líneas longitudinales en el punto aproximado alrededor del cual el hidroavión gira en actitud de despegue. Esta ruptura, llamada "paso", también proporciona un medio para interrumpir las propiedades capilares o adhesivas del agua.

Entonces, el agua puede fluir libremente detrás del escalón, lo que genera una fricción mínima en la superficie para que el hidroavión pueda salir del agua. Los escalones están ubicados ligeramente detrás del centro de gravedad del avión, aproximadamente en el punto donde se encuentran las ruedas principales de un avión terrestre. Si los escalones estuvieran ubicados muy atrás o adelante de este punto, sería difícil, si no imposible, rotar el avión a una actitud de cabeceo antes de planear (elevándose parcialmente fuera del agua mientras se mueve a gran velocidad). velocidad) o despegar. Aunque los pasos son necesarios, la ruptura brusca a lo largo de la parte inferior del flotador o del casco provoca la concentración de tensión estructural y, en vuelo, produce una resistencia considerable debido a la turbulencia en remolino que crea en el flujo de aire.

En cuanto a la resistencia al vuelo, una pregunta obvia sería si alguien tenía un carenado retráctil detrás del escalón para resolver ese problema. Busqué en Google y encontré algunos lugares que especulaban sobre eso (incluida la patente de EE. UU. US6042052A en 1998), pero no hay evidencia de que los diseñadores realmente usen uno.
@Graham Creo que la demanda de mejores hidroaviones murió en la época en que el Sea Dart y el Monstruo del Mar Caspio. (Los cuales, por cierto, tenían una solución diferente al problema del despegue del agua que el paso). Así que muchas ideas geniales, pero nadie que pague por usarlas.
@VilleNiemi Sí, ese también fue mi pensamiento. Parecía algo que podrían haber intentado antes, pero supongo que nadie lo hizo.
Un carenado retráctil complicaría el diseño: el carenado tiene que sellarse perfectamente contra el escalón cuando está extendido, de lo contrario, estás creando una bola gigante. Tiene que ser lo suficientemente resistente para que no se rompa con el agua. etc.
No, la parte angulada permite girar. El escalón reduce el arrastre de agua.
@Graham The Sea Dart tenía una especie de solución opuesta: esquís retráctiles que formaban, en esencia, un escalón retráctil. En vuelo se plegaron contra el casco.

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Se llama paso de casco. A continuación se muestra con y sin:


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Reduce el arrastre de agua. A medida que el avión gana velocidad y se levanta el cuerpo de popa, solo el casco delantero estará en contacto con el agua.


Fuente: Laté 631 Replica - Capítulo 3 - Hidrodinámica

Como todo el mundo ha dicho, se llama un 'paso'.

Pero no tiene nada que ver con la flotabilidad, tiene que ver con el efecto contrario: succión de agua. Sin el escalón, nunca sacará el avión del agua simplemente debido a la succión del agua adherida al avión.

El paso fuerza una interrupción en la succión de agua, en el caso del Catalina de arriba, probablemente la reduce a la mitad, lo que luego permite que la sustentación del avión supere la succión de agua restante.

El aterrizaje y el despegue se realizan en el escalón. Durante el despegue, la aeronave gira hacia adelante hasta que planea sobre el flotador o la parte del casco por delante del escalón; menos superficie está en contacto con el agua. Se puede sentir un aumento notable en la aceleración a medida que la aeronave se eleva y gira sobre el escalón, y luego se siente un efecto de tirachinas adicional cuando la resistencia restante termina cuando el flotador o el casco se separan por completo del agua.

La tierra es al revés; el aterrizaje se hace en el escalón, o en la sección del flotador o casco por delante del escalón; El taxi acuático de alta velocidad se realiza "en el paso", y el taxi de baja velocidad se realiza reduciendo la potencia hasta que la aeronave se hunde más profundamente en el agua en una condición conocida como "arado".

El escalón es una característica hidrodinámica que provoca una interrupción del flujo laminar a lo largo del flotador o del casco; con un aumento adecuado de la velocidad, esto sirve para disminuir la resistencia a lo largo de la parte del casco o flotar detrás del escalón. Para simplificar cuando se vuelan hidroaviones, la operación en el área delantera se denomina simplemente "en el escalón".