¿Cuál es la ventaja del diseño de ala de gaviota del F4U Corsair?

La forma del ala del F4U Corsair se llama ala de gaviota invertida. Las principales razones para su uso es la gran hélice utilizada en el avión.

El diseño de Corsair fue en respuesta a la RFP (Solicitud de propuesta) de la Marina de los EE. UU. en 1938, que exigía lo siguiente:

• Debe tener la velocidad máxima alcanzable
• La velocidad de pérdida debe ser de 70 mph.
• Alcance mínimo de 1000 millas
• Las bombas deben llevarse debajo del ala (se suponía que esto se arrojaría sobre formaciones de aviones desde arriba, lo que no funcionó)

Para lograr esto, los ingenieros de Vought utilizaron el motor más grande disponible, el motor radial Prat and Whitney R2800 Double Wasp (esto se hizo cuando la Armada, en un cambio de opinión, prometió considerar diseños con motores refrigerados por líquido, en contradicción con una política establecida en 1927 que requería motores enfriados por aire para aviones de a bordo). Además, el área del ala de F4U fue el avión naval más grande de su tiempo.

Durante el diseño, las entradas del enfriador de aceite y del sobrealimentador se trasladaron a los bordes de ataque de las alas. Para extraer potencia del motor, se eligió una hélice grande (~4 m de diámetro). Esta gran hélice causó problemas con la distancia al suelo, lo que requirió un aumento en la longitud del tren de aterrizaje.

El equipo de Vought superó esto eligiendo un ala de gaviota invertida, que comienza con un anédrico fuerte y luego se curva hacia arriba hasta un diédrico fuerte, con el tren de aterrizaje en el punto más bajo de la curva.

^{" F4U-Corsair OE-EAS OTT 2013 04 tren de aterrizaje principal " por Julian Herzog. Licenciado bajo CC BY 4.0 a través de Commons .}

Las principales ventajas de esta configuración son,

• Tren de aterrizaje acortado
• Eliminación de la necesidad de filetes de ala y reducción de la resistencia ya que el ala y el fuselaje eran perpendiculares.
• Plegado simplificado de las alas (las alas se plegaban por el punto más bajo), con las alas plegadas casi a la altura de las hélices. Esto permitió un mecanismo automático simple para plegar/desplegar, a diferencia del F6F Sto-wing que era manual, ya que el mecanismo hidráulico agregaba demasiado peso.

^{Fuente: www.airport-data.com}

Las principales desventajas eran:

• El diseño agregó peso en comparación con el ala recta.
• (Para algunas personas) Era feo

Este diseño también se ha utilizado en varios otros aviones, principalmente para reducir la longitud del tren de aterrizaje y transportar grandes pertrechos externos, siendo el más famoso el Junkers Ju-87 Stuka .

^{" Bundesarchiv Bild 101I-646-5184-26, Rusia, Flugzeug Junkers Ju 87 editar 1 ". Licenciado bajo CC BY-SA 3.0 de via Commons .}

Las alas de gaviota invertidas también se utilizaron en Fairey Gannet , un avión ASW de la Royal Navy.

^{Fuente: www.maritimequest.com}

Esto también se usó en algunos aviones bimotores como el Caproni Ca.331.

^{Fuente: flickr.com}

Tenga en cuenta que en algunos libros, este diseño se llama ala de gaviota en lugar de ala de gaviota invertida.

Está relacionado principalmente con la naturaleza plegable del ala y la necesidad de acomodar el tren de aterrizaje ,

... fue difícil hacer que los puntales del tren de aterrizaje fueran lo suficientemente largos para proporcionar una distancia al suelo para la gran hélice. Su solución fue un ala de gaviota invertida, que acortó considerablemente la longitud requerida de las patas del tren principal.[20]

tenga en cuenta cómo el tren de aterrizaje tiene que ser plegado previamente. El diseño del ala utiliza el ala para agregar altura al engranaje, lo que a su vez permite que los puntales más cortos encajen más fácilmente en el ala.

Este diseño de "ala de gaviota invertida" no tiene fallas, solo muestra que los diseñadores llegaron a una solución diferente en su deseo de reducir la resistencia y el peso, y hacer que el resultado sea lo suficientemente fácil de construir.

Esta forma de ala no es tan inusual: el Ju-87 "Stuka" (abajo, a la derecha) la usó, al igual que el Klemm 35 (abajo, a la izquierda), un pequeño avión deportivo de la década de 1930. En ambos casos, la idea era tener un engranaje más corto con menor resistencia.

(fuentes de la imagen: izquierda y derecha )

Además del beneficio obvio de un tren de aterrizaje más corto , el ángulo en el que el ala se encuentra con el fuselaje en una configuración de ala baja aumenta (más cerca de 90°), por lo que la resistencia a la interferencia debería ser menor. Sin embargo, la complejidad adicional en la fabricación superó el beneficio de una menor resistencia en la mayoría de los casos. Mis dos ejemplos usaban engranajes fijos, y usar un ala de gaviota invertida en ellos fue un truco para reducir la resistencia de la pata del engranaje.

En el caso de aeronaves transportadas por portaaviones como el F4U, la altura más baja de las puntas de las alas plegadas permite colocar la aeronave en cubiertas de hangar más bajas; o el avión puede darse el lujo de tener una envergadura de ala más alta para una altura de cubierta de hangar determinada.

El Heinkel He-70 tenía un engranaje retráctil y un ala de gaviota invertida, y aquí la motivación para el ala de gaviota invertida fue la reducción de la resistencia aerodinámica, pero su excelente calidad aerodinámica se debió principalmente a que fue el primer avión en emplear remaches avellanados.

Heinkel He-70 ( fuente de la imagen )

Para resumirlo:

ventajas:

• tren de aterrizaje más corto y ligero con menos resistencia.
• Menos arrastre de interferencia entre la raíz del ala y el fuselaje y entre el puntal del engranaje y el ala
• En el caso de aviones portaaviones como el F4U, baje la altura de las puntas de las alas plegadas.

Desventajas:

• Se necesita más área de ala para la misma sustentación, ya que tanto el ala interna como la externa tienen un componente considerable de sustentación lateral...
• … lo que también provoca más fricción y arrastre inducido
• La construcción del ala se vuelve más difícil y costosa