¿Hay alguna forma de estimar la diferencia de peso entre un estabilizador horizontal recortable y un plano de cola fijo?

Estoy tratando de estimar los beneficios de usar un estabilizador horizontal recortable (THS) en lugar de un plano de cola fijo. En mi modelo utilizo una cola en T (Sh~30 m) y puedo trimar el avión en todas las condiciones, por lo que la principal razón para optar por un THS sería la eficiencia aerodinámica.

He estimado la reducción de arrastre, pero tengo grandes problemas para estimar el incremento de peso del sistema.

Por favor, ¿alguien podría arrojar algo de luz sobre esto? Revisé muchas referencias pero todavía no pude encontrar nada claro.

Respuestas (2)

Es difícil encontrar una referencia general para este. Está agregando el peso de la bisagra, el actuador y la estructura de soporte que ahora se conecta solo al eje de la bisagra.

La sección 8.4.1 de Torenbeek proporciona una estimación del peso con fines de diseño preliminar para el grupo de cola de aeronaves subsónicas altas: menciona un aumento de peso del 10 % sobre el peso de un plano de cola horizontal fijo.

¡Gracias! ¡Busqué en el Torenbeek pero me perdí eso!

Necesitas un estabilizador recortable en dos casos:

  1. En vuelo transsónico cuando los choques locales hacen que el elevador sea ineficaz , o
  2. En el caso de flaps potentes que requieren un rango de compensación más amplio que el que puede proporcionar un elevador normal.

Si puede arreglárselas con un plano de cola fijo, no solo el ahorro de peso sino también la reducción de la complejidad deben sopesarse frente al aumento de la eficiencia. Si las deflexiones del ajuste del elevador en ascenso y crucero están dentro de un solo dígito, el aumento de la resistencia es insignificante . Si necesita más deflexión de compensación durante la aproximación, el aumento de la resistencia podría incluso ser bienvenido.

Asegúrese de que con todas las desviaciones de la moldura, su elevador mantenga suficiente autoridad de control. Entonces, un plano de cola fijo es la mejor opción. El cálculo del aumento de peso frente a la eficiencia solo debería decidir si usar un estabilizador recortable o no si necesita lograr una cifra de rendimiento específica. Normalmente, el rango de ajuste extendido es lo que empuja a los ingenieros a elegir un estabilizador recortable. Si no es necesario, es mejor evitarlo para facilitar el mantenimiento y evitar los nuevos modos de falla que vienen con más partes móviles.

El número 1 no será un problema. Sin embargo, veo los otros puntos de manera diferente. Tengo control para trimar la aeronave con un máximo de aproximadamente 2/3 de la deflexión máxima (~15º) en los peores escenarios. Creo que el otro 1/3 (~7º) me permitiría mantener un control suficiente (quizás este es el primer punto en el que me equivoco). Principalmente analicé la resistencia en crucero y, tal como lo veo, una desviación del elevador tendría un efecto significativo aumentando la resistencia a la presión del HTP. Digamos que reduce en un 2% la eficiencia general solo en crucero.
Además, creo firmemente que un THS también es una decisión estratégica: -Te permite mover más el CG. -Te permite crear derivados de tu diseño. Aparte de eso, también reduce las cargas en el ascensor y permite que el piloto mantenga la autoridad de control total cuando se trima la aeronave (que supongo que es mucho más seguro). Por supuesto, esta es solo mi opinión y puedo estar completamente equivocado. Nuevamente, gracias por su tiempo y ayuda :)
@JavierGarcia: Si siente que necesita un amplio rango de cg, entonces necesita un estabilizador recortable, como dije. Y 15° solo para recortar no dejará suficiente para el control.
¡Gracias Señor! Pensaré en lo que dijiste e intentaré tomar la mejor decisión.
Disculpe señor, por favor, ¿podría decirme qué desviación del elevador es común en las maniobras de despegue y aterrizaje? ¿Los aviones solo usan el THS para estos, por lo que todavía tienen disponible toda la desviación del elevador? ¡Gracias!
@JavierGarcia: Sí, con un estabilizador recortable, desea ajustar la aeronave de manera que se levante por sí sola una vez que se alivie la presión hacia adelante sobre el yugo/palanca. El recorrido total del elevador en este caso será de solo unos pocos grados. Se necesita más para corregir las ráfagas repentinas y violentas, pero la mayoría de las correcciones (y todas las lentas) se realizan con la incidencia del estabilizador. En caso de aterrizaje, el recorrido del ascensor puede ser mayor, pero rara vez superior a 15°.
¡Muchas gracias! Espero algún día saber tanto como tú sobre aviones ^^