Por que algumas aeronaves (por exemplo, Avro RJ85) possuem freios a ar montados na parte traseira?

Escolha do local

Nota: o BAe 146 / Avro tem spoilers de asa.

Os freios a ar estão em maioria dos casos montados diretamente na fuselagem. Os freios a ar montados à frente poderiam interromper o fluxo de ar para as asas e os motores, de modo que os projetistas são deixados com três opções: acima, abaixo ou na traseira / nas laterais.

Em, como no Aero L-39 , funciona bem ¹ se os freios a ar não são grandes. Acima é geralmente se tudo mais falhar, como no F / A-18 Hornet e F-15.

Montado na traseira - em linha com o centro de massa - é o mais conveniente, aerodinâmico e para manutenção. Como o Avro, F-16 ou F-86.

Agora, por que o Avro - como a maioria dos aviões a jato militares e poucos aviões a jato - o tem:

Falta de reversão de empuxo e aproximações íngremes

O Avro RJ não possui inversores de propulsão "devido à percepção de redução da eficácia em condições previstas". A eficácia reduzida é devido à baixa velocidade de pouso e à proximidade dos motores entre si em cada lado. A utilização de marcha a ré a baixa velocidade, arrisca a ingestão e imobilização do motor nas proximidades.

It reasoned that since the 146 would have a touchdown speed of only 90 kt, and because reversers are not normally used below about 60 kt, their effectiveness would be limited. Reverse thrust also would have subjected each engine to an extra cycle/flight.

Maximum descent rate achievable with the airbrakes is 7,000 ft/min and at speeds of less than 250 kt and below 10,000 ft, there is still 4,000 ft/min available. By comparison, a typical airliner descent rate on the approach is around 2,000 ft/min. BAe 146 operators may also use airbrakes during the landing roll.

(Flight, 1981)

Uma vantagem que surgiu de ter freios a ar é a capacidade de voar em grandes aeroportos como a cidade de Londres.

[For] several years the BAe 146 was the only conventional jet aircraft capable of flying from London City Airport.

Relação entre empuxo e peso

Por causa da alta relação empuxo-peso do Avro, ter freios a ar implantados na aproximação torna mais fácil controlar a velocidade. A relação impulso / peso do RJ100 é 0,28: 1, em comparação com 0,16: 1 para o comparável Boeing 717 . É ainda maior para os menores do RJ.

Ter uma alta relação empuxo-peso também permite operações de pistas curtas e pistas dentro de cidades, pois o avião pode subir mais rapidamente, reduzindo assim o impacto do ruído e também permite alta carga útil.

( flickr.com )

Spoilers

Air brakes differ from spoilers in that air brakes are designed to increase drag while making little change to lift, whereas spoilers reduce the lift-to-drag ratio and require a higher angle of attack to maintain lift, resulting in a higher stall speed.

Os Avro ainda são spoilers de asa esportiva, como mostrado acima, eles também ajudam na frenagem, pois transferem mais peso para as rodas e ajudam a reduzir a probabilidade de um aterrissagem rebatida .

¹ Freios a ar montados na barriga no L-39 ajudam o piloto a configurar o avião para pouso. Os semi-flaps + freios a ar exigem o mesmo caimento / potência que os flaps completos e o trem de pouso para baixo (daí o posicionamento inferior). O piloto usaria os freios a ar para desacelerar, abaixar metade das abas e aparar a aeronave. O piloto pode então, na aproximação final, pousar o trem de pouso e as abas completas, retrair os freios de ar, tudo sem ter que reaparelhar ou mudar a configuração de potência do motor (que é estreita na L-39).

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O Avro RJ100 tem algo em suas asas - três spoilers em cada um, embora estes atuem exclusivamente como dumpers de elevação após o pouso (e outros dois para controle de rolagem).

É perfeitamente possível fazer com que os spoilers funcionem como freios a ar - como em outras aeronaves; no caso de 146, os airbrakes exclusivos servem a vários propósitos:

• Os freios aéreos aumentam a taxa de descida da aeronave, mais do que duplicação comparado a outros aviões de passageiros . Isso permite descidas mais íngremes (como na cidade de Londres).

• A grande área dos airbrakes também elimina a necessidade de reversores de empuxo complexos uma vez no solo; isso reduz os requisitos de manutenção e o custo.

• Os airbrakes também ajudam no controle de velocidade. O uso de freios a ar permite a aproximação em configurações de empuxo mais altas, permitindo uma melhor opção de contornar, em vez de confiar apenas nos controles do acelerador. Ao contrário do spoiler, o airbrake não afeta o lift, permitindo seu uso em tais cenários.

• O freio a ar é eficiente em todas as velocidades operacionais, permitindo uma descida mais rápida em caso de emergência, embora eu não tenha certeza se foi uma consideração de design.

Eles têm eles montados na fuselagem traseira porque funcionam melhor, e porque não há um APU montado lá. Por favor, permita-me explicar.

O Fokker 100 tem o mesmo arranjo com freios a ar que o RJ100 tem. Meu escritório costumava estar no aeroporto onde eles foram construídos, e eu pude ver a fila de aviões chegando, todos altos - exceto pelos pequenos Fokkers que tinham o nariz apontado para a pista permitindo aos pilotos uma visão clara desimpedido por um cone de nariz apontando para cima.

Os spoilers de asa que atuam como freios a ar frenam muito eficientemente, é claro, mas também destroem o elevador. Para manter a quantidade de sustentação necessária para voar, o ângulo de ataque da aeronave precisa subir. Isso pode não ser seguro em uma situação de aterrissagem, portanto, o fabricante precisa montar ripas de ponta que permitam um AoA maior.

Os freios a ar, como o RJ100, têm apenas vantagens, pois influenciam apenas o arrasto e não o elevador. Eles não são usados em todos os lugares porque o pedaço de fuselagem onde estão montados geralmente abriga uma APU.