Um avião pode voar sem o Estabilizador Vertical?

O avião provavelmente irá falhar.

O estabilizador vertical proporciona estabilidade em relação à aeronave convencional. Aeronaves como o B-2 conseguem fornecer estabilidade por meio de controle por computador, e aeronaves como as asas voadoras do Northrop são projetadas para voar sem uma. Mas se uma aeronave projetada para ser estável usando um estabilizador vertical perder essa superfície, será muito difícil para os pilotos se estabilizarem manualmente com os demais sistemas. Enquanto o empuxo e o empuxo diferencial afetarão o guincho, ambos serão mais lentos para reagir do que um leme, especialmente em um avião grande como o A380. Isso também pode danificar os sistemas hidráulicos, dificultando o controle das superfícies restantes.

Se pilotos de teste experientes estiverem nos controles (como no incidente B-52 abaixo), ou se a falha for antecipada e treinada, é possível que a aeronave seja controlável o suficiente para pousar com segurança. No entanto, como mostram os incidentes abaixo, esse tipo de falha não acontece com frequência e pode facilmente exceder a capacidade da equipe de controlar o avião.

Exemplos em que isso aconteceu:

O voo 123 da Japan Airlines perdeu a maior parte do seu estabilizador vertical quando a antepara de pressão traseira falhou. Apesar de também perderem sistemas hidráulicos, os pilotos conseguiram manter o avião no ar por um tempo, mas acabaram caindo em uma montanha.

O voo 587 da American Airlines perdeu seu estabilizador vertical quando as entradas do leme do piloto sobrecarregaram a estrutura. Ele caiu logo depois.

Em 1964, um B-52 perdeu a maior parte de seu estabilizador vertical devido a turbulência extrema. Os pilotos foram capazes de estender os freios de ar nas pontas das asas para fornecer alguma estabilidade. A Força Aérea enviou um avião de perseguição para ajudar a guiar os pilotos e forneceu orientação de engenharia a partir do solo. A tripulação conseguiu trazer o avião de volta para um pouso seguro ( veja um vídeo ). Havia pelo menos três outras instâncias onde o estabilizador vertical falhou nos B-52's, todos terminando com a perda do avião. Este vôo em particular foi conduzido com pilotos de teste para intencionalmente voar através de turbulência, registrando dados para ajudar a entender as falhas na outra aeronave. No entanto, o voo encontrou turbulência inesperadamente severa, levando à separação do estabilizador vertical.

Como sempre, isso depende. Existem várias coisas que fornecem estabilidade direcional:

• O estabilizador, obviamente,
• Varredura positiva de asa,
• Fins e
• propulsores impulsores.

Eles têm que trabalhar contra as partes desestabilizadoras:

• A fuselagem
• Tanques externos e lojas,
• Hélices de trator e
• nacelles do motor voltados para frente.

Se a vertical é a única parte estabilizadora, perdê-la significa travar logo depois. Os aviões precisam se posicionar para frente para criar sustentação suficiente. Exceções momentâneas não contam: os aviões de combate WW I possuíam caudas verticais muito pequenas e, consequentemente, baixa estabilidade direcional. Vários pilotos alemães da WW I aperfeiçoaram uma técnica na qual a entrada repentina do leme levaria o avião além do regime estável dos ângulos de guinada, e o avião faria uma rotação rápida e completa em torno do seu eixo vertical. Isso assustaria os pilotos de perseguir aviões, porque agora as metralhadoras de seu adversário apontariam para eles. Mas não havia possibilidade real de mirar, e a velocidade de rotação era tão alta que pouquíssimos tiros iam na direção da aeronave perseguidora.

O tamanho da cauda vertical da aeronave multi-motor é impulsionado pela necessidade de neutralizar o momento de guinada devido a um motor com falha. Se todos os motores estiverem funcionando, a cauda vertical precisa ser apenas 1/3 maior. Se a baixa tolerância for tolerada, pode ser cortada ainda mais. Portanto, se as outras partes puderem contribuir com estabilidade suficiente, uma perda parcial da superfície vertical pode ser perdida. Com uma asa varrida, a chave é voar em um regime de vôo, onde ele ajuda mais, que está em baixa velocidade. No caso da B-52H 61-023, o que aconteceu em 10 de janeiro de 1964, foi oferecida ajuda adicional ao baixar o trem de pouso traseiro, que contribuiu com um efeito de pequena queda e deslocando o centro de gravidade para a frente, bombeando combustível.

Além disso, se qualquer outro estabilizador tivesse quebrado, a estabilidade longitudinal teria sido perdida. Esses caras eram ambos com sorte e pilotos muito qualificados.

61-023 foi reparado e voou por mais de 40 anos após este incidente. Foi aposentado em 2008.

Existem vários planos projetados para voar sem estabilizadores verticais (como o bombardeiro B-2 , para exemplo). Mas eles têm abas divididas muito inteligentes que compensam a falta de estabilidade / controle normalmente fornecida por um estabilizador horizontal / configuração do leme. Basicamente, uma aba dividida se abrirá e criará mais arrasto na asa em que o aileron é colocado, puxando esse lado da aeronave para trás. Assim, essas aeronaves usam esse sistema para estabilidade horizontal.

Se um plano não for projetado para funcionar sem o estabilizador de texto, ele teria problemas se o perdesse. Em embarcações com estabilizadores horizontais, em geral, se o avião ficar um pouco de lado, o fluxo de ar empurrará o estabilizador e, assim, moverá o avião de volta à linha. Se você perder esse sistema, você encontrará outra maneira de compensar a instabilidade da guinada.

É teoricamente possível que você possa usar o empuxo diferencial entre os motores para manter o avião na linha. Com certeza, a resposta seria muito lenta e difícil de controlar (especialmente em um jato grande como o A380), mas é possível que isso pudesse ser feito com o avião certo (um com motores que respondem rapidamente) e as condições certas (ar suave, basicamente).

Provavelmente não. Um triste exemplo é o Vôo 587 da American Airlines . Se o avião perde apenas uma pequena parte da barbatana, pode ficar bem, mas se perder completamente a barbatana, duas coisas importantes acontecem:

1. O avião se torna instável em guinada. Se o avião precisava de uma superfície tão grande atrás do seu centro de gravidade (CG) para ser estável, quase não há chance de voar sem ele.
2. Existe uma perda de massa significativa a uma grande distância do CG. Isso levará a uma mudança repentina do CG em direção à frente do avião, o que fará com que o avião mergulhe, possivelmente além de qualquer chance de recuperação.

Agravante do que foi dito acima é o fato de que, provavelmente, os pilotos não estão cientes do que realmente aconteceu e que seria muito difícil para eles tomarem as medidas adequadas.

Tenho certeza que um avião que voa por arame não irá falhar. Fly by wire controla a estabilidade de um avião ajustando as superfícies de controle. Quando as abas estiverem para fora, equilibrará ambos os lados para evitar o movimento da guinada. Não vejo razão para que a falha do estabilizador vertical não possa ser compensada pelo controle das abas. Um piloto não podia fazer isso. Um computador sim.

Edit: Eu não tenho mais tanta certeza. Perder todo o estabilizador vertical é muito pior do que perder apenas o leme. Mas eu diria que ainda há esperança.

Claro que vai (aerodinamicamente falando). Como mencionado anteriormente, praticamente requer um sistema de controle de vôo digital (também conhecido como 'fly by wire').

O Lockheed Martin X-44 Manta é praticamente o F-22 sem superfícies verticais de controle de vôo.

Ele pode realizar uma aterrissagem de emergência se não houver mais danos na seção da cauda, como elevadores. No JAL 123 travamento, o estabilizador vertical estava faltando, mas essa não foi a razão pela qual eles falharam. O acidente do JAL ocorreu devido a falhas nos controles do elevador.

O vôo 587 estava passando por violentas rotações de guinada antes que a pontada vertical quebrasse. Uma vez que foi perdido, nada parou a rotação do avião e continuou a guinar até entrar em um giro. Se o estabilizador vertical tivesse simplesmente decolado enquanto o avião estava em voo normal, então quem sabe se teria sobrevivido a aterrissar, mas provavelmente não teria ficado imediatamente fora de controle.

Outras ocorrências em que os aviões falharam depois de perder a punhalada vertical são os XB-70 , onde perderam tanto as suas investidas verticais após uma colisão, como o Vôo DHL 611 , também perderam sua punhalada vertical devido a colisão. O vôo 611 sobreviveu por mais tempo do que a aeronave que atingiu, mas se rompeu logo após devido a tensões colocadas no avião da violenta guinada e do mergulho. Deve-se notar que um avião moderno perderia sua hidráulica crucial se a aleta se soltar, tornando todas as superfícies de controle inutilizáveis.

Não é difícil projetar uma aeronave com asas para voar bem sem uma cauda vertical. Por exemplo, uma asa voadora "Zagi" como essa