O controle de vôo poderia ser conseguido girando uma asa completamente?

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Em um avião típico, um dos principais mecanismos de controle de vôo são os ailerons / flaperons, que permitem ajustar o perfil de sustentação / arrasto de ambas as asas independentemente.

Eu estava pensando sobre a viabilidade de obter um controle de vôo similar, girando uma asa inteira em torno de seu eixo longitudinal. Pelo que entendi, esses ajustes do aoa teriam características de controle de vôo muito semelhantes aos ailerons comuns.

Obviamente, este é um projeto um pouco desajeitado mecanicamente; o ponto em que a asa encontra a fuselagem é uma das partes mais pesadas do avião, então, para adicionar um pivô, é preciso levar em consideração. Mas estou pensando aqui no contexto de um avião RC; onde eu acho que encaixar dois tubos de carbono no centro do elevador funcionará bem.

Algumas vantagens potenciais são que, embora as cargas estáticas na parte articulada sejam altas, as forças necessárias para atuar o mecanismo podem ser menores ou se aproximar de zero, supondo que o centro de sustentação possa ser mantido razoavelmente constante. Além disso, os ailerons são aerodinamicamente desajeitados e arrastam quando não estão em posição neutra; mais do que um aerofólio inclinado inclinado de sua L / D ideal. Na maioria das vezes estou apenas curioso, o que algo como isto seria na prática.

Eu não consigo encontrar nada no google sobre um design como este, mas certamente alguém deve ter tentado isso antes? Se não, deve haver boas razões teóricas que me faltam por que devemos esperar que isso seja um desastre. Existe algum termo de pesquisa que alguém saiba que me levaria a projetos semelhantes?

    
por Eelco Hoogendoorn 29.11.2017 / 16:23

4 respostas

Sim, foi experimentado antes e é regularmente usado em muitos horizontais e mesmo algumas caudas verticais .

No entanto, em vôo subsônico, um elevador oferecerá melhor eficiência . Somente em projetos supersônicos é a cauda full-flying a opção claramente preferida.

Para mover a ala inteira, é necessário ter dobradiças e atuadores muito strongs, mas houve alguns que até fizeram isso:

  • Mignet HM 14 Pou du Ciel (foto fonte ). Era leve e voava devagar o suficiente para que mover toda a asa não fosse um problema.

Até mesmo as asas externas móveis foram testadas para controle de rolagem, embora em pouquíssimas aeronaves. Três das quais conheço (e todas foram construídas apenas uma vez) são:

    
05.01.2018 / 01:38

Acabei de encontrar este site e a pergunta sobre mainplanes com incidência controlada individualmente em vez de ailerons, então me registrei e aqui estão meus dez centavos de valor!

Na minha opinião, parece pouco importante o movimento diferencial de toda a asa quando o torque de rolagem é melhor aplicado perto das pontas e não na raiz, exceto em pequenos dispositivos como mísseis, modelos ou aeronaves leves de movimento relativamente lento. No entanto, em aeronaves maiores, a complexidade e o estresse dos pontos de fixação da asa e as complicações intransponíveis decorrentes de motores montados nas asas, tanques de combustível, dispositivos de alta elevação e, especialmente, trens de pouso, certamente favoreceria ailerons convencionais como o desenvolvimento aeronáutico ao longo dos anos parece ter provado.

No entanto, quanto à história da ideia de girar uma asa inteira em torno de seu eixo longitudinal:

Houve várias aeronaves feitas usando este principal ao longo dos anos, começando por volta de 1895 nos EUA com o Dr. George A. Spratt e mais tarde com seu filho George G. Spratt, eles experimentaram com o & construiu um grande número de planadores de sucesso, barcos voadores, aviões terrestres e até automóveis voadores como joint ventures com Bendix, Consolidated e Bill Stout. Todos estavam voltados para aeronaves estáveis e sistemas de controle de aeronaves mais seguras, e todos eles usavam asas de controle de alguma forma.

Veja a inscrição de Spratt na Aerofiles (desculpe, está na parte inferior da página) link

Note que parece haver alguma confusão nas designações, já que a lista da Aerofiles só vai até o Modelo 107, mas uma Spratt 108 Controlwing (parecendo um desenvolvimento do 105, mas talvez um erro de digitação) está em exposição no Mid Atlantic Air Museum aqui: link

Imagens e mais informações em: link

A seguir havia o Cornelius LW-1 [X13706] de 1933, que para citar Aerofiles "era uma versão melhorada do Fre-Wing anterior, este sem ailerons, como individualmente Asas controláveis foram usadas neste papel ". Vista lateral aqui: link

O antecessor acima mencionado o Cornelius Fre-Wing [X182W] (soletrar como registrado mas soletrado às vezes Freewing). Boa vista de três quartos aqui: link Isso tinha painéis de asa parasol de incidência variável articulados na seção central, mas também tinha "Trailing ailerons "que realmente parecem ser guias aerodinâmicas montadas em mini-lanças (presumivelmente operadas pelo piloto para dirigir as asas giratórias em vez de diretamente, o que pode ter sido muito grosseiro e menos controlável, mas essa é apenas a minha conjetura, já que nunca vi fotos deste ou o LW-1 em vôo com incidência diferencial na vista).

Talvez a mais moderna que eu tenha visto seja esta criação francesa, a imagem "Dragon One" de Daniel Dalby aqui: link o que é dito foi possivelmente inspirado pelo seu anterior APEV Pouchel II

Há um breve vídeo aqui

                             
Não há nenhum sinal real da ação diferencial :-( mas apenas + 2 ° / -4 ° eu acho que não será muito óbvio! No entanto, parece bastante estável, mas eu teria adorado tê-lo visto por sua vez e banco de distância! :-)

Como o nome de seu antecessor traduzido para "Ladder Flea" e o carro voador de Spratt foi apelidado de Flying Flea, eu investiguei um pouco sobre esse tema e encontrei este site interessante link

É principalmente sobre o trabalho de Spratt e alguns outros que eu já mencionei. No entanto, existem inúmeros links que eu ainda não explorei e logo abaixo um link para um UAV moderno e uma versão tripulada, o Schmittle Aircraft Freewing MK-5, mas o link está morto! No entanto, essas "Freewings" parecem ser mais dispositivos de aumento de estabilidade e de prevenção de stall auto-controlados do que um meio direto de controle e precisam de mais escavação :-)

Espero que este post, embora possa não responder diretamente à questão inicial colocada, deve ajudar a mostrar as várias tentativas feitas para usar o princípio ao longo dos anos.

Felicidades,

TC

    
01.06.2018 / 13:27

Girar uma asa inteira para fazer o trabalho de um aileron é um exagero. Ailerons como eles foram projetados há anos podem virar um plano de 90 graus da horizontal em menos de um segundo.

Por que passar pelo incômodo quando uma pequena superfície de controle faz o trabalho sem a enorme despesa de projeto?

    
05.01.2018 / 00:59

A primeira aeronave a voar, ( The Wright Flyer ) controlou o rolamento torcendo ou entortando as asas.

    
01.06.2018 / 15:28