¿Cuáles son las ventajas y desventajas del diseño de ala alta en comparación con el de ala baja?

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de un diseño de aeronave de ala alta versus ala baja? ¿Cuándo podría uno preferir uno al otro?

¿La respuesta es la misma para aviones grandes y pequeños?

Respuestas (9)

En realidad, esta es una pregunta muy difícil de responder, ya que hay muchos factores. Trataré de cubrir algunos.

  • La visibilidad es probablemente la razón por la que más escuchas cuando se trata de pilotos de GA.
    • Las aeronaves de ala alta ofrecen una mejor visibilidad debajo de la aeronave, especialmente para los pasajeros de aeronaves de 4 asientos o más grandes, ya que el ala no la bloquea.
    • Los aviones de ala baja pueden ofrecer una mejor visibilidad sobre el avión, ya que el ala permanece mayormente fuera del campo de visión.
    • Tenga en cuenta que muchas colisiones en el aire involucran tipos mixtos; los aviones de ala baja descienden a ala alta, o los aviones de ala alta ascienden a ala baja.
  • Las características de aterrizaje son diferentes, ya que las aeronaves de ala baja pueden tener más efecto suelo que las de ala alta.
  • La estabilidad aerodinámica de los dos diseños difiere un poco; el centro de sustentación puede ser más alto en un diseño de ala alta, a menudo compensado con diedro en aviones de ala baja.
  • La distancia al suelo (y la protección contra escombros), específicamente en aviones multimotor, será mayor cuando los motores estén montados en un ala alta en lugar de un ala baja. Esto es cierto tanto para los motores de hélice como para los motores a reacción, aunque las hélices tienden a tener un radio mayor para un tamaño de avión determinado.

Hay un montón más, pero eso debería conseguir elargumentodiscusión en curso.

Sobre el tema de la visibilidad: al girar, las alas altas tienden a bloquear su vista en la dirección en la que gira.
Se hace mucho ruido en las escuelas de vuelo con respecto a los accidentes de ala alta versus ala baja, pero nunca he visto ninguna evidencia.
@rbp Sí, hay muchos accidentes combinados altos y bajos registrados. Esa es la única información de accidente relacionada con la configuración que he visto.
¿Hay ventajas del ala alta en términos de eficiencia aerodinámica (sustentación sobre resistencia)?

@Egid, ya dio una respuesta realmente buena y correcta sobre los beneficios y desventajas más importantes, o simplemente las diferencias más significativas. Me gusta seguir tu invitación y agregar las diferencias que se me ocurrieron y que aún no has mencionado:

La distancia al suelo adicional también beneficia el viento cruzado máximo que algunos aviones de ala alta pueden soportar, lo que en mi opinión también es un punto importante.

También los aviones de ala alta, hablando de deportes ligeros, se benefician del diseño del sistema de combustible, ya que permite el consumo de ambos tanques simultáneamente sin la instalación de bombas de combustible adicionales; esto no solo es un beneficio para los pilotos perezosos, sino que probablemente ya haya evitado algunos accidentes.

Ahora alguien tiene que decirme por qué estoy volando bajo;)

¿Por qué los aviones de ala baja se ven mucho más geniales? :)
Supongo que eso es todo :D
Se me acaba de ocurrir, ¿hay arrastradores de cola de ala baja? Hmm, preguntaré en el chat.
Supongo que hay algunos viejos aviones de combate.
El DC-3/C-47 es un arrastre de cola de ala baja. Hay otros, pero generalmente son aviones de la era de 1930.
@Falk, su punto sobre el avión deportivo ligero pasa por alto otro beneficio: señala correctamente que no se requieren bombas adicionales. Un beneficio es un peso más ligero de la aeronave. Este es un punto muy importante para LSA (Light Sport Aircraft) donde el peso está limitado por la normativa. Esto permite que el LSA lleve más combustible. No mucho, pero todo ayuda.
La mayoría de los taildraggers que no tienen el diseño luscombe/taylorcraft/citabria/cub/husky son de alas bajas

Los aviones de ala baja también se benefician de que, en un choque, gran parte de la energía del choque puede ir a las alas en lugar de al fuselaje.

Los aviones de ala baja tienen la ventaja en un aterrizaje en el agua porque las alas pueden mantener gran parte del fuselaje por encima del agua, así como proporcionar un área de preparación temporal para los pasajeros que desembarcan. En un avión alto, tendrías suerte de salir antes de ahogarte.

Del mismo modo, en tierra, los aviones de ala baja son más fáciles de controlar en un aterrizaje con las ruedas hacia arriba.

Los aviones de ala baja se pueden diseñar con un tren principal más corto y más espaciado, que es más estable. La mayoría de los aviones de ala alta utilizan patines de fuselaje (MU2, ATR-42/72, Do228/328, BAe-146/Avro RJ, C-130) para albergar el tren principal, lo que proporciona una pista relativamente estrecha y, por lo tanto, menos estable. Para aquellos diseños de ala alta que albergan el engranaje principal en las góndolas de los motores montados en las alas o en las mismas alas (Twin Commander, F-27/227, Dash 7/8, B-24/32), el engranaje debe ser mucho más largo. , y por lo tanto, mucho más pesado. Un diseño de tren principal largo también es más propenso a fallas estructurales en un aterrizaje con viento cruzado duro o mal ejecutado.

Los aviones de ala baja son más fáciles de repostar y, si están equipados con motores montados en las alas, serían más fáciles de reparar.

Aquí hay un par de diferencias relacionadas con la comodidad del suelo.

Cuando hace calor y está esperando en la fila para cargar combustible, o si su avión no está en un hangar, puede pararse a la sombra debajo de un ala alta.

Si quieres caminar desde la proa hasta la popa del ala, para conseguir el trapo de aceite que olvidaste, con un ala alta, te agachas un poco y caminas derecho, con un ala baja, caminas alrededor del ala . Dos veces.

Mi primer voto negativo. :( Sigo pensando que es una buena respuesta.
Para la mayoría de los aviones de ala baja, ¿no podría subir/pisar el ala? :P jajaja

Otro factor es el flujo de combustible (al menos en pequeños aviones GA).

Comparemos un Cessna 172 con un Piper Cherokee. El Piper es de ala baja y requiere una bomba de combustible (impulsada por un motor con respaldo eléctrico) para hacer fluir el gas desde los tanques de las alas hasta el motor. Este complemento no solo agrega otra parte que puede fallar, sino también la posibilidad de que pueda bloquear el sistema si lo ejecuta en seco. En un Cessna (ala alta), el combustible es extraído por gravedad, fuera de los tanques de las alas y dentro del motor, como en un automóvil antiguo (época de 1930). Esto elimina la bomba de combustible y el problema de bloqueo de vapor que algunas personas encuentran bastante agradable. En este punto, tengo el hábito de cambiar de tanque cada 30 minutos.

Se debe tener en cuenta que algunos Cessnas (por lo que he leído) ahora tienen bombas de combustible, pero no los vuelo, por lo que no sé mucho sobre las especificaciones del modelo más nuevo.

Los aviones de ala alta también demuestran ser ventajosos si estás volando muchas cosas fuera del país. El espacio adicional puede ayudarlo a aterrizar en áreas con arbustos u otros lugares menos hospitalarios donde un avión de ala baja podría chocar con algo.

La mejor respuesta a esta pregunta generalmente se puede encontrar en su aeródromo local. Pregúntele a un tipo que tenga un Piper (pero no un Cub), luego pregúntele a un tipo que tenga un Cessna (pero no el 400) y decida usted mismo según sus respuestas.

Por otro lado, los aviones con sistemas de combustible alimentados por gravedad no pueden volar invertidos sin que el motor se apague.
@Sean muy cierto, para el caso, la mayoría de los tanques se alimentan por gravedad al menos hasta su punto más bajo (y luego se puede bombear más alto), lo que hace que la mayoría de los sistemas de combustible estándar sean inadecuados para el vuelo invertido.

Otro factor con las alas bajas es que en el despegue y el aterrizaje, el ala baja bloqueará el flujo de aire sobre el empenaje, reduciendo la efectividad del timón y del elevador. Es por eso que tantas alas bajas tienen colas en T, para mantener la cola en el flujo de aire durante el aterrizaje y el despegue.

Esto es cierto no solo para el despegue y el aterrizaje, sino también para cualquier situación de AoA superior, por lo que vale.
¡si! esperemos que no esté volando alto AOA durante otros regímenes de vuelo, excepto para el entrenamiento
¿Por qué esto es peor con un ala baja que con un ala alta?
porque en un ala alta, el flujo de aire en un AOA alto está por encima del ala. en un ala baja, el ala bloquea el flujo de aire hacia la cola: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/24/…
Sé que estas imágenes no son perfectas, pero te dan una idea: airport-data.com/images/aircraft/small/000/255/255722.jpg Aquí hay una flecha T-Tail saliendo (comienza en 40 segundos -- youtube .com/watch?v=cbzhaSp-MEs )

Una adición rápida a las respuestas anteriores:

Los aviones comerciales más grandes también aprovechan los beneficios del ala baja desde una perspectiva de mantenimiento.

Los grandes aviones comerciales tienen alas bajas para guardar sus largos trenes de aterrizaje. Los engranajes largos permiten estirar el fuselaje y aún poder girar durante el despegue. Las aeronaves grandes de ala alta con su posición de fuselaje baja son más fáciles de cargar y descargar, al precio de que el fuselaje tiene que comenzar poco después del tren de aterrizaje, por lo que no es posible estirarlo.
@PeterKämpf, ¿existen ventajas del ala alta en términos de rendimiento de sustentación versus resistencia (eficiencia aerodinámica)?
@Jonny: Lo mejor es una configuración de ala media. Las alas altas tienen menos diedro, por lo que se pierde menos sustentación como fuerza lateral. Pero la diferencia es pequeña. Si quieres saber más, ¿por qué no publicas una nueva pregunta aquí?

Permítanme agregar un par más de ventaja/desventaja.

Los aviones de ala alta (al menos para los aviones GA pequeños) pueden ser más fáciles de realizar antes del vuelo ya que los drenajes de combustible del ala son más accesibles y es más fácil examinar la parte inferior del ala (articulaciones de flaps, bisagras de alerones, piel, posibles fugas de combustible). Personalmente, soy lo suficientemente alto como para poder ver la parte superior del ala sin una escalera, pero admito que esta ventaja se reduce para los pilotos más bajos. La desventaja es la facilidad de repostar (y pegar los tanques de combustible). Un Cherokee (ala baja) no requiere una escalera para repostar, mientras que nosotros llevamos una escalera de tijera en nuestro club Cessnas.

Otra ventaja del ala baja sobre el ala alta es que nunca me he golpeado la cabeza con un ala baja.