Por que não usar o garfo para controlar a guinada, assim como o pitch and roll?

O jugo moderno de controle deriva diretamente do controle "joystick" que se tornou padrão nas aeronaves nos dias em que Glenn Curtiss dirigia pessoalmente a empresa que era a principal concorrente dos irmãos Wright.

Depois de inventar o controle dos ailerons (os Wrights ainda usavam o empenamento das asas na época - isso era antes do 1910), Curtiss precisava de uma maneira de controlar o movimento dos ailerons e, posteriormente, do leme. O 1903 Wright Flyer original tinha o controle da asa deslizando a plataforma do piloto (uma superfície plana, na qual o piloto estava deitado) direita e esquerda, e acoplava o leme, de modo que rolar e guiar eram inseparáveis. Curtiss os desacoplou e precisava adicionar um terceiro controle - e como ele também estava sentado, mesmo em seu primeiro avião, seus pés estavam disponíveis.

Operar os elevadores e ailerons na alavanca de controle era óbvio, e era igualmente simples colocar os pés em uma barra que operava diretamente o leme - e esse layout se tornou o padrão quase instantaneamente. Até os Wrights o adotaram antes de demonstrar seu Insecto ao Exército.

Com o tempo, houve alguns exemplos de variações. Aviões que trouxeram leme e aileron acoplados, como o Ercoupe, deixaram o piloto voar com "pés apoiados no chão" - e parece-me que havia pelo menos um projeto, da era biplana, de uma aeronave de transporte com leme operado da maneira que você descreve; uma roda de controle montada em um joystick, com controle do movimento do manípulo e rotação da roda controlando a guinada.

O fato de isso aparecer apenas em um número muito pequeno de projetos sugere que, como observado em um comentário, é uma má idéia alterar algo que há muito tempo é padronizado - ainda assim, temos um bom número de aeronaves, que variam de planador a jato caça e transporte de grande porte, que usam "sidestick" - no qual, no caso de transporte, o piloto em comando na verdade voa com a mão esquerda, enquanto o copiloto voa com a direita. Os joysticks também continuam sendo amplamente utilizados, especialmente em aeronaves de desempenho menor ou mais alto ou naquelas com sistemas de ejeção.

O outro, e acredito que o principal O motivo pelo qual não vemos esquemas de controle como o que você descreve é ​​que se torna impossível manter um controle preciso e separado da rotação e da guinada. Quando o mesmo par de mãos faz os dois trabalhos, o cérebro os mistura, ou na tentativa de não reverter a mistura (levando a um deslizamento ou derrapagem para a frente, este último amplamente considerado muito perigoso em baixa altitude e velocidade). Se você tem uma aeronave na qual é difícil evitar misturar leme adverso ou reverso ao aplicar o aileron, será difícil pousar ou decolar em ventos laterais, difícil manter uma abordagem final precisa e quase impossível fazer manobras de alta precisão (como reabastecimento aéreo ou formações apertadas).

É apenas uma má ideia, Sean. Acredite em mim, se você voou, você NÃO gostaria de uma coluna de controle que você tem que empurrar para o lado, ou um jugo sinuoso, tanto para o leme quanto para rolar e arremessar. Seus pés estão sentados lá sem fazer nada de qualquer maneira. E você precisa ser capaz de controlá-lo com uma mão, para poder trabalhar com as alavancas de impulso ou de força ou com os outros. Como você trabalharia essa coluna com uma mão?

Além disso, em qualquer avião de transporte com um sistema de amortecimento de guinada, você nunca toca nos pedais do leme uma vez no ar, a menos que um motor pare. E se isso acontecer, você ficará feliz por ter os músculos da parte superior da coxa para fazer o trabalho de manter a entrada do leme por um longo período, e não os antebraços já ocupados com outros trabalhos da 2.

Estou imaginando tentar segurar um garfo empurrado para o lado após uma falha do motor durante a rotação, enquanto também controlava o passo e o rolo, enquanto meus pés se sentam no chão sendo inúteis ... muito desagradáveis.

O local onde pode ser viável é com um controlador FBW da alavanca lateral onde a alavanca gira para guinada, como um joystick de computador. Mas mesmo lá, eu prefiro que meus pés façam isso.

Tais projetos não funcionam bem quando o leme é necessário, exceto durante as curvas.

Uma situação típica seria o uso de leme para combater a fator p (tendência de rotação assimétrica) em aeronaves a hélice. Após a decolagem, pode ser necessário aplicar uma quantidade significativa de leme durante a subida em alta potência e alta AOA.

Seria muito inconveniente ter o garfo "inclinado" ou "torcido" durante a subida, mesmo quando a aeronave não está girando.

Ambos os designs seriam impossíveis de usar com uma mão, o que os tornaria impraticáveis ​​de usar, pois você precisa de uma mão livre para manipular outros controles da cabine.

O primeiro desenho (mover todo o garfo para a esquerda e para a direita para guinar) é menos ruim, pois ainda é possível usar uma mão desde que o garfo esteja quase na horizontal (ailerons neutros). Mas se você tiver o garfo girado graus 90, agora é quase impossível controlar os ailerons e o leme, porque esses dois controles usam o mesmo movimento da mão (ou seja, mover sua mão para a esquerda e para a direita). Isso é menos importante no ar, onde grandes entradas de ailerons são relativamente incomuns, mas ao taxiar com um vento cruzado, muitas vezes você deseja fornecer uma entrada grande de aileron e uma entrada de leme ao mesmo tempo, e geralmente em direções opostas.

O segundo desenho (guiar o garfo para guiná-lo) tornaria o garfo quase impossível de usar com uma mão sob qualquer circunstâncias. Seria muito difícil fornecer entrada do elevador sem entrada do leme ou entrada de leme sem entrada do elevador.

Além disso, o que mais eu vou fazer com meus pés? :)

Existem várias configurações para pilotos com deficiência, onde tudo está no garfo, incluindo inclinação, rotação, guinada e aceleração. O Sky Arrow LSA possui uma configuração apenas de mãos como uma opção de compra (funções divididas entre mãos).

A principal coisa para um piloto sem deficiência é que parece uma pena desperdiçar os pés por não tê-los controlando algo.

Acredito que combinar todos os controles no garfo pode levar a mais problemas do que o ajuste do piloto, principalmente fora dos sistemas fly-by-wire. O garfo basicamente se torna um ponto único de falha completo para todos os seus controles no caso de algum incidente catastrófico de rompimento do garfo. Não espero que ninguém aprove uma redução na redundância, principalmente em componentes críticos para o vôo.