¿Por qué el F-104 Starfighter tenía una cola en T?

Los diseños preliminares iniciales tenían la cola horizontal en múltiples ubicaciones (incluso en línea con el ala y cruciforme), antes de decidirse por la cola en T en diciembre de 1952. La razón para seleccionar la cola en T la da Glenn L. "Snake Reaves, piloto de pruebas de vuelo de producción de Lockheed en el cuaderno F-104 Test Pilot como

Se seleccionó la posición de cola alta... después de extensas pruebas en el túnel de viento (que) demostraron que la ubicación era necesaria para obtener una estabilidad y un control óptimos sobre el eje de cabeceo en todo el amplio rango de Mach. La posición también da como resultado cambios mínimos de ajuste transónico mientras se acelera a supersónico.

Otra ventaja era que la cola alta en la aleta vertical barrida reducía la resistencia a la interferencia. Si bien el problema era que el acoplamiento inercial era bastante conocido durante la década de 1950 , el diseño del F-104 se congeló durante el mismo período, por lo que es difícil saber de manera concluyente si esa es la razón por la que el F-104 tiene una cola en T.

El cuaderno del piloto de pruebas también tiene alguna explicación sobre cómo la cola en T reduce el problema del acoplamiento inercial:

Si ahora consideramos dos hechos sobre estas maniobras de balanceo, quedará claro cómo se acumula el acoplamiento inercial:

1. La acumulación de deslizamiento lateral está controlada por el momento de balanceo inducido.

2. A medida que aumenta el deslizamiento lateral, aumentan las fuerzas centrífugas o de balanceo y esto tiende a desplazar el fuselaje de la aeronave en forma perpendicular a la trayectoria de vuelo.

La cola en T controla la acumulación de deslizamiento lateral al inducir un momento de balanceo. Del mismo documento:

... la posición alta de la cola del estabilizador horizontal elevó el centro de presión.

Imagen del cuaderno F-104 Test Pilot

... cada vez que deslizamos lateralmente un avión, se induce un momento de balanceo que resiste el deslizamiento lateral. Este momento de rodadura inducido se denomina generalmente efecto diedro.

... con cualquier deslizamiento lateral, la fuerza restauradora que actúa a través del centro de presión no actúa a través del cg de la aeronave. Por lo tanto, una condición de deslizamiento lateral activa la fuerza de restauración en la cola pero, al mismo tiempo, induce un balanceo. ... ahora que hemos levantado la cola y consecuentemente el centro de presiones y el efecto diedro positivo se ha incrementado considerablemente.

La cola en T redujo el acoplamiento inercial al evitar la acumulación de deslizamiento lateral.

El artículo de Wikipedia carece de una referencia. Parece que es para mantener la aleta corta mientras es efectiva, lo que reduce el peso y la resistencia. Un uso clásico de las colas en T.

Fuente: Diseño de Aeronaves de Aviación General: Métodos y Procedimientos Aplicados , p. 973

El Whitford citado creo que se refiere a este libro .

La respuesta de @aeroalias contiene un enlace a las notas de los pilotos de prueba del F-104, que explica:

• por qué el Starfighter tiene una cola en T;
• qué medidas se tomaron para evitar que ocurriera el acoplamiento inercial.

Según el documento, la cola en T proporcionó mejores características de estabilidad, control y compensación en todo el rango de velocidad. También proporcionó el mismo efecto de acoplamiento aerodinámico que el diédrico del ala, por eso las alas tienen anédrico.

El acoplamiento inercial no es un fenómeno aerodinámico. Ha ocurrido en uno de los primeros satélites puestos en órbita, que era más largo que ancho, y con el tiempo empezó a tambalearse alrededor del eje de rotación, un fenómeno llamado nutación. Los aviones con una envergadura de ala larga pueden mantener una alta velocidad de balanceo sin que se vean afectados el cabeceo y la guiñada: el Starfighter fue el primer avión con alas cortas, y con una alta velocidad de balanceo vino la nutación, con efectos indeseables de cabeceo y guiñada. Y también un reto al girar, a juzgar por la célebre frase de un piloto canadiense: "Banquear con intención de girar".

La cola en T no es realmente una solución para el acoplamiento inercial, solo lo es una envergadura de ala más larga alrededor del CdG. El acoplamiento inercial se evitó limitando la velocidad de balanceo. La cola en T aumentó la estabilidad direccional de la cola vertical debido al efecto winglet, al igual que las aletas ventrales.

Entonces, contrariamente a la declaración de wikipedia, la cola en T no se implementó principalmente para reducir el acoplamiento inercial.