Qual é a vantagem do design de asa de gaivota do F4U Corsair?

A forma da asa no Corsário F4U é chamada de asa de gaivota invertida. As principais razões para isso são as grandes hélices usadas na aeronave.

O design da Corsair foi em resposta à Solicitação de Proposta da Marinha dos EUA em 1938, que determinava o seguinte:

• Deve ter velocidade máxima atingível
• A velocidade de parada deve ser de 70 mph
• Alcance mínimo de 1000 milhas
• Bombas devem ser carregadas sob a asa (isso deveria ser descartado em formações de aeronaves de cima, o que não deu certo)

Para conseguir isso, os engenheiros da Vought usaram o maior mecanismo disponível, a Vespa Dupla Prat e Whitney R2800 motor radial (isso foi feito como a Marinha, em uma mudança de coração, prometeu considerar projetos com motores refrigerados a líquido, em contradição com uma política estabelecida em 1927 que exigia motores refrigerados a ar para aeronaves a bordo). Além disso, a área da asa da F4U era a maior aeronave naval da época.

Durante o projeto, as entradas do radiador de óleo e do supercharger foram movidas para as bordas de ataque das asas. Para extrair energia do motor, uma hélice grande (~ 4m de diâmetro) foi escolhida. Essa grande hélice causou problemas com a distância do solo, o que exigiu um aumento no comprimento do trem de pouso.

A equipe Vought superou isso escolhendo uma asa de gaivota invertida, que começa com uma strong anédrica, e então curvada para cima, para um strong diédrico, com o trem de pouso no ponto mais baixo da curva.

^{" F4U- Corsair OE-EAS OTT 2013 04 trem de pouso principal "de Julian Herzog. Licenciado sob CC BY 4.0 através de Commons .}

As principais vantagens dessa configuração são

• Trem de pouso mais curto
• Eliminação da necessidade de filés de asa e redução do arrasto, pois a asa e a fuselagem eram perpendiculares.
• Dobramento de asa simplificado (as asas foram dobradas no ponto mais baixo), com as asas dobradas quase na altura das hélices. Isso permitiu um mecanismo automático simples para dobrar / desdobrar, ao contrário do F6F Sto-wing, que era manual, já que o mecanismo hidráulico acrescentava muito peso.

^{Fonte: www.airport-data.com}

As principais desvantagens foram:

• O design acrescentou peso em comparação com a asa reta.
• (Para algumas pessoas) Era feio

Este projeto também foi usado em várias outras aeronaves, principalmente para reduzir o comprimento do trem de pouso e transportar grandes lojas externas, sendo a mais famosa a Junkers Ju-87 Stuka .

^{" Bundesarchiv Bild 101I-646-5184-26, Rússia, Flugzeug Junkers Ju 87 editar 1 ". Licenciado sob CC BY-SA 3.0 através de Commons .}

As asas de gaivota invertidas também foram usadas em Fairey Gannet , uma aeronave ASW da Royal Navy.

^{Fonte: www.maritimequest.com}

Isso também foi usado em alguns aviões bimotores como o Caproni Ca.331.

^{Fonte: flickr.com}

Observe que, em alguns livros, esse design é chamado de asa de gaivota em vez de asa de gaivota invertida.

Está principalmente relacionado com a natureza dobrável da asa e a necessidade de acomodar o trem de aterragem ,

...it was difficult to make the landing gear struts long enough to provide ground clearance for the large propeller. Their solution was an inverted gull wing, which considerably shortened the required length of the main gear legs.[20]

observe como o trem de pouso deve ser pré-dobrado. O projeto da asa usa a asa para aumentar a altura da engrenagem, o que, por sua vez, permite suportes mais curtos e mais fáceis de encaixar na asa.

Esse design de "asa de gaivota invertida" não é falho, apenas mostra que os projetistas chegaram a uma solução diferente em seu desejo de reduzir o arrasto e o peso, e tornar o resultado fácil de construir.

Esta forma de asa não é tão incomum - o Ju-87 "Stuka" (abaixo, à direita) usou, e também o Klemm 35 (abaixo, à esquerda), um pequeno avião esportivo da década de 1930. Em ambos os casos, a ideia era ter um equipamento mais curto com menos resistência.

(fontes de imagens: Esquerda e Direita )

Além do benefício óbvio de um trem de pouso mais curto , o ângulo no qual a asa encontra a fuselagem em uma configuração de asa baixa é aumentado (mais próximo de 90 °), de modo que o arrasto de interferência deve ser menor. A complexidade adicional na fabricação, no entanto, superou o benefício de menor arrasto na maioria dos casos. Ambos os meus exemplos usavam engrenagens fixas, e usar uma asa de gaivota invertida neles era um truque para reduzir o arrasto da perna da engrenagem.

No caso de aeronaves transportadoras, como a F4U, a altura mais baixa das pontas das asas dobradas permite encaixar a aeronave em decks de hangar inferiores; ou o avião pode ter um alcance de asa maior para uma determinada altura do convés do hangar.

O Heinkel He-70 tinha uma engrenagem retrátil e uma asa de gaivota invertida, e aqui a motivação para o invertido A asa de gaivota foi reduzida arrasto de interferência, mas sua excelente qualidade aerodinâmica foi principalmente devido a ser a primeira aeronave a empregar rebites rebaixados.

Heinkel He-70 (foto fonte )

Para resumir:

Vantagens:

• trem de pouso mais curto e mais leve, com menos arrasto.
• Menos arrasto de interferência entre a raiz da asa e a fuselagem e entre a haste da engrenagem e a asa
• No caso de aeronaves transportadoras como a altura inferior da F4U das pontas das asas dobradas.

Desvantagens:

• Mais área de asa necessária para o mesmo levantamento, já que tanto a asa interna quanto a externa têm um componente lateral considerável de elevação…
• … que também causa mais atrito e arrasto
• A construção da asa se torna mais difícil e cara

Outro efeito não mencionado ainda é que o centro de levantamento é abaixado em relação ao centro de gravidade. Isso aumenta a instabilidade que pode realmente ser benéfico em uma briga de cães.