¿Por qué el B-52 tiene un timón tan pequeño?

El B-52 (también conocido como Stratofortress, también conocido como Grey Lady, también conocido como BUFF) tiene un timón minúsculo para un avión de su tamaño y ubicación del motor montado en el ala:

Ver el pequeño timón inútil

Compare, por ejemplo, con el timón de un 747:

¡Este timón es realmente bueno para algo!

El timón del B-52 es tan pequeño que no se puede utilizar para desbaratar la aeronave durante un aterrizaje con viento de costado, lo que significa que tuvo que diseñarse para permanecer encorvado durante todo el recorrido de aterrizaje, lo que obligó a los diseñadores a utilizar un motor dual completamente direccionable . diseño de tren de aterrizaje de bicicleta (más engranajes estabilizadores de punta de ala que están allí únicamente para evitar que se vuelque) en lugar del arreglo de triciclo convencional.

¿Por qué, entonces, los diseñadores del B-52 le dieron un timón tan pequeño? Se podría argumentar que, debido a que tiene cuatro motores a cada lado, en lugar de uno o dos o tres, no necesita un gran timón, porque el diferencial de empuje (y, por lo tanto, el momento de guiñada) en caso de falla del motor sería mínimo). Sin embargo, si miras más de cerca, ese argumento no se sostiene, porque los ocho motores del B-52 están montados en vainas unidas, dos motores por pilón, lo que prácticamente garantiza que una falla en el motor también sacará el motor justo al lado . él; 1por lo tanto, uno esperaría que el caso de diseño para el timón del B-52 fuera una falla doble de ambos motores en un pilón, en lugar del caso improbable de que un motor falle y de alguna manera logre dejar el que está al lado completamente intacto. Entonces, ¿por qué el timón del B-52 no es más grande?


1 : Por ejemplo, el peligro de fallos de motor en cascada es una de las razones principales por las que ningún avión de pasajeros diseñado después de 1960 ha utilizado módulos de motor unidos .

Es posible volar uno sin cola, aunque 3 días después, otro B-52 se estrelló después de que la cola se separó. Si la cola fuera más grande, saldría más fácil.
Sugeriría que si bien el timón pequeño puede haber impulsado la elección de tener un tren de aterrizaje con viento cruzado, la elección de tener un tren de aterrizaje con viento cruzado no impulsó la elección de la disposición de "bicicleta" más estabilizadores. El B-47 usó lo mismo. Es un resultado natural de la elección de la configuración de ala alta, para permitir que se transporte una gran carga de bombas cerca del centro de gravedad. No hay ninguna razón inherente por la que un tren de aterrizaje estilo triciclo no pueda adaptarse también para el tren de viento cruzado.

Respuestas (3)

Hay dos razones y se remontan a los primeros diseños de la aeronave. Tenga en cuenta que la cola es diferente ahora que cuando se diseñó originalmente. Boeing planeó originalmente un estabilizador vertical completamente móvil, pero los ingenieros dudaron de su confiabilidad y los sistemas para operarlo simplemente no encajarían en la cola en ese momento. Más importante aún, los diseños originales tenían pestañas de control lo suficientemente grandes, pero esto condujo a unos elevadores y un timón que tenían un número de mach crítico más bajo que el ala (es decir, el empenaje se detendría primero). Los ingenieros acortaron todo para crear una situación más estable, como se indica en este pasaje:

En cuanto al timón, la situación es mucho peor. El timón y el elevador B-52 tienen una cuerda excepcionalmente estrecha. La mayoría de los aviones tienen al menos un 25 % de cuerda, lo que permite suficiente potencia y eficacia tanto en la guiñada como en el cabeceo durante el despegue, el aterrizaje y las condiciones asimétricas. No ocurre lo mismo con el B-52 con su timón y elevador de cuerda al 10%. La cuerda se redujo porque los diseños originales de la aeronave tenían la cola excediendo el Mach crítico antes del ala. La cuerda de la cola se redujo para asegurar que el ala alcanzara Mach crítico primero.

Los diseñadores originales sabían que el timón no tenía suficiente potencia. Un avión del tamaño del B-52 requiere un timón masivo que no existe. Este timón es insuficiente para las necesidades básicas de la aeronave, y mucho menos para escenarios asimétricos de falta de motor. Los planes originales requerían una cola vertical en movimiento, la primera de su tipo. Sin embargo, Boeing dudaba de la fiabilidad de los actuadores hidráulicos necesarios para lograrlo. El diseño también era demasiado pesado para que la estructura de la cola lo sostuviera. Por lo tanto, Boeing diseñó, construyó e incorporó el tren de aterrizaje de viento cruzado ajustable en guiñada, [16] lo que los aviadores B-52 conocen como 'cangrejo de viento cruzado'. Este sistema permite que el B-52 opere durante condiciones normales de despegue y aterrizaje con viento cruzado. Sin embargo, el verdadero problema era la asimetría.

Varios factores entran en juego:

  • Teniendo 8 de ellos, el empuje asimétrico después de una falla del motor, que a menudo es el caso de dimensionamiento para el tamaño del estabilizador vertical, no es un gran problema.
  • El control lateral se mantiene principalmente mediante la operación de los spoilers .

Aparentemente , se iba a usar una cola vertical completamente móvil, pero no se logró debido a dudas sobre la confiabilidad de los actuadores hidráulicos.

Esto me hace preguntarme un par de cosas. Uno, si el control lateral se logra principalmente usando spoilers, ¿por qué hay un timón? y dos, dado que hay timón, ¿cuáles son las ventajas de hacerlo pequeño?
@TannerSwett Buena pregunta. Solo puedo suponer que la decisión de dejar caer el timón totalmente móvil ocurrió en una etapa de diseño tardía, cuando el timón pequeño ya existía.
Excepto que, debido a la disposición del motor del B-52, es probable que la falla de un motor también apague el motor contiguo en el pilón, lo que significa que ahora ha perdido la mitad del empuje en ese lado, en lugar de solo uno. -cuarto.
@TannerSwett: Los spoilerons brindan control lateral (balanceo). El timón proporciona control direccional (guiñada).

Tengo un vago recuerdo de que todo el empenaje se redujo en tamaño debido a la introducción del control por computadora de la estabilidad y la maniobrabilidad. El monitoreo/detección y respuesta a actitudes fuera de referencia significó que ya no se requerían grandes entradas de control. Creo que esto conduce a un ahorro de peso del orden de varias toneladas. El concepto tenía un nombre elegante, algo así como Control Configured Vehicle. Si esto no es totalmente correcto, disculpas; Estoy recordando cosas de hace 50 años. No muchos aviones grandes tienen una conexión física directa entre las entradas y las salidas, incluso considerando la actuación servo hidráulica, neumática o eléctrica. Los pilotos solicitan una función y las computadoras racionalizan y entregan las señales a las funciones.

Los CCV se investigaron en la década de 1970. ¿Pero tal vez la adición de un amortiguador de guiñada es lo que quisiste decir?