Como as superfícies de asa / controle do Airbus Beluga lidam com seu alto centro de gravidade?

Desde que a aeronave voe sem muito flancos, a posição vertical do centro de gravidade não é importante.

É um equívoco comum que a aeronave possa "tombar" ao bancar por causa de uma alta localização do centro de gravidade, ou até mesmo que o diedro acerte a aeronave porque a asa inferior criará mais sustentação. Está tudo errado!

Para entender por que, veja onde a gravidade está apontando no vôo bancário. Por gravidade quero dizer a aceleração total sentida pelos pilotos e passageiros, a direção vertical aparente.

Vista frontal do A320 em linha reta e inclinada com vetores de força no quadro de referência da aeronave.

Os vetores de força em vôo inclinado não diferem daqueles em vôo nivelado, apenas sua magnitude aumenta. Em ambos os casos, a vertical aparente é paralela ao plano vertical de simetria e passa diretamente pelo centro de gravidade, independentemente de sua localização vertical. Portanto, não possui braço de alavanca e não produz nenhum momento em torno do centro de gravidade.

Portanto, nem a asa nem as superfícies de controle precisam de qualquer adaptação especial à enorme fuselagem. Somente a cauda vertical precisa ser aumentada para compensar a área lateral aumentada à frente do centro de gravidade. No caso da Beluga, duas barbatanas verticais foram adicionadas e a haste ampliada. Este é um procedimento muito comum para modificações de aeronaves existentes , porque é mais fácil do que projetar uma nova vertical e melhora o manuseio comparado a uma nova aleta ampliada .

Vista lateral do Airbus Beluga (Imagem fonte )

A fuselagem tem seu centro aerodinâmico à frente do centro de gravidade, portanto, aumentar seu tamanho também aumentará seu momento de guinada desestabilizante em um deslize lateral. Isso requer mais área de estabilização na parte traseira, que pode ser mantida relativamente pequena, já que sua relação de aspecto é muito maior do que a da fuselagem, tornando-a mais responsiva às mudanças de ângulo de deslize. Ambos juntos criarão uma força lateral no deslize lateral que será substancialmente maior que a de um A300 não modificado nas mesmas condições. Essa força lateral induzida pelo flanco lateral e o arrasto que vem com ela farão com que as características de vôo da Beluga sejam diferentes das de um A300. Como atua um pouco acima do centro de gravidade, adicionará um momento de rolamento, aumentando o efeito diédrico. Espero que seja mais difícil construir um ângulo de deslizamento lateral no Beluga, e se o piloto cruzar os controles, a aeronave desacelerará mais rapidamente que um A300 regular.

Ao projetar o Beluga, ficou claro desde os aviões anteriores (Super Guppy, 3M-T ou BM-T Atlant) que o compartimento de carga superdimensionado não tornaria o voo impossível.

A modificação 3M-T / BM-T para o transporte aéreo por foguetes. Imagem source .

Como podemos ver na foto acima, o centro de gravidade de uma aeronave (CG) sempre fica no ponto de interseção dos três eixos. Então, quando o CG é deslocado ao longo de um eixo, ele afeta os outros dois também.

Quando o CG é deslocado verticalmente (ao longo do eixo vertical), afeta a estabilidade direcional. Nesse caso, o leme é necessário para garantir a estabilidade direcional.

A protuberância incomum na fuselagem de um Airbus Beluga pode fazer alguém pensar que pode carregar mais peso do que o A330, mas isso não está correto. MTOW do A330 está entre 364.000-378.500 lbs , porém O MTOW da Beluga é 341.713 lbs.

Desde que o CG se desloca para cima em Beluga, isso afeta a estabilidade direcional da aeronave. Foi mencionado em vários lugares ( Wikipedia e aqui e aqui que a cauda do Airbus Beluga foi ampliada e fortalecida para manter estabilidade direcional .

^{Fonte da imagem}