¿Cómo lidia el ala/superficies de control del Airbus Beluga con su alto centro de gravedad?

Siempre que la aeronave vuele sin mucho deslizamiento lateral, la posición vertical del centro de gravedad no es importante.

Es un error común pensar que la aeronave podría "volcarse" al inclinarse debido a una ubicación alta del centro de gravedad, o incluso que el diedro enderezaría la aeronave porque el ala inferior crearía más sustentación. ¡Todo esto está mal!

Para entender por qué, mire hacia dónde apunta la gravedad en el vuelo inclinado. Por gravedad me refiero a la aceleración total que sienten los pilotos y pasajeros, la dirección vertical aparente.

Vista frontal del A320 recto y alabeado con vectores de fuerza en el marco de referencia de la aeronave.

Los vectores de fuerza en vuelo ladeado no difieren de los de vuelo nivelado, solo crece su magnitud. En ambos casos la vertical aparente es paralela al plano vertical de simetría y pasará directamente por el centro de gravedad, independientemente de su ubicación vertical. Por lo tanto, no tiene brazo de palanca y no produce cantidad de movimiento alrededor del centro de gravedad.

Para decirlo de otra manera, la aeronave se inclina en un giro coordinado para mantener la aparente vertical en su plano vertical de simetría, ahora que se necesita agregar una fuerza horizontal para cambiar el momento angular de la aeronave.

Por lo tanto, ni el ala ni las superficies de control necesitan ninguna adaptación especial al enorme fuselaje. Solo es necesario aumentar la cola vertical para compensar el área lateral aumentada por delante del centro de gravedad. En el caso del Beluga, se agregaron dos aletas verticales y se amplió la traca. Este es un procedimiento muy común para las modificaciones de aeronaves existentes , porque es más fácil que diseñar una nueva vertical y mejora el manejo en comparación con una nueva aleta ampliada .

Vista lateral del Airbus Beluga ( Fuente de la imagen )

El fuselaje tiene su centro aerodinámico por delante del centro de gravedad, por lo que aumentar su tamaño también aumentará su momento de guiñada desestabilizador en un deslizamiento lateral. Esto requiere más área de estabilización en la parte trasera, que puede mantenerse relativamente pequeña ya que su relación de aspecto es mucho más alta que la del fuselaje, lo que lo hace más sensible a los cambios de ángulo de deslizamiento lateral. Ambos juntos crearán una fuerza lateral en el deslizamiento lateral que será sustancialmente mayor que la de un A300 sin modificar en las mismas condiciones. Esta fuerza lateral inducida por el deslizamiento lateral y la resistencia que la acompaña harán que las características de vuelo del Beluga sean diferentes a las de un A300. Dado que actúa bastante por encima del centro de gravedad, agregará un momento de balanceo, aumentando el efecto diedro. Espero que sea más difícil construir un ángulo de deslizamiento lateral en el Beluga,

Cuando se diseñó el Beluga, quedó claro a partir de aviones anteriores (Super Guppy, 3M-T o BM-T Atlant) que el compartimiento de carga de gran tamaño no haría que volar fuera imposible.

La modificación 3M-T/BM-T para el transporte aéreo de cohetes. Fuente de imagen .

Como podemos ver en la imagen de arriba, el centro de gravedad (CG) de un avión siempre se encuentra en el punto de intersección de los tres ejes. Entonces, cada vez que el CG se desplaza a lo largo de un eje, también afecta a los otros dos.

Cuando el CG se desplaza verticalmente (a lo largo del eje vertical), afecta la estabilidad direccional. En tal caso, se necesita timón para garantizar la estabilidad direccional.

El abultamiento inusual en el fuselaje de un Airbus Beluga puede hacer pensar que puede transportar más peso que el A330, pero eso no es correcto. El MTOW del A330 está entre 364 000 y 378 500 lb , sin embargo, el MTOW del Beluga es de 341 713 lb.

Dado que el CG se desplaza hacia arriba en Beluga, afecta la estabilidad direccional de la aeronave. Se ha mencionado en varios lugares ( Wikipedia y aquí y aquí ) que la cola del Airbus Beluga se ha agrandado y fortalecido para mantener la estabilidad direccional .

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