¿Existe un enfoque general para diseñar un estabilizador horizontal recortable?

Siempre miras a ambos en combinación.

El primer paso es usar volúmenes de cola que hayan funcionado antes. Esto es suficiente para el diseño preliminar.

Cuando el diseño avanza más, tiene casos de carga para cubrir que combinan las demandas de ajuste y maniobra, y utiliza los ajustes de ajuste y las desviaciones del elevador en combinación. El rango de deflexión utilizable cambia con los ajustes de ajuste, porque cuando el plano de cola necesita producir una fuerza aerodinámica considerable para recortar los flaps Fowler desviados en el ala, no puede tolerar la misma deflexión de profundidad positiva que en vuelo recto con plano de cola ligeramente cargado.

Además, la velocidad, el factor de carga y la carga determinan el ángulo de flujo descendente en la cola. El rango utilizable del estabilizador varía con el ángulo de flujo descendente, por lo que cada caso de carga debe analizarse por sí mismo.

A continuación, elige el tamaño del plano de cola y el rango de deflexión que cubre todos los casos de carga y verifica el resultado en el túnel de viento y la prueba de vuelo.

Los estabilizadores horizontales recortables varían de un plano a otro. Por ejemplo, el Cessna Cardinal tiene una pequeña pestaña en la parte posterior de la puñalada que el piloto cambia usando una rueda de compensación en la cabina. A altas velocidades, como 125 nudos/145 mph, el cardenal requiere bastante empuje o tracción para cambiar de cabeceo. Si desea escalar, puede tirar hacia atrás del yugo y luego marcar un poco de compensación para mantener el ángulo de cabeceo. .

En comparación con muchos estabilizadores Piper, no se expande en todo el ancho de la cuchilla.

La desviación está diseñada para ser suficiente para que no tengas que sujetar la palanca hacia atrás mientras aterrizas. Al descender por última vez, marca el ajuste suficiente para volar en un descenso constante, y luego aún le queda el control de la palanca para lidiar con cambios menores hacia arriba / hacia abajo según sea necesario de las burbujas del viento y otras cosas, y luego puede retroceder para completar la bengala de aterrizaje .

(La imagen superior es Piper, la inferior es Cessna).

Lo primero es comprender la función del estabilizador horizontal en relación con su compañero, el ala. Jockey y caballo realmente, tal vez director y sinfonía. Para aeronaves clasificadas para pasajeros (y grandes transportes de carga que realmente no quieren derramar la mercancía), un enfoque general de los parámetros de diseño puede comenzar con los siguientes criterios:

1. Para controlar el AOA del ala y evitar que el ala alcance un AOA de pérdida sin mando. Esto significa que el Hstab debe tener el tamaño adecuado para actuar como una "veleta", manteniendo constante el AOA (viento relativo) del ala.

2. Para evitar que el centro neto de sustentación se desplace demasiado hacia adelante a medida que aumenta el ángulo de ataque. A medida que el ala se inclina hacia arriba, su Clift se mueve hacia adelante, pero cuando Hstab comienza a contribuir con el par de cola hacia arriba/morro hacia abajo, correctamente equilibrado, los efectos se cancelan.

3. En el caso de una entrada en pérdida/hundimiento total, inclinar el morro hacia abajo más rápido que el descenso vertical aumenta el AOA. Si no lo hace, el avión entra en "pérdida profunda".

Los diseñadores pueden elegir entre el enfoque aerodinámico, el enfoque de placa plana más grande o una combinación de ambos. Una placa plana de aspecto bajo podría ser una opción segura para 3, ya que actúa de manera similar a un paracaídas para empujar el morro hacia abajo incluso si está completamente calado. Los perfiles aerodinámicos funcionarán para 1 y 2, pero deben detenerse en un AOA más alto que el ala.

Una vez que se establece el área correcta, la determinación de las deflexiones máximas puede ser la siguiente: ninguna deflexión debe ser tan grande como para que otras dos no la superen. Esta es la razón por la que 3 controladores de cabeceo pueden ser mejores: ajuste de cabeceo Hstab (muy lento), elevador (más débil que Hstab en vuelo normal, velocidades más altas disponibles para emergencias) y un compensador fino (para ajustes menores de cabeceo, como unos pocos nudos de velocidad aerodinámica). Los pilotos controlan el ascensor.

Si Hstab está diseñado correctamente y la línea de empuje es correcta, esto debería hacer que el avión sea muy seguro y estable. Aunque obviamente influenciado por los eventos recientes, una revisión de los diseños básicos puede ayudar a los ingenieros a mantenerse anclados cerca de los más altos estándares de seguridad requeridos para los transportistas de pasajeros.