La cola en V o cola en V (a veces llamada cola de mariposa [1] o cola en V de Rudlicki [2] ) de un avión es una disposición poco convencional de las superficies de control de la cola que reemplaza la aleta tradicional y las superficies horizontales con dos superficies configuradas. en una configuración en forma de V. El borde de popa de cada superficie gemela es una superficie de control con bisagras, a veces llamado un ruddervator , que combina las funciones tanto de un timón de dirección y ascensor .
La cola en V fue inventada en 1930 por el ingeniero polaco Jerzy Rudlicki [3] y fue probada por primera vez en el avión de entrenamiento Hanriot H-28, modificado por un fabricante aeroespacial polaco Plage y Laśkiewicz en el verano de 1931.
Variantes
Las superficies de la cola en forma de X del Lockheed XFV experimental eran esencialmente una cola en V que se extendía tanto por encima como por debajo del fuselaje.
Convencional
A pesar de sus ventajas, la cola en V no se ha vuelto popular en el diseño de aviones. El avión de cola en V convencional más popular que se ha producido en masa es el Beechcraft Bonanza Model 35, a menudo conocido como Bonanza de cola en V o simplemente V-Tail . Otros ejemplos incluyen el avión de ataque furtivo Lockheed F-117 Nighthawk y el entrenador Fouga CM.170 Magister . El jet Cirrus Vision SF50 es un ejemplo reciente de un avión civil que adopta la cola en V. Algunos planeadores, como el Lehtovaara PIK-16 Vasama , fueron diseñados con una cola en V, pero la producción Vasamas tenía una cola cruciforme . [4]
Invertido
El Blohm & Voss P 213 Miniaturjäger fue uno de los primeros aviones que tuvo una cola en V invertida. Los vehículos aéreos no tripulados como el LSI Amber , el General Atomics Gnat y el General Atomics MQ-1 Predator contarían más tarde con este tipo de cola. [5] Los ultraligeros Ultraflight Lazair , de los cuales se produjeron más de 2000, presentaban una cola en V invertida, que también llevaba el tren de aterrizaje trasero. [6]
Ventajas
Idealmente, con menos superficies que una cola convencional de tres perfiles aerodinámicos o una cola en T, la cola en V es más liviana y tiene menos área de superficie mojada , por lo que produce menos resistencia inducida y parasitaria . Sin embargo, los estudios de la NACA indicaron que las superficies de la cola en V deben ser más grandes de lo que sugeriría una simple proyección en los planos vertical y horizontal, de modo que el área total mojada es aproximadamente constante; Sin embargo, la reducción de las superficies de intersección de tres a dos produce una reducción neta en el arrastre mediante la eliminación de algún arrastre de interferencia . [7]
Los aviones a reacción ligeros como el Cirrus Vision SF50, el Eclipse 400 o el dron aéreo no tripulado Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk a menudo tienen la planta de energía colocada fuera del avión. En tales casos, se utilizan colas en V para evitar colocar el estabilizador vertical en el escape del motor, lo que interrumpiría el flujo del escape, reduciendo el empuje y aumentando el desgaste del estabilizador, lo que posiblemente provocaría daños con el tiempo. [8]
Desventajas
A mediados de la década de 1980, la Administración Federal de Aviación suspendió el Beechcraft Bonanza debido a problemas de seguridad. Si bien el Bonanza cumplió con los requisitos de certificación iniciales, tenía un historial de rupturas fatales en el aire durante un estrés extremo, a un ritmo que excedía la norma aceptada. El tipo se consideró apto para aeronavegabilidad y se eliminaron las restricciones después de que Beechcraft emitiera una modificación estructural como Directiva de aeronavegabilidad . [9]
Los aviones de cola en V requieren fuselajes traseros más largos que los aviones con empenajes convencionales para evitar el desvío . [ cita requerida ] Esta tendencia, llamada "serpenteo", fue evidente al despegar y aterrizar en el Fouga CM.170 Magister, que tiene un fuselaje relativamente corto. [ cita requerida ]
Timones
Los timones son las superficies de control en un avión con una configuración de cola en V. Están ubicados en el borde de fuga de cada uno de los dos perfiles aerodinámicos que forman la cola del avión. El primer uso de timones puede haber sido en la cola en X del Coandă-1910 , aunque no hay pruebas de que el avión haya volado alguna vez. [10] El último Coandă-1911 voló con timones en su X-tail. [11] Posteriormente, el ingeniero polaco Jerzy Rudlicki diseñó los primeros timones prácticos en 1930, probados en un entrenador Hanriot HD.28 modificado en 1931.
El nombre es una combinación de las palabras "timón" y "ascensor". En una configuración de cola de avión convencional, el timón proporciona control de guiñada (horizontal) y el elevador proporciona control de cabeceo (vertical).
Los timones proporcionan el mismo efecto de control que las superficies de control convencionales, pero a través de un sistema de control más complejo que acciona las superficies de control al unísono. La guiñada que mueve el morro hacia la izquierda se produce en una cola en V vertical al mover los pedales hacia la izquierda, lo que desvía el timón de dirección izquierdo hacia abajo y hacia la izquierda y el timón de dirección derecho hacia arriba y hacia la izquierda. Lo contrario produce un desvío hacia la derecha. La inclinación hacia arriba se produce moviendo la columna de control o la palanca hacia atrás, lo que desvía el timón de dirección izquierdo hacia arriba y hacia la derecha y el timón de dirección derecho hacia arriba y hacia la izquierda. La inclinación hacia abajo se produce moviendo la columna de control o la palanca hacia adelante, lo que induce los movimientos opuestos del timón. [12]
Ver también
- Cola cruciforme
- Cola de pelikan
- Cola en T
- Doble cola
Referencias
- ^ Barnard, RH; Philpott, DR (2010). "10. Control de aeronaves". Vuelo en avión (4ª ed.). Harlow, Inglaterra: Prentice Hall. pag. 275. ISBN 978-0-273-73098-9.
- ^ Gudmundsson S. (2013). "Diseño de aeronaves de aviación general: métodos y procedimientos aplicados" (reimpresión). Butterworth-Heinemann. pag. 489. ISBN 0123973295 , 9780123973290
- ^ Gudmundsson S. (2013). "Diseño de aeronaves de aviación general: métodos y procedimientos aplicados" (reimpresión). Butterworth-Heinemann. pag. 489. ISBN 0123973295 , 9780123973290
- ^ "Deporte y Negocios" . Vuelo internacional . 17 de agosto de 1961. p. 212 . Consultado el 13 de diciembre de 2017 .
- ^ "Entrada de Blohm & Voss BV P.213 Luft '46" . Luft46.com . Consultado el 1 de junio de 2013 .
- ↑ Hunt, Adam & Ruth Merkis-Hunt: Skeletal Remains , páginas 64-70. Revista Kitplanes, septiembre de 2000.
- ^ Raymer, Daniel P. (1999). Diseño de aeronaves: un enfoque conceptual (3ª ed.). Reston, Virginia: Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica. pag. 78. ISBN 1-56347-281-3.
- ^ "Notas de diseño de Cirrus SJ50" . www.the-jet.com . Cirrus Design Corporation. 2008. Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2006 . Consultado el 14 de agosto de 2008 .
- ^ "Directiva de aeronavegabilidad de la FAA 93-CE-37-AD enmendada" . Registro Federal: (Volumen 68, Número 93) Expediente No. 93-CE-37-AD; Enmienda 39-13147; AD 94-20-04 R2 . Registro Federal. 14 de mayo de 2003 . Consultado el 14 de agosto de 2008 .
- ^ "L'Aéronautique, Volumen 17" . L'Aéronautique (en francés). 17 : 333. 1935.
- ^ Vuelo (octubre de 1911). "Vuelo 28 de octubre de 1911" . Consultado el 11 de enero de 2011 .
- ^ Eckalbar, John C. (1986). "Aerodinámica simple de la cola en V" . Consultado el 13 de agosto de 2008 .
enlaces externos
- Aerodinámica simple de la cola en V, de "Flying the Beech Bonanza" de Eckalbar, John C