Todas as aeronaves precisam ter estabilizadores horizontais e verticais?

Dependendo de como você classifica as superfícies de controle, o B-2 Spirit não possui uma garra horizontal, já que é um design de "asa voadora". Como você mudou a questão, a outra parte da resposta é que as asas voadoras foram capazes de passar sem estabilizadores verticais também, pelo menos no caso do B-2. Ele usa ambos os spoilers ("lemes de freio separados") e o diferencial de empuxo para acomodar a falta de um estabilizador vertical.

Northrop had investigated several means of applying directional control that would least infringe on the aircraft's radar profile, eventually settling on a combination of split brake-rudders and differential thrust ~ Sweetman, Bill. "Lockheed Stealth" (2005) ISBN 0-7603-1940-5., p. 73

(E, como acontece com os controles de vôo em geral no on B-2, isso é muito ajudado pelo seu sistema de controle de vôo por cabo).

Como os alemães descobriram em sua aeronave de asa voadora ( Ho229 ), e a USAF no YB-35 e programas YB-49 , asas voadoras têm instabilidade inerente, mesmo que alguns primeiros biplanos" designs de asas voadoras "eram estáveis o suficiente para voar. (Dunne)

O B-2 tem um sistema fly-by-wire para manter a estabilidade e as qualidades de manuseio, de modo que ele não tenha que compensar a perda de desempenho que os designs anteriores de asa voadora fizeram para tornar o projeto "estável o suficiente".

O que o elevador / punhal horizontal faz para aeronaves convencionais é permitir controle longitudinal (controle de passo). Se você não escolher usar esse método convencional, o "efeito" é que seu projeto deve encontrar outra maneira de estabelecer controle longitudinal e estabilidade, ou a aeronave corre o risco de ser instável nesse eixo.

Da mesma forma que os estabilizadores verticais, seu projeto precisa resolver a estabilidade no eixo de guinada se você quiser fazê-lo sem uma superfície de controle atuando nesse eixo.

Com base no texto da sua pergunta, o design da Asa Voadora se qualifica. Essas aeronaves não têm conjuntos estabilizadores de "cauda" e ainda voam.

Planóforo de Pénaud (foto fonte ). A hélice de fiação substituiu a cauda vertical.

Depois que Friedrich Ahlborn publicou um estudo sobre as qualidades aerodinâmicas da semente de Alsomitra , Igo Etrich e Franz Wels projetaram um planador inspirado na forma da semente. Isso voou em 1906 e foi a primeira asa voadora que transportava homens. Como um planador, não poderia confiar em uma hélice propulsora para estabilização; em vez disso, copiou a asa externa do sweptback da semente de Alsomitra com o bordo para cima.

As asas voadoras usam aerofólios reflexos e / ou varredura de asas em combinação com incidência reduzida na parte externa da asa (washout) para estabilização. A estabilidade da guinada é fornecida pela varredura e a afinação estabilidade pela redução da incidência na parte externa / traseira da asa. Em geral, evitar superfícies de cauda pode resultar em aeronaves estáveis, mas reduz muito o amortecimento. O resultado é um flyable, mas problemático design.

Nenhum projetista de asa-delta que se preze pensaria duas vezes antes de adicionar superfícies de cauda (foto fonte ).

Uma terceira maneira de evitar uma cauda convencional é o V-tail , que foi inventado em 1930 pelo Engenheiro polonês Jerzy Rudlicki.

Nas décadas de 1940 e 1950, o controle de rolagem, inclinação e guinada foi demonstrado através de uma geometria de asa variável, com o objetivo de eliminar o arrasto e a elevação normalmente negativa da cauda.

Quando as asas de geometria variável foram reinventadas na década de 1960, a finalidade original havia sido esquecida ou descartada, e a geometria variável era restrita a combinar as características da asa a diferentes regimes de velocidade, sendo o pitch e o guinada controlados por superfícies convencionais. .

Como eles tinham o peso das dobradiças e atuadores das asas e as desvantagens das superfícies de controle da cauda, eles provavelmente eram o pior dos dois mundos.