¿Cuáles son las razones detrás de esta configuración de hélice de empuje?

Sí, buena pregunta. Necesitan que esté fuera del camino del rocío, muy alto, y lo colocan encima de algo que parece un estabilizador vertical, así que ¿por qué no usar el estabilizador vertical? Supongo que es lo que quieres decir. Como este, pero luego en una configuración de empujador

Mi respuesta sería que eso colocaría el centro de gravedad demasiado atrás. El motor es pesado, es mejor si se monta cerca del centro del avión. La combinación del soporte de empuje y el montaje de la cola crearía una configuración que quiere inclinarse hacia atrás. Colocar las alas más atrás es incómodo, es un avión pequeño y deja poco brazo de palanca para que las superficies de la cola funcionen de manera efectiva.

El elemento individual más pesado en un avión es el motor. Si tuviera que mover el motor hacia la cola y no realizar ningún otro cambio en este diseño, el centro de gravedad de la aeronave se movería tan hacia atrás que la aeronave no podría volar.

Para una configuración estable, el centro de gravedad debe estar cerca del centro de elevación. Podríamos lograr eso moviendo el ala hacia atrás también, de modo que el peso del fuselaje por delante del centro de sustentación equilibre el peso del motor detrás.

Ahora, sin embargo, casi no tienes control de tono desde los ascensores. Podemos contrarrestar eso moviéndolos hacia adelante (donde se les llama canard) y ahora tienes este diseño:

Rutan Varieze

FuenteWikipedia _

Sin embargo, su avión también tiene que ser un barco. Colocar un gran peso en un extremo de un bote hará que su manejo sea problemático. Es mejor colocar el peso pesado en el centro de un bote y volvemos al diseño original.

El motor se coloca alto para mantenerlo alejado del agua y de posibles salpicaduras durante el aterrizaje y el despegue.

A primera vista, colocar la hélice en la cola parece atractivo, pero ha habido muy pocos diseños que lo pongan en práctica. El más conocido es probablemente el derivado Trislander del venerable avión utilitario Britten-Norman Islander .

Britten-Norman Trislander ( fuente de la imagen )

Desventajas de un motor de hélice montado en la cola

Colocar una masa pesada, parte de la cual incluso gira en una amplia banda de frecuencias, sobre una viga larga y flexible generalmente no es una buena idea.

• La masa del motor reducirá la frecuencia propia de la cola vertical, invitando a un aleteo temprano , y cualquier desequilibrio en la hélice proporcionará la excitación inicial que necesita para desarrollar el aleteo.
• Colocar masas pesadas lejos del centro de gravedad aumenta los momentos de inercia y hace que el manejo de la aeronave sea innecesariamente lento.
• Hacerlo en dos ejes invita a un fenómeno conocido como acoplamiento de inercia .
• Luego, una hélice actúa como una superficie de cola. Colocarlo muy atrás estabilizará la aeronave y hará que sea más difícil de controlar; en general, dicha ubicación de la hélice debe combinarse con superficies de cola más grandes.
• Si coloca la hélice muy por encima del centro de gravedad, también se producirán cambios de compensación cada vez que cambie la potencia. Esto es menos que bienvenido si se desean buenas características de manejo.

Solo los hidroaviones aceptan una ubicación alta de la hélice para asegurarse de que el rocío no golpee la hélice. En el Dornier Do-26, las hélices traseras incluso podrían levantarse para despegar y aterrizar.

Diseños existentes

Recientemente, sin embargo, algunos aviones especiales han optado por un motor montado en la cola. Los factores comunes fueron:

• propulsión eléctrica, por lo que las vibraciones eran bajas
• carga de baja potencia, por lo que los efectos de estabilización y ajuste de la hélice fueron pequeños
• alta eficiencia aerodinámica y estructural, por lo que el poste adicional y la góndola para el motor se consideraron indeseables.

Ves dos de ellos juntos a continuación: a la derecha está el Icaré II , el primer avión solar práctico, y a la izquierda está el e-Genius , un avión experimental alimentado por batería.

Icaré 2 y e-Genius en vuelo en formación ( fuente de la imagen )

Dadas las muchas desventajas, los diseñadores generalmente intentan evitar la ubicación de una hélice trasera. Los empujadores dan una mejor eficiencia , por lo que algunos trataron de evitar un diseño convencional. A continuación, ve un compromiso, donde la hélice está montada detrás del ala, pero aún cerca del centro de gravedad. La posición en el Lake Buccaneer es otro de esos compromisos y una buena opción para un anfibio. La cola cruciforme es incluso mejor que una cola gemela porque el estallido de la hélice golpeará todas las superficies de control, lo que permite un manejo mucho mejor a baja velocidad en el agua.

HB-23 Hobbyliner en vuelo ( fuente de la imagen )

Tenga en cuenta que nunca mencioné la ubicación del centro de gravedad trasero. Esto realmente no es un gran factor en este caso.

Muchas rasones. La altura de la cola sobre el agua depende de la inclinación hacia arriba o hacia abajo de la aeronave, pero no desea que la hélice esté demasiado cerca del agua (!). Tampoco desea que el rocío de agua golpee la hélice (la velocidad de punta muy alta puede erosionarse rápidamente al golpear el rocío de agua), por lo que mantenerlo más cerca de la nariz y más alto evita eso. Ponerlo cerca del ala significa que su peso y otras fuerzas se transfieren más directamente a la estructura más fuerte de la aeronave, los largueros del ala, manteniendo bajo el peso estructural (y general). La hélice también apunta a la cola, lo que le otorga más autoridad de control a bajas velocidades (casi entrada en pérdida, despegue y aterrizaje, etc.).

Algunos diseños de aviones eléctricos montan la hélice en la parte superior del estabilizador vertical, ya que tienen un motor de menor peso en lugar de un motor pesado y una hélice de mayor diámetro que necesita despejar el fuselaje y el suelo. En tales aeronaves, el elemento más pesado no es el motor (es decir, el motor), sino el paquete de baterías que normalmente se monta cerca del larguero del ala (a menudo en las alas). También permite que el tren de aterrizaje sea relativamente corto, liviano y de baja resistencia.