¿Por qué las aeronaves con ala en flecha semisin cola, pero no las aeronaves con ala delta, sufren (principalmente) oscilaciones de cabeceo a alta mach?

Las aeronaves semicoladas 1 de ala en flecha sin mejora de estabilidad activa 2 generalmente 3 tienen características de manejo extremadamente pobres, más notablemente una tendencia hacia oscilaciones violentas de cabeceo en números de mach subsónicos altos, y oscilaciones de guiñada y balanceo en números de mach ligeramente más allá de esto. Como resultado, mientras que el diseño semitailless de ala en flecha fue brevemente muy popular para los aviones transónicos y supersónicos a fines de la década de 1940 y principios de la de 1950 (como, por ejemplo, el DH 108, el X-4 y el F7U ) , se abandonó rápidamente. solo regresó mucho ( mucho ) más tarde, con el advenimiento de los sistemas computarizados de mejora de la estabilidad activa.

Mientras tanto, los aviones supersónicos cambiaron casi universalmente a diseños de alas delta, que funcionaron igual de bien para vuelos supersónicos y no tenían ninguna de las desagradables peculiaridades de los diseños de alas barridas semisin cola. Esto a pesar de que los dos diseños son extremadamente similares; de hecho, un avión de ala en flecha semisin cola puede verse como un avión de ala delta con parte del borde de fuga interior recortado:

qué diferencia hace esa pequeña sección triangular del ala

¿Por qué dos diseños tan similares tienen características de manejo tan diferentes?

1 : Aeronaves que no tienen una cola horizontal separada, pero tienen una cola vertical.

2 : Un sistema en el que una computadora supervisa constantemente lo que hace la aeronave y realiza continuamente pequeñas entradas de control de vuelo para que siga haciendo lo que se supone que debe hacer.

3 : Aunque no siempre .

Respuestas (2)

La función de una "cola" en este caso es la estabilidad del tono. Por lo tanto, todo avión estable debe tener "colas". Aerodinámicamente, la parte trasera del delta es su cola. Eliminarlo debería tener consecuencias predecibles, incluso en el ámbito subsónico.

Transónicamente, con ondas de choque bailando en las alas y un centro de presión en movimiento, la estabilidad del tono es fundamental. Esto también es cierto en vuelos lentos, donde un centro de presión cambiante puede abrumar una estabilidad de cabeceo más débil .

Subsónicamente, el diseño barrido sin cola se puede ayudar "lavando" (reduciendo el AOA de) las puntas de las alas o agregando listones, lo que ayuda a controlar el movimiento del centro de presión en ángulos de ataque más altos. Como Dunne se dio cuenta ingeniosamente hace más de un siglo, este diseño hizo un avión estable. De hecho, un avión de ala en flecha con un área de cola insuficiente se podría ayudar con listones más fuertes. (Si las puntas de las alas pueden soportar la carga adicional).

El vuelo transónico y supersónico es otro tema. La noción de "falta de cola" era un callejón sin salida en el diseño de la aviación, un error que no debe repetirse.

Sin embargo, eso todavía deja las partes traseras de las alas externas, que deberían poder proporcionar estabilidad de cabeceo por sí mismas.
Lo hacen, pero si las puntas (barridas) se paran primero, se pierde la estabilidad. Tenga en cuenta que en los aviones supersónicos (incluso los modernos), los estabilizadores verticales (generalmente 2) y horizontales están sobredimensionados.
El Me 163 en realidad tenía ranuras de punta de ala fijas y un ala de aspecto bajo relativamente sin barrido . Es un excelente planeador.
Y para que las raíces de las alas se detengan antes de las puntas, las aeronaves con alas en flecha hacia atrás necesitan un lavado significativo (disminución del ángulo de incidencia que va desde la raíz hasta la punta), lo que hace que las puntas de las alas vuelen con un ángulo de ataque más bajo que el raíces del ala... que (ya que las puntas de las alas están ubicadas considerablemente detrás de las raíces del ala, de modo que el lavado termina expresándose también como un grado considerable de descalcificación), convenientemente, ¡también se ocupa de la estabilidad del cabeceo !
@Sean pero muy arrastrado. Las lamas retráctiles son mucho mejores.
... riiiiight, lo que resulta que explica por qué el lavado es omnipresente en los aviones de ala en flecha, mientras que los listones no lo son.
A @Sean Airliners les gustan, pero el lavado es más simple. Un ala recta y un estabilizador horizontal del tamaño adecuado también son buenos.

Las oscilaciones de cabeceo provienen del aire transsónico que sale del ala principal e interactúa con los elevadores/estabilizadores. Si te fijas en las variantes del X-1 verás que el que rompió la barrera del sonido tiene sus elevadores más arriba de las alas principales que los modelos anteriores

Con un avión semitailless, los ascensores están ubicados en las alas principales. Un avión sin semicola, por definición , no tiene una cola horizontal separada.
¿Por qué las aeronaves con ala en flecha semisin cola, pero no las aeronaves con ala delta, sufren (principalmente) oscilaciones de cabeceo a alta mach?
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