Os aviões podem voar sem asas, mas com um estabilizador horizontal?

Esta é uma questão sobre terminologia mais do que aerodinâmica. Todas as superfícies horizontais podem contribuir com sustentação, e também a fuselagem. Veja mísseis, por exemplo. Eles criam elevação dinâmica como uma aeronave, mas apenas com a fuselagem e as aletas, inclinando ambos contra o fluxo que se aproxima. A velocidade compensa a área pequena e a baixa eficiência de elevação de corpos delgados. Como uma fuselagem é instável em inclinação e guinada, é necessário adicionar barbatanas ou outra coisa que crie forças perpendiculares na extremidade da fuselagem para controlá-la. Como mísseis fazem.

AIM-9L (foto fonte)

Uma asa-X fará um modelo horrível de aeronave. Mas com impulso suficiente, mesmo este design voará.

Uma aeronave precisa de força suficiente para superar a força da gravidade. Isso não precisa vir de uma asa.

Um bom exemplo são os helicópteros, que geram força suficiente usando uma hélice para empurrar uma coluna de ar para baixo.

O jato RAF Harrier Jump, usado pelos britânicos na guerra das 1982 nas Malvinas, tem asas, mas é capaz de continuar voando em situações em que as asas não geram sustentação, redirecionando o ar de seus motores a jato para baixo.

Existem classes de aeronaves que geram força de elevação suficiente por serem mais leves que a massa de ar que deslocam. Os balões de ar quente e as aeronaves se encaixam nessa categoria.

No entanto, a categoria mais interessante é onde a forma do corpo da aeronave realmente gera sustentação. Exemplos atuais são os planadores de alta velocidade projetados por empresas que projetam aeronaves orbitais de pouso, onde ter uma asa é problemático para reentrar na atmosfera terrestre. Estes são principalmente projetos de asas misturadas, onde a elevação do corpo permite que o design tenha uma asa menor.

corpos de elevação

Não conheço outros aviões, mas posso dizer que é possível remover as asas em um avião acrobático do Yack RC e decolar, subir à altitude, nivelar e realizar vôo nivelado, desempenhar papéis em barril. loops internos, 8s cubanos e desempenham funções de alta taxa. Por último, você pode pousar o avião com segurança. Tudo isso demonstrado no Real Flight Simulator.
Existem algumas técnicas normalmente não usadas em vôo com asas que devem ser entendidas e usadas para tornar possível esse vôo sem asas. (1) O vetor de tração dos adereços deve ser alto o suficiente acima do nível do solo, para que o componente de elevação do vetor seja uma quantidade maior que o peso da fuselagem. Lembre-se, o avião tem luz variável, pois não há asas. As fuselagens poderiam ser construídas muito mais leves, pois não há estresse nas asas na fuselagem, e as manobras, excluindo os papéis de alta taxa, são baixas taxas de atitude de giro e inclinação, o que significa que as forças g são muito menores e insignificantes. A retirada de um laço na parte inferior é possível pela cauda empurrando a parte traseira da fuselagem para baixo, o que eleva o nariz para cima e faz com que a cauda voe abaixo do eixo do voo. Parte do levantamento para o pull-up é distribuído ao longo do casco da aeronave, à medida que o vento que atinge o fundo da aeronave cria elevação. Essa distribuição de elevação ao longo de toda a fuselagem distribui forças de tração ao longo de toda a fuselagem. A rede varia baixa concentração de força g. O centro de elevação de uma asa está fora da fuselagem, o local externo causando um momento de flexão na asa no anexo à fuselagem. Isso cria uma tensão de ruptura da asa sob altas forças g. Além disso, o estresse está no ponto de fixação da asa e esse estresse é compensado pelo peso da fuselagem, que é distribuída na frente e atrás. A fuselagem, portanto, deve resistir ao estresse centralizado da frente para trás para resistir à ruptura na junção da asa. Não existe esse problema com a aeronave sem asas.

(2) Sem asas para aumentar o peso, o avião sem asas pode decolar em pouco espaço. Quanto mais alto o trem de pouso (assumindo um design de arrasto da cauda), maior o ângulo de incidência da fuselagem e o eixo de tração da hélice. A construção do trem de pouso mais alto e mais alto permite que o avião decole em distâncias cada vez mais curtas até o ponto em que, se o eixo da fuselagem fosse reto, o avião decolaria reto. Sem peso de asa, o avião subiria variar rapidamente. (3) Até as rodas do avião saírem do chão, a lavagem do suporte e seu eixo de tração estão alinhados com a fuselagem, a lavagem atingindo o elevador e o leme, a parte superior do leme acima do eixo do suporte. O leme direito gira o avião no chão para a direita, mas estando acima do eixo da fuselagem, o leme direito também induz o papel esquerdo. Esse papel é contra a curva e causa variações instáveis, o plano suscetível de simplesmente rolar de lado se a largura do trem de pouso não for suficiente para combater o vetor de papel. Sugere-se que um avião sem asas tenha um trem de pouso largo por esse motivo.

(4) Quando o avião sem asas sai do chão, o nariz inicialmente sobe enquanto a cauda ainda está no chão. Isso faz com que um ângulo mais íngreme da fuselagem com a direção do avião e a lavagem do suporte (como visto quando uma cortina de fumaça é usada na frente da fuselagem) perca completamente as seções da cauda, ​​a lavagem voando sobre elas. O eixo do papel do plano é concêntrico com a lavagem do suporte. Agora, quando o leme é girado para a direita, o vetor do leme gira o avião para a direita na direção do eixo do vôo. No entanto, ao girar para a direita, o leme abaixo do eixo do papel induz um momento do papel no eixo do vôo que posiciona o plano à direita. Nesse fuselagem de ponta para baixo, inclinada abaixo do eixo de vôo, o leme executa a função de rotação e a função de função. Se a velocidade de vôo for muito rápida, o eixo de vôo e o eixo da fuselagem se aproximam e o leme se comporta, por sua vez, em uma direção oposta à entrada do leme. Esse vôo com o nariz para baixo causa perda de controle e pode resultar em taxas de rolagem extremamente rápidas. Assim, torna-se primordial que o avião sem asas voe com uma atitude de nariz alto e variável. No vôo nivelado, a aceleração começará a nivelar a fuselagem e resultará em perda de controle e estabilidade. Para combater esse nivelamento à medida que a velocidade aumenta, simplesmente abaixe a configuração de potência. Isso também significa que o avião sem asas não se alinhará, pois o ângulo da fuselagem em relação ao vôo será 0 e o leme causará perda de controle. No topo de um loop interno, a cauda puxa a cauda por cima, mantendo o papel do leme e a função de rotação.

(5) Rodando: O leme com atitude alta no nariz balançará o nariz, mas também banhará o avião. Iniciar o leme direito depositará o avião sem asas na direita. Nesse momento, o operador simplesmente puxa o elevador, o que faz com que o avião gire de maneira semelhante a um avião alado, um giro eficiente coordenado.

(6) Aterragem: Algumas orações ajudam! Para perder altitude, não empurre o nariz para baixo com o elevador, pois isso fará com que a cauda suba na lavagem do suporte, criando instabilidade e perda de controle. Em vez disso, puxe a energia mantendo o elevador cheio. o avião afundará na velocidade desejada. O avião parecerá bater com força no pouso, mas as rodas dianteiras e a roda traseira baterão juntas ou a roda traseira absorverá primeiro o impacto. Lembre-se também de que o peso das asas está ausente. O avião pode pousar a uma taxa alta de afundamento sem destruir o trem de pouso ou a fuselagem quebrada. Eu quebrei muitos trens de pouso principais, aviões de pouso com asas. Até o momento, eu não quebrei um trem de pouso muitas vezes sem asas. Lembre-se, ao pousar sem asas que no momento em que a cauda e a rede elétrica estão no chão, a escora e o eixo de vôo estão nivelados com o leme e o avião está propenso a tombar quando o leme é acionado. Use o leme criteriosamente até a velocidade de rolagem diminuir.

(7) Sugiro que todos os aviões acrobáticos tenham controle dividido no elevador. O elevador está na lavagem do suporte e é eficaz no vôo alto do nariz em velocidade lenta. Quando o aereolon direito é iniciado, o lado direito do elevador abaixa um pouco e o lado esquerdo sobe. Essa divisão pode ser feita colocando servo controles separados em cada lado independente do elevador ou 2, os servos de controle com polos podem ser executados em cada lado do elevador, mas os servos podem estar ligados um ao outro e um terceiro servo pode puxar o dois servos para acionar a função de elevador. Isso daria ao operador do avião a capacidade de controlar o banco, o banco não depende de estar abaixo do fluxo de ar do suporte e do eixo da direção do voo.

O avião pode executar no mundo real com as modificações acima? Eu acredito que sim. O vôo sem asas com elevador dividido abriria um mundo completamente novo para o vôo de estilo livre Rc. As asas poderiam ser facilmente removíveis antes da decolagem ou deixadas durante o vôo. Os pilotos não poderiam desenvolver nenhuma habilidade de vôo de asa usando os simuladores de vôo reais, as habilidades desenvolvidas durante os inevitáveis ​​acidentes sem ter que reconstruir equipamentos caros. Basta clicar no botão de reset!

Bottom line, a resposta é um SIM surpreendente! Abaixo está o vídeo do YouTube sobre o minueto 17 que publiquei com acrobacias e sem asas:

Spike Selig Piloto de longa data e especialista em dinâmica de voo