¿Qué es este bote rojo en la cola del YF-22?

El bote contiene un pequeño paracaídas y un resorte o una carga explosiva para patear el paracaídas cuando sea necesario. Es una precaución para las pruebas de vuelo de giro, por eso se llama spin chute. Vea aquí un video de la tolva giratoria del F-35 .

Supongo que ahora debería explicar cómo funciona un paracaídas giratorio.

Cuando un avión gira , girará alrededor de un eje vertical que se encuentra entre ligeramente por delante del avión (giro normal) o cerca del borde de ataque (giro plano). El ángulo de paso$\Theta$es la nariz hacia abajo y el ángulo de ataque$\alpha$es alto (alrededor de 45° en un giro regular, hasta 90° en un giro plano), por lo que el flujo de aire sobre la mayor parte del ala y la cola horizontal está separado. Pero la rotación, que es una mezcla de balanceo y guiñada, inducirá una variación del ángulo de ataque a lo largo de la envergadura, por lo que una parte de un ala operará en el rango normal del ángulo de ataque, donde la sustentación es alta y la resistencia es baja.

Ahora tenemos un ala que retrocede con flujo separado, en un ángulo de ataque alto, con poca sustentación y alta resistencia, por lo que el vector de fuerza aérea resultante R (verde, abajo) apunta principalmente en la dirección del flujo local (que es hacia arriba). La otra ala tiene flujo parcialmente adherido, un ángulo de ataque más bajo, sustentación alta y resistencia moderada, por lo que el vector de fuerza aérea resultante es casi perpendicular al flujo local, apuntando hacia arriba y hacia adelante. Esta diferencia en sustentación y arrastre impulsa la rotación.

Velocidades y fuerza resultante en secciones de alas giratorias.$\omega_z$es la velocidad de rotación alrededor del eje vertical, y es la estación del ala local y la v verde muestra la dirección del flujo local.

Sin la rotación, la aeronave inmediatamente inclinaría el morro hacia abajo, aumentaría la velocidad y podría salir de la picada resultante. Con la rotación, sin embargo, obtenemos un momento de cabeceo inercial debido a las masas del fuselaje. Todas las partes de la aeronave giran con la misma velocidad de guiñada, y la fuerza centrífuga de este movimiento de guiñada crece linealmente con la distancia desde el eje de giro. Esta diferencia en la fuerza centrífuga a lo largo de la coordenada longitudinal de la aeronave agrega un poderoso momento de morro hacia arriba que en algunos casos no puede ser superado por las superficies de la cola; recuerde, tienen menos efectividad en el flujo separado. Los giros planos son casi imposibles de evitar .

Esto se puede probar en túneles de giro , pero la Ley de Murphy es muy relevante para las pruebas de giro. Por lo tanto, es una buena precaución agregar un paracaídas de giro para las primeras pruebas: si la aeronave no puede terminar el giro con desviaciones de la superficie de control , está en una trampa de la que solo puede escapar con algo que agregará un fuerte momento de morro hacia abajo. . En el flujo de aire caótico detrás de un avión que gira rápidamente. Es por eso que el paracaídas de giro no está atornillado al revestimiento del avión, sino que se encuentra en una posición elevada colgando en la parte trasera. A partir de ahí, no será atrapado por las superficies de la cola, pero funcionará según lo previsto en todas las situaciones imaginables (salvo un giro invertido...)

Es un paracaídas de recuperación/estabilización de giro, instalado durante las pruebas para vuelos de prueba de alto AoA. La siguiente imagen lo muestra desplegado en el suelo.

Imagen de fas.org