¿Los aviones necesitan alas?

¿Los aviones necesitan alas?

¡Espera un minuto! Los aviones deben tener alas según la regulación de la FAA, por lo que no encontrará ningún avión sin alas en los EE. UU.

Definición de la FAA :

avión _ Aeronave de ala fija propulsada por motor más pesada que el aire, que es sostenida en vuelo por la reacción dinámica del aire contra sus alas.

Mi consejo aquí: si se encuentra con un avión sin alas (un caso no aprobado) solo cumpla con su deber, llame a la FAA de inmediato al 866-TELL-FAA (866-835-5322):

^{( Fuente )}

Las aeronaves, por otro lado, se han beneficiado de la indulgencia de la FAA y no tienen que tener alas:

Aviones _ Un dispositivo que se usa o tiene la intención de usarse para volar en el aire.

Como puede ver, no es necesario que tengan motor, ni grandes rocas en la bodega de carga para garantizar que sigan siendo más pesados ​​​​que el aire. No, los únicos requisitos para una aeronave son que:

• Al principio pretendes hacer que la cosa vuele. Es perfectamente legal tratar de ver si puedes salvar las alas del pico, siempre y cuando esperes honestamente que vuele.
• Quieres que vuele en el aire, no en el agua, ciertamente no en el vacío del espacio. Esa es la parte que requiere toda su atención durante el diseño. El ascenso debe ser monitoreado cuidadosamente, debe permanecer en esta pequeña capa llamada atmósfera , de lo contrario, abandonará la categoría de aeronave y tal vez también el campo de la aviación.

Este es un avión sin alas:

^{Aerodyne de Lippisch a gran escala, un avión VTOL construido en Collins ( Fuente )}

Este está completamente en la ley, no llame a la FAA...

Ciertamente es una respuesta estúpida, hice lo mejor que pude, pero es correcta :-)

Sí se puede, estos se llaman cuerpos de elevación , no son muy eficientes y requieren mucha velocidad antes de generar suficiente sustentación para mantenerse en el aire, lo que requiere una pista larga.

En 1983, un caza F-15 perdió un ala en una colisión en el aire y pudo aterrizar de manera segura debido en parte a que el cuerpo principal pudo generar suficiente sustentación para que el avión permaneciera controlable.

Solo son realmente útiles para vuelos supersónicos donde las alas normales crean demasiada resistencia.

De hecho, hay cuerpos elevadores que pudieron volar sin alas. Pero las alas son mucho mejores para crear sustentación que un fuselaje voluminoso. El transbordador espacial se desarrolló en base a pruebas de cuerpos de sustentación, lo que le permite tener alas bastante pequeñas.

Lo que estás describiendo suena un poco como el cuerpo de ala combinada (BWB), que integra suavemente el fuselaje con el ala. Algo así como una versión comercial del diseño del ala voladora B-2.

Esto ciertamente todavía está en la fase de concepto. Boeing ha volado un modelo a escala para probar el concepto y ha funcionado bien. Además de ser más eficiente que los diseños tradicionales, también puede producir mucho menos ruido si los motores se colocan por encima del fuselaje.

Tenemos alrededor de 100 años de desarrollo en el diseño de aviones tradicionales, lo que contribuye a la eficiencia y seguridad que podemos lograr en este momento. Ir con un diseño BWB altera muchas de las características de diseño estándar que presenta un cambio muy radical. Cuando los beneficios comiencen a superar los costos de pasar a este diseño, es posible que comencemos a ver más aviones como este.

Sí, es posible, pero el impulso necesario para levantarlo del suelo sería increíble. Hubo un avión prototipo producido por la USAF en este diseño. El avión era el NASA M2-F1 y era increíble para la época. Tenía 20 pies de largo y 9 pies y 6 pulgadas de alto. Tenía una envergadura de 14 pies 2 pulgadas. La teoría funcionó, pero el problema era que funcionaba con combustible sólido para cohetes. Esto resultó en un motor grande y un costo de combustible aún mayor. Solo podía ir a unos 130 nudos y estaba a toda velocidad. También solo tenía un alcance de diez millas.... Sí.

Entonces, como puede ver, sí, esta era una idea y la teoría está ahí, pero necesitamos algunos motores mucho mejores antes de que se vuelva práctico.

No sé acerca de otros aviones, pero puedo decir que puede quitar las alas en un avión acrobático Yack RC y hacer un despegue, subir a altitud, nivelarse y realizar un vuelo nivelado, realizar giros de barril. bucles internos, 8 cubanos y realizar rollos de alta velocidad. Por último, puede aterrizar el avión de manera segura. Todo esto demostrado en RealFlight Simulator.

Hay algunas técnicas que normalmente no se usan en el vuelo con alas que deben entenderse y usarse para hacer posible este vuelo sin alas.

(1) El vector de tracción de la hélice debe estar lo suficientemente alto sobre el nivel del suelo para que la componente de sustentación del vector sea mayor que el peso del fuselaje. Recuerda, el avión es muy ligero ya que no tiene alas. Los fuselajes podrían construirse mucho más livianos ya que no hay tensión de ala en el fuselaje, y las maniobras, excluyendo los alabeos de alta velocidad, son de velocidad de giro y actitud de cabeceo lentas, lo que significa que las fuerzas g son mucho más pequeñas e insignificantes. La salida de un bucle en la parte inferior es posible gracias a que la cola empuja la parte posterior del fuselaje hacia abajo, lo que eleva la nariz hacia arriba y hace que la cola vuele por debajo del eje de vuelo. Parte de la sustentación para el levantamiento se distribuye a lo largo del casco de la aeronave a medida que el viento golpea la parte inferior de la aeronave y crea sustentación. Esta distribución de sustentación a lo largo de todo el fuselaje distribuye las fuerzas g de tracción a lo largo de todo el fuselaje. Concentración neta de fuerza g muy baja. El centro de sustentación de un ala está fuera del fuselaje, la ubicación exterior provoca un momento de flexión en el ala en la unión al fuselaje. Esto crea una tensión de ruptura del ala bajo fuerzas g elevadas. Además, la tensión está en el punto de unión del ala y esta tensión se contrarresta con el peso del fuselaje que se distribuye por delante y por detrás. El fuselaje, por lo tanto, debe resistir la tensión centralizada de adelante hacia atrás para resistir la ruptura en la unión del ala. No hay tal problema con el avión sin alas. la ubicación exterior provocando un momento de flexión en el ala en la unión al fuselaje. Esto crea una tensión de ruptura del ala bajo fuerzas g elevadas. Además, la tensión está en el punto de unión del ala y esta tensión se contrarresta con el peso del fuselaje que se distribuye por delante y por detrás. El fuselaje, por lo tanto, debe resistir la tensión centralizada de adelante hacia atrás para resistir la ruptura en la unión del ala. No hay tal problema con el avión sin alas. la ubicación exterior provocando un momento de flexión en el ala en la unión al fuselaje. Esto crea una tensión de ruptura del ala bajo fuerzas g elevadas. Además, la tensión está en el punto de unión del ala y esta tensión se contrarresta con el peso del fuselaje que se distribuye por delante y por detrás. El fuselaje, por lo tanto, debe resistir la tensión centralizada de adelante hacia atrás para resistir la ruptura en la unión del ala. No hay tal problema con el avión sin alas.

(2) Sin alas para agregar peso, el avión sin alas puede despegar en muy poco espacio. Cuanto más alto sea el tren de aterrizaje (suponiendo un diseño de arrastre de cola), mayor será el ángulo de incidencia del fuselaje y el eje de tracción de la hélice. Construir un tren de aterrizaje principal cada vez más alto permite que el avión despegue en distancias cada vez más cortas hasta el punto en que si el eje del fuselaje estuviera hacia arriba, el avión despegaría hacia arriba. Sin peso en las alas, el avión ascendería muy rápidamente.

(3) Hasta que las ruedas del avión dejen el suelo, la estela de la hélice y su eje de tracción están alineados con el fuselaje, la estela golpea el elevador y el timón, la parte superior del timón sobre el eje de la hélice. El timón derecho gira el avión en el suelo hacia la derecha, pero al estar por encima del eje del fuselaje, el timón derecho también induce el giro a la izquierda. Este balanceo es contra el giro y hace que el avión sea inestable, susceptible de simplemente volcarse de costado si el ancho del tren de aterrizaje no es suficiente para contrarrestar el vector de balanceo. Se sugiere que un avión sin alas tenga un tren de aterrizaje ancho por este motivo.

(4) Una vez que el avión sin alas deja el suelo, la nariz inicialmente se eleva mientras la cola todavía está en el suelo. Esto hace que el fuselaje tenga un ángulo más pronunciado con respecto a la dirección del avión y el lavado de la hélice (como se ve cuando se usa una cortina de humo en la parte delantera del fuselaje) pasa completamente por alto las secciones de la cola, y el lavado vuela sobre ellas. El eje de balanceo del avión es concéntrico con el lavado de la hélice. Ahora, cuando el timón se gira hacia la derecha, el vector del timón gira el avión hacia la derecha en la dirección del eje de vuelo. Sin embargo, al girar a la derecha, el timón está debajo del eje de balanceo, induce un momento de balanceo en el eje de vuelo que gira el avión hacia la derecha. En este fuselaje con la nariz hacia arriba en ángulo por debajo del eje de vuelo, el timón realiza la función de giro y la función de balanceo. Si la velocidad de vuelo es demasiado rápida, el eje de vuelo y el eje del fuselaje se juntan y el timón se comporta a su vez en una dirección opuesta a la entrada del timón. Este vuelo con el morro demasiado bajo provoca la pérdida de control y puede resultar en velocidades de balanceo extremadamente altas. Por lo tanto, se vuelve primordial que el avión sin alas vuele con una actitud de morro hacia arriba muy alta. En vuelo nivelado, el aumento de la velocidad comenzará a nivelar el fuselaje y provocará la pérdida de control y estabilidad. Para contrarrestar esta nivelación a medida que aumenta la velocidad, simplemente reduzca la configuración de potencia. Esto también significa que el avión sin alas no se enderezará, ya que el ángulo del fuselaje con respecto al ángulo de vuelo será 0 y el timón provocará la pérdida de control. En la parte superior de un bucle interior, la cola tirará de la cola sobre la parte superior manteniendo la función de balanceo y giro del timón.

(5) Viraje: El timón en actitud de morro alto moverá el morro pero también inclinará el avión. Iniciar el timón derecho inclinará el avión sin alas hacia la derecha. En este momento, el operador simplemente tira hacia atrás del elevador, lo que hace que el avión gire de manera similar a un avión con alas, un giro eficiente coordinado.

(6) Aterrizaje: ¡Algunas oraciones ayudan! Para perder altitud, no empuje el morro hacia abajo con el timón de profundidad, ya que esto hará que la cola se levante sobre la propulsión creando inestabilidad y pérdida de control. Más bien, tire hacia atrás de la potencia para mantener el ascensor lleno. el avión se hundirá a la velocidad deseada. El avión parecerá golpear con fuerza en el aterrizaje, pero las ruedas delanteras y la rueda de cola golpean juntas o la rueda de cola primero absorbe el impacto. Además, recuerda que el peso de las alas está ausente. El avión puede aterrizar a una velocidad de caída muy alta sin destruir el tren de aterrizaje ni romper el fuselaje. He roto muchos trenes de aterrizaje principales aterrizando aviones duros con alas. Hasta la fecha, no he roto un tren de aterrizaje aterrizando muchas veces sin alas. Recuerde, cuando aterrice sin alas, en el momento en que la cola y la vela mayor estén en el suelo, el lavado de la hélice y el eje de vuelo están nivelados con el timón y el avión es propenso a volcarse cuando se acciona el timón. Use el timón con prudencia hasta que la velocidad de balanceo se haya reducido.

(7) Sugiero que todos los aviones acrobáticos tengan control dividido en el elevador. El timón de profundidad está en el lavado de hélice y es efectivo en vuelo alto de morro a baja velocidad. Cuando se inicia el alerón derecho, el lado derecho del elevador girará ligeramente hacia abajo y el lado izquierdo subirá. Esta división se puede hacer colocando controles de servo separados en cada lado independiente del elevador o 2 servos de control push-pull se pueden ejecutar en cada lado del elevador, pero los servos pueden estar conectados entre sí y un tercer servo podría tirar los dos servos para activar la función de ascensor. Esto devolvería al operador del avión la capacidad de controlar el alabeo, no dependiendo el alabeo de estar por debajo del flujo de aire de la hélice y el eje de la dirección de vuelo del vuelo.

¿Puede el avión funcionar en el mundo real con las modificaciones anteriores? Eso creo. El vuelo sin alas con elevador dividido abriría un mundo completamente nuevo al vuelo RC de estilo libre. Las alas se pueden hacer para que se puedan quitar fácilmente antes del despegue o se pueden hacer para dejarlas durante el vuelo. Los pilotos podían desarrollar habilidades de vuelo sin alas usando los RealFlight Simulators, las habilidades desarrolladas mientras atravesaban los inevitables choques sin tener que reconstruir equipos costosos. ¡Simplemente presione el botón de reinicio!

En pocas palabras, la respuesta es un sorprendente ¡SÍ! A continuación se muestra un video de YouTube de 17 minutos que publiqué con acrobacias aéreas y sin alas: