¿Cuáles son las ventajas de un ala barrida hacia adelante sobre un ala barrida hacia atrás?

Solo se han construido unos pocos aviones con alas extendidas hacia adelante. Lo más notable fue el X-29, que ha fotografiado arriba. Rusia / URSS construyó uno más recientemente en 1997, el Sukhoi Su-47. Uno de los mayores reclamos en cuanto a la superioridad o ventaja de un ala barrida hacia adelante fue una mayor maniobrabilidad. Sin embargo, en el caso del X-29, como se indica en la Evaluación de las cualidades de vuelo del avión de investigación X-29A ,

La alta inestabilidad de cabeceo del fuselaje llevó a amplias predicciones de extrema maniobrabilidad. Esta percepción se ha mantenido en los años posteriores al final de las pruebas de vuelo. Las pruebas de la Fuerza Aérea no respaldaron esta expectativa. Para que el sistema de control de vuelo mantuviera todo el sistema estable, era necesario moderar la capacidad de iniciar una maniobra fácilmente. Esto se programó en el sistema de control de vuelo para preservar la capacidad de detener la rotación de cabeceo y evitar que la aeronave salga fuera de control. Como resultado, todo el sistema tal como fue volado (con el sistema de control de vuelo también en el circuito) no pudo caracterizarse por tener una mayor agilidad especial. Se concluyó que el X-29 podría haber tenido mayor agilidad si hubiera tenido actuadores de superficie de control más rápidos y / o superficies de control más grandes.

El Su-47 De hecho, era un avión altamente maniobrable, capaz de tirar de 9 G, sin embargo, su predecesor inmediato, el Sukhoi Su-37, era capaz de tirar de 10 Gs . Por lo tanto, no está claro si un ala barrida hacia adelante tiene un impacto positivo real en la maniobrabilidad.

Sin embargo, las características de pérdida son muy diferentes. El aire tiende a viajar hacia el extremo más trasero del ala. En una configuración estándar (Ala barrida hacia atrás), esto por supuesto se mueve desde la raíz del ala hasta la punta del ala. Sin embargo, en un ala barrida hacia adelante, esto se mueve desde la punta del ala hasta la raíz del ala.

Como resultado, la peligrosa condición de pérdida de la punta de un retroceso- El diseño de barrido se convierte en una pérdida de raíz más segura y controlable en un diseño de barrido hacia adelante. Esto permite un control total de los alerones a pesar de la pérdida de sustentación, y también significa que no se requieren ranuras en el borde de ataque que induzcan el arrastre u otros dispositivos. Con el aire fluyendo hacia adentro, la punta del ala Los vórtices y el arrastre que los acompaña se reducen, en cambio el fuselaje actúa como una valla de ala muy grande y, dado que las alas son generalmente la más fuerte en la raíz, esto mejora la sustentación permitiendo un ala más pequeña. Como resultado, se mejora la maniobrabilidad, especialmente en ángulos de ataque elevados. A velocidades transónicas, las ondas de choque se acumulan primero en la raíz en lugar de en la punta, lo que nuevamente ayuda a garantizar un control efectivo de los alerones.

Debido a la capacidad del X -29 para tener las puntas de sus alas dobladas cuando en altos ángulos de ataque, el X-29 permaneció controlable en un ángulo de ataque de 67 grados. Sin embargo, gracias a los avances modernos en vectorización de empuje, el F-22 Raptor es capaz de sostener un ángulo de ataque de más de 60 grados.

Con inestabilidad inherente y problemas de estrés adicional en el avión solo por ganancias moderadas o supuestas pero no observadas en inestabilidad, es poco probable que veamos aviones de combate con alas en flecha hacia adelante en el futuro cercano. Otras tecnologías han permitido un rendimiento similar o mejorado sin la necesidad de conceptos novedosos.

Comentarios

• La maniobrabilidad de la que habla aquí no se trata de poder extraer más G, sino de poder pasar de 1 a máximo G más rápido.Es causado simplemente por el centro de gravedad de popa independientemente del diseño de las alas (las alas barridas hacia adelante solo ayudaron a colocar el centro de sustentación hacia adelante en este caso).
• Ahhh, gracias por esa diferenciación. Esta ubicación del centro de gravedad causa la inestabilidad de tono que mencioné
• @JanHudec: Las características aeroelásticas de las alas barridas hacia adelante aumentan cualquier desviación del estado recortado: si se inclina hacia arriba, las puntas de las alas se retorcerán y aumentarán la momento de lanzamiento. Pero eso cambia el problema de control ahora a detener el movimiento de lanzamiento.
• Y el x-29 fue controlado por una computadora. Si no fuera ‘ t para el intenso monitoreo de los sistemas informáticos y el ajuste de cada superficie de control CONSTANTEMENTE, se colapsaría y se quemaría bastante rápido.
• ¿Se ha utilizado este diseño en alguna sistemas automatizados, como drones? Me parece que si se requiere una computadora para estabilizar el avión, los beneficios de la maniobrabilidad extendida podrían cosecharse si el avión estuviera completamente controlado por computadora.

Ventajas:

• El traspaso del larguero del ala se puede colocar en la popa de la cabina, por lo que se puede aumentar la altura de la cabina. Esto es importante para aviones del tamaño de un jet comercial.
• La capa límite en las puntas no se ve afectada por el ala interior. La controlabilidad se puede mantener hasta la pérdida.
• Los efectos aeroelásticos aumentarán los comandos de control. Esto lo convierte en un fuselaje muy receptivo.

Sin embargo, están directamente relacionados con estas desventajas:

• La pérdida se producirá primero en el interior, lo que resultará en una pitch-up. Si la cola no puede compensar, la pérdida es irrecuperable.
• Los efectos aeroelásticos fomentarán el aleteo. Si se encuentra que la velocidad de aleteo es demasiado baja, el ala debe hacerse más rígida, lo que resulta en un aumento de peso.

Estas dos desventajas fácilmente superan las ventajas de la mayoría de los diseños. El primer diseño de barrido hacia adelante, el Junkers 287 , necesitaba un ala forjada y masiva para lograr rigidez. El manejo fue excelente, pero el rendimiento en general fue deficiente.

_{Ju-287 con alas copetudas y cohetes debajo de los motores de las alas. El trípode delante de la vertical sostiene una cámara con carenado para la observación en vuelo de los mechones. (imagen fuente )}

Si se combina con una cola en T, la posición de popa de la raíz de un ala barrida hacia adelante asegurará que la cola esté detrás de la raíz del ala en un ángulo de ataque alto, lo que puede resultar en una pérdida profunda .

Las mejores alas de barrido hacia adelante se pueden encontrar en la naturaleza: los pájaros moverán la punta de sus alas hacia adelante si quieren lanzarse hacia arriba y crear mucha sustentación. Especialmente para aterrizajes cortos, el ala barrida hacia adelante es ideal cuando las piernas están en el suelo en el momento de la pérdida del ala.

Comentarios

• Un avión con alas barridas y ningún lavado o lavado se levantará cuando se cala, sin importar si las alas se mueven hacia atrás o hacia adelante; para aviones con barrido hacia adelante, esto se debe a que las raíces se estancan primero (como usted señala), mientras que para aviones con barrido hacia atrás, es ‘ s porque las puntas de las alas atasco primero.
• @Sean; Si. Lea todo al respecto aquí .

Para una descripción general del libro de texto: http://www.desktop.aero/appliedaero/potential3d/FSW.html

Tenga en cuenta que el Hansa Jet en realidad era un avión de producción que usaba el ala en flecha hacia adelante, y 2 tipos de planeadores que volaba regularmente también tenían alas en flecha hacia adelante (por razones de visibilidad: Schleicher Ka7 y Ka13).

R.

Comentarios

• Sería bueno si copiara los puntos clave de el artículo vinculado en el texto.
• El ala inclinada hacia adelante en los planeadores biplaza es principalmente para colocar al piloto trasero en el centro de gravedad, de modo que el avión pueda ser volado por un solo piloto sin agregar lastre. Una mejor visibilidad es solo un efecto secundario agradable.
• El enlace está muerto ahora.

También el Zlin 142 tiene un ala inclinada hacia adelante.

No por razones aerodinámicas, sino para colocar a los pilotos en el centro de gravedad y el mástil detrás de ellos.

Los planeadores Blanik L-13 y Scheibe Bergfalke tenían alas inclinadas hacia adelante, parece que ayuda a agregar libertad al establecer el centro de gravedad con respecto al centro de presión y la ubicación de los pilotos . Las ventajas de las alas en flecha hacia adelante pueden estar principalmente en el rango de baja velocidad, despegue y aterrizaje.No estoy muy seguro de que el Ju-287 sea un fracaso, hay informes de que alcanzó los 1000 km / h en manos soviéticas, bueno para un bombardero, pero el desarrollo del concepto se suspendió, es posible que hayan encontrado algunos problemas graves. Un avión estadounidense sin cola de finales de los 40 usó este arreglo, NASA / NACA, el repositorio de Cranfield tiene documentos al respecto, también existen videos de YouTube