¿Por qué el C-141 y el C-5 tienen colas en T?

Todo se reduce a una cuestión de filosofía. O, si eres menos generoso, es cuestión de moda. Tenga en cuenta que el equivalente ruso del C-141, el Il-76, también usa una cola en T, mientras que el An-124 usa una cola convencional.

Las colas en T estaban de moda en la era de los jets . Fueron generalizados, primero en aviones de combate y luego también en aviones de transporte , porque:

1. Tener un brazo de palanca más largo cuando se coloca en la parte superior de un barrido vertical, lo que reduce el tamaño y la masa de la cola.
2. Permita una cola vertical más pequeña debido al efecto de la placa de extremo, lo que reduce el requisito de puertas y techos de hangares. En el caso del A400M , la cola en T permitía una reducción de altura de aproximadamente 2 metros.
3. Manténgase en flujo imperturbable durante la parada. Con los motores montados en las alas que dan como resultado una posición del ala más adelantada, el peligro de una entrada en pérdida profunda se reduce en comparación con una configuración con motores montados en la cola.
4. Permita menos interferencia de arrastre, especialmente cuando se combina con un cuerpo Küchemann en la intersección entre la cola vertical y horizontal.

Por lo tanto, si su equipo de diseño conceptual está dominado por aerodinámicos, tenderá a favorecer la versión con cola en T. Solo cuando se consideran los efectos de segundo orden ganará la cola convencional . Y esos efectos de segundo orden solo serán conocidos por la experiencia.

¿Cuáles son esos efectos?

1. ¡Aleteo! La rampa de carga trasera requiere abrir el fuselaje trasero, reduciendo su rigidez torsional. Agregue a eso una masa en un brazo de palanca largo (la cola horizontal) y obtendrá una estructura con una frecuencia propia muy baja. Para sacar esa frecuencia del rango de velocidad utilizable, necesita endurecer el fuselaje,
2. que añade masa estructural. Ambas superficies de la cola pueden ser más pequeñas para una cola en T, pero todo el avión será un poco más pesado. Durante la prueba de vuelo del C-141, se descubrió que el modo de flexión antimétrica del ala se combinaría muy bien con el modo propio torsional de la cola, lo que resultó en algunas imágenes aterradoras . Además, se requiere un acoplamiento entre la rotación del elevador y la torsión horizontal de la cola para agregar generosamente un balance de masa a la cola.
3. Y luego todavía existe esta sospecha persistente de que podría meterse en un estancamiento profundo. Sin embargo, con la larga distancia entre el ala y la cola de una configuración con motores montados en las alas, esto es una amenaza menor de lo que parece.
4. Sin embargo, un problema real es la tendencia de una cola en T a producir un fuerte momento de cabeceo de morro hacia abajo en un deslizamiento lateral. Una cola baja eliminará este efecto.

Los aviones militares de ala alta (ambos c141 y c5) usan colas en T por múltiples razones.

• para evitar que las rocas y los escombros dañen la cola al aterrizar en el aeropuerto
• para mantener las colas fuera de la línea de empuje del motor (que son más altas que en un avión de ala baja) durante el crucero, donde la vibración puede causar fatiga
• una cola en T puede ser más pequeña (más liviana con menos resistencia) ya que el estabilizador horizontal está ubicado más atrás del fuselaje y el estabilizador vertical tiene una "placa final" que aumenta su efectividad.

La pérdida profunda no es el mismo problema que tiene un avión de ala baja con una cola en T. En un avión de ala alta con cola en T, el estabilizador horizontal se encuentra aproximadamente en el mismo lugar verticalmente en relación con el ala que en un avión con empenaje estándar en un avión de ala baja y, por lo tanto, no es más susceptible a que el ala se quede en blanco en una pérdida. .

Una razón principal es que facilita la construcción de una gran escotilla de carga y una rampa en la parte trasera del avión, para cargar y descargar. Ningún larguero de ascensor que corra por el medio de la parte trasera de la aeronave para interponerse en el camino.

Tenga en cuenta que tanto los transportes actuales C17 como A400m, diseños muy recientes, también usan una cola en T. Ambos tienen grandes escotillas de carga en la parte trasera.

Es cierto que el C130 no usa una cola en T y tiene una gran escotilla de carga en la parte trasera, pero sus elevadores están construidos muy alto en el fuselaje, y este diseño no se llevó adelante con el C5 posterior, el C141 o los grandes transportes militares posteriores. . (C130 es un diseño de 1950) Además, el C130 tiende a viajar a velocidades aerodinámicas más bajas que el C5, C141, C17 y A400m, por lo que puede haber un factor aerodinámico, aunque no puedo encontrar ninguna información concreta sobre eso. .

Trabajé en ambos aviones para Lockheed (1967-1983). El motivo de las colas en T es un requisito del gobierno de que la aeronave debe poder aterrizar en una depresión o, por ejemplo, en una zanja ancha. El estabilizador debe superar la altura de depresión requerida. Cierto, tengo 80 años, pero mi mente está lo suficientemente clara como para recordar esto. Pasamos una gran cantidad de tiempo en pruebas de vuelo comprobando puestos debido a las colas en T. Esos eran los días.