Quais são as vantagens e desvantagens de uma asa oblíqua sobre uma asa de balanço?

Vantagens de uma asa oblíqua sobre as asas giratórias:

• Baixo arrasto de onda devido à distribuição favorável do volume ao longo do comprimento.
• Massa estrutural mais baixa. A dobradiça de uma asa giratória é pesada!
• Nenhuma mudança no centro de elevação (se o ângulo de varredura for maior que o ângulo Mach). Uma asa oscilante sofre uma mudança severa no centro de elevação.

Desvantagens de uma asa oblíqua sobre uma asa de balanço:

• Uma asa é varrida para a frente e a outra para a popa. Isso não é problema no vôo direto, mas ao manobrar, ele se comportará de maneiras estranhas porque os eixos do seu sistema inercial não estão alinhados com a direção do vôo.
• Aeroelasticidade: a resposta da rajada ao voar oblíquo incluirá uma resposta de rolagem, porque a asa varrida para frente torcerá para um ângulo de ataque mais alto em uma rajada positiva, aumentando a sustentação, enquanto a asa varrida para trás torcerá para um ângulo de ataque mais baixo (aeroelástica) lavagem).
• A integração da asa-estrutura é complexa e a asa precisa estar no topo da fuselagem (a menos que você tenha uma asa voadora; a desvantagem é um volume de carga útil realmente pequeno). A asa oscilante precisa de muito espaço para a dobradiça, transporte e atuação da longarina, mas pode ser colocada em qualquer lugar que você quiser.

Observe que todos os outros efeitos que assolam o asa varrida para frente aplique aqui também, mas apenas de um lado. o efeito do espessamento da camada limite só acontecerá no lado recuado, portanto, mudar o ângulo de ataque já criará um momento de rolagem. A asa oblíqua só se comportará normalmente quando ajustada em um ângulo de varredura de 0 °.

A asa oblíqua e a asa oscilante visam reduzir o arrasto em uma ampla gama de velocidades, alterando a varredura da asa. Enquanto a asa giratória gira uma parte da asa para conseguir isso, a asa oblíqua gira a asa inteira.

A primeira aeronave de produção com asas variáveis ​​de varredura foi a F111 Aardvark, enquanto o mais famoso é o F-14 Tomcat.

^{"Protótipos do Tomcat F-14 em voo c1972"pela Marinha dos EUA - foto do Museu Nacional da Aviação Naval da Marinha dos EUA Nº 2011.003.301.027. Licenciado sob Domínio Público via Commons.}

No entanto, a única aeronave de tamanho completo a ser produzida com uma asa oblíqua ou pivô foi a NASA AD-1, que era estritamente uma aeronave experimental.

^{"AD-1 ObliqueWing 60deg 19800701"pela NASA - http://www1.dfrc.nasa.gov/Gallery/Photo/AD-1/HTML/ECN-15846.html. Licenciado sob domínio público via Commons.}

Uma comparação entre os dois pode ser feita assim:

1. Aerodinâmica: A asa oblíqua é muito mais refinada aerodinamicamente comparada à asa de giro e teve menor arrasto. De fato, o AD-1 foi projetado para ser o mais próximo do ideal para todos os regimes de vôo. Além disso, a aeronave foi projetada para ter uma distribuição de elevação elíptica para reduzir o arrasto induzido. por outro lado, as aeronaves de geometria variável não oferecem vantagens significativas sobre as aeronaves de linha de base de asa fixa.

No entanto, o estolamento assimétrico da aeronave de asa oblíqua causaria problemas, pois um lado da asa é varrido para a frente e o outro lado é varrido para a retaguarda.

2. Estrutura: A dobradiça foi sem dúvida a parte estrutural mais crítica em aeronaves de asa variável. A dobradiça não deve apenas ter uma confiabilidade muito alta, mas também ter a capacidade de suportar as altas cargas aerodinâmicas.

^{"Asa de varredura variável tornado Manching"por Sovxx - Obra própria. Licenciado sob CC BY-SA 3.0 via Commons.}

Nesse caso, as aeronaves de asa oscilante são melhores em comparação com as aeronaves de asa oblíqua, pois a quantidade de carga na dobradiça é significativamente menor.

Por exemplo, a dobradiça da asa oblíqua deve suportar não apenas o peso de toda a asa da aeronave (a aeronave de asa oscilante normalmente gira apenas uma parte da asa), mas também toda a carga de combustível (a quantidade de combustível transportada na parte variável da asa é significativamente pequena). Além disso, a dobradiça também deve suportar a carga do sistema de controle.

3. Manuseio e controles: O manuseio da aeronave de asa oscilante foi aproximado da aeronave de asa fixa ao longo do tempo. No entanto, as qualidades de manuseio do AD-1 foram consideradas ruins, com requisitos incomuns de ajuste e acoplamento inercial afetando a aeronave negativamente.

Por exemplo, o AD-1 exigiu cerca de 10 ° de banco para aparar a aeronave sem derrapagem lateral na varredura de asa 60 °. A aeronave também experimentou acoplamento pitch-roll e os efeitos aeroelásticos associados criados para qualidades desagradáveis ​​de manuseio acima dos graus 45 .

Uma vantagem da aeronave de asa oblíqua é que o centro de sustentação e massa não se move à medida que as asas são varridas. Isso acontece na aeronave de asa oscilante e o sistema de controle é complicado

4. Motor e carga útil No caso de aeronaves de asa oscilante, os motores podem ser montados na fuselagem (como o F-14) ou na (parte fixa) da própria asa (como no B-1). No caso da aeronave de asa oblíqua, a localização dos motores em qualquer lugar, exceto a fuselagem, é efetivamente descartada.

No caso de aeronaves militares, o uso de hardpoints no ponto variável da asa é limitado (por um lado, isso aumentará a carga na dobradiça). Este é um problema muito mais sério para aeronaves de asa oblíqua, pois limita a carga útil que pode ser transportada.

No entanto, a principal razão para a falta de desenvolvimento de aeronaves de asa oblíqua são suas qualidades de controle incomuns e desagradáveis.

A asa oblíqua foi estudada como mais uma maneira de melhorar o envelope de velocidade e / ou voar com mais eficiência em velocidades mais altas. Ele foi projetado para aplicações de cruzeiro de longa distância, mas nunca foi capaz de avançar com o que é universalmente visto em projetos modernos, mudança de curvatura.

É sinceramente surpreendente que até as ripas rudimentares ainda não tenham sido aplicadas em aeronaves de recreio, em aeronaves recreativas, combinadas com as abas, produzem grandes quantidades de sustentação, permitindo velocidades de decolagem e pouso muito baixas. Provavelmente, um dos melhores exemplos de um projeto bem sucedido de aeronaves leves que empregava ripas foi o Fiesler Fi 156 Storch. As ripas, juntamente com as abas com "asas duplas" entalhadas, tornam o Storch um excelente avião STOL, tornando-os retráteis, permitindo um melhor desempenho de cruzeiro, como fazem os aviões.

A alteração da geometria da asa, como vista no bombardeiro B1, ainda é útil na aplicação de fornecer uma ampla gama de ALTITUDES para cruzeiros de alta velocidade. O B1 pode subir alto com as asas estendidas ou baixo com as asas para trás. A sobrevivência nestes tempos favorece a baixa.

O conceito oblíquo melhorou a eficiência do cruzeiro em alta velocidade, mas nunca encontrou um nicho de aplicação em que fosse claramente melhor do que mudar a curvatura ou varrer as duas asas para trás. Não vendeu.

Há uma possibilidade que pode ser interessante. Isso seria totalmente girar a asa paralela à fuselagem e voar apenas na cauda e no canard. Nos dias de vela, com ventos fortes, a vela principal era derrubada e as velas da frente e da retaguarda eram usadas apenas. Isso foi referido como velejar "jib and jigger".

A área reduzida da asa abaixaria consideravelmente a sustentação e o arrasto, permitindo velocidades muito mais altas, talvez supersônicas.