¿Por qué no hay aviones con estabilizadores verticales montados en la parte delantera? [duplicar]

En la imagen, puede ver que un estabilizador vertical montado detrás del CG de la aeronave imparte un momento de restauración a una perturbación de guiñada que aumenta a medida que aumenta el movimiento de guiñada. Si la aleta se colocara en el morro de la aeronave, por delante del CG, el momento amplificaría la perturbación de guiñada, que es desestabilizadora.

Un timón controlado activamente podría ubicarse delante del CG, pero el costo y la complejidad normalmente limitan esto a cosas como misiles.

Los estabilizadores crean estabilidad direccional: mantienen el extremo puntiagudo apuntando hacia adelante. Para hacer eso, deben montarse detrás del punto de pivote giratorio sobre el que gira la aeronave, el centro de gravedad.

Por lo tanto, cuando un perfil aerodinámico o superficie de control se monta hacia adelante, frente al centro de gravedad (canard), no puede, por sí mismo, funcionar como un estabilizador (aunque podemos referirnos a él como un estabilizador). Es, de hecho, solo una superficie de control horizontal o de paso .

En este caso (un canard montado hacia adelante), el canard no está creando estabilidad direccional, el alerón principal montado en la parte trasera crea esta estabilidad direccional (estabilidad de cabeceo) sobre el eje lateral. El bulo en sí mismo en realidad resta valor a la estabilidad direccional. Está ahí para proporcionar control sobre el eje lateral.

Un estabilizador vertical está ahí para proporcionar estabilidad direccional sobre el eje vertical (estabilidad de guiñada o deslizamiento lateral). No puede montar un estabilizador vertical hacia adelante porque no hay otra superficie aerodinámica vertical en la parte posterior que proporcione estabilidad direccional sobre el eje vertical. O tal vez sería más exacto decir que podría, pero solo si hubiera un estabilizador vertical más grande en la parte posterior. En cuyo caso no tendría sentido poner otro en la parte delantera. eso sería reducir la estabilidad y requerir que el montado en la parte trasera sea más grande.

Un ejemplo aquí para ilustrar el punto podría ser el misil gorrión AIM-7. Tiene sus superficies de control horizontales y verticales en la parte delantera. Tiene alas fijas en el extremo posterior del misil (que son las superficies aerodinámicas estabilizadoras) y superficies de control móviles un poco más adelante del CG Mantiene una actitud de balanceo constante* y puede maniobrar en cualquier dirección (izquierda/derecha/arriba/abajo) , sin rodar ni cambiar su ángulo de alabeo. Lo hace desviando las superficies de control delanteras según sea necesario para crear sustentación en la dirección deseada. Por lo tanto, efectivamente tiene su "estabilizador" horizontal y vertical (en realidad, superficies de control) delante de sus superficies aerodinámicas estabilizadoras fijas.

*NOTA. aunque en realidad, al menos en el F-4, el AIM-7 fue programado para siempre inicialmente rodar y luego mantener una actitud de balanceo donde sus alas y superficies de control están orientadas en una configuración de "X" en relación con el avión de lanzamiento, no como un "+" de la manera que te puedas imaginar.

Todas las respuestas anteriores son excelentes, pero necesito publicar esto:

Esta es la famosa nave espacial HOTOL, SSTO. ¡Observe el estabilizador vertical delantero! En este caso, creo que la razón de este diseño fue que durante la entrada con el morro alto, la parte trasera del fuselaje básicamente no tenía flujo de aire. ¿Por qué no usaron dos aletas montadas en la punta del ala? Bueno, tendrás que preguntarle.

Porque tener la aleta vertical hacia adelante del CG provoca inestabilidad estática y dinámica y requiere un sistema de control de vuelo aumentado para evitar que la aeronave gire. La naturaleza ha hecho este tipo de arreglo; las aves con picos grandes, como los pelícanos y el pteradactilo extinto, usaban sus grandes cabezas como timones durante el vuelo y confían en su sistema nervioso central para proporcionar un sistema de control aumentado.