Quais são as vantagens de uma asa voltada para a frente em relação a uma asa voltada para trás?

Houve apenas algumas aeronaves construídas com asas viradas para frente. Mais notavelmente foi o X-29, que você retratou acima. A Rússia / URSS construiu mais um recentemente em 1997, o Sukhoi Su-47. Uma das maiores reivindicações quanto à superioridade ou vantagem de uma asa virada para a frente era o aumento da capacidade de manobra. No entanto, no caso do X-29, conforme observado na Avaliação das qualidades de vôo da aeronave de pesquisa X-29A ,

A instabilidade de alto passo da fuselagem levou a amplas previsões de extrema capacidade de manobra. Essa percepção se manteve nos anos que se seguiram ao fim dos testes de vôo. Os testes da Força Aérea não apoiaram essa expectativa. Para que o sistema de controle de vôo mantenha todo o sistema estável, a capacidade de iniciar uma manobra facilmente precisa ser moderada. Isso foi programado no sistema de controle de vôo para preservar a capacidade de interromper a rotação de lançamento e evitar que a aeronave partisse fora de controle. Como resultado, todo o sistema voado (com o sistema de controle de vôo também no loop) não pode ser caracterizado como tendo qualquer aumento especial de agilidade. Concluiu-se que o X-29 poderia ter maior agilidade se tivesse atuadores de superfície de controle mais rápidos e / ou superfícies de controle maiores.

O Su-47 era de fato uma aeronave altamente manobrável, capaz de puxar 9 Gs, no entanto, seu predecessor imediato, o Sukhoi Su-37, era capaz de puxar 10 Gs . Portanto, não está claro se uma asa virada para frente tem algum impacto positivo real na capacidade de manobra.

No entanto, as características de estol são muito diferentes. O ar tende a viajar em direção à extremidade posterior da asa. Em uma configuração padrão (Asa varrida para trás), isso naturalmente se move da raiz da asa para a ponta da asa. Em uma asa varrida para frente, entretanto, isso se move da ponta da asa para a raiz da asa.

Como resultado, a perigosa condição de estol de ponta de um reverso o design de varredura torna-se um estol de raiz mais seguro e controlável em um design de varredura para frente. Isso permite o controle total do aileron, apesar da perda de sustentação, e também significa que os slots da borda de ataque indutores de arrasto ou outros dispositivos não são necessários. os vórtices e o arrasto que os acompanha são reduzidos, em vez disso a fuselagem atua como uma cerca de asa muito grande e, uma vez que as asas são geralmente rger na raiz, isso melhora a sustentação permitindo uma asa menor. Como resultado, a capacidade de manobra é melhorada, especialmente em ângulos de ataque elevados. Em velocidades transônicas, as ondas de choque se acumulam primeiro na raiz e não na ponta, novamente ajudando a garantir o controle eficaz do aileron.

Devido à capacidade do X -29 para ter as pontas de suas asas dobradas quando em ângulos de ataque elevados, o X-29 permanecia controlável em um ângulo de ataque de 67 graus. No entanto, graças aos avanços modernos na vetorização de empuxo, o F-22 Raptor é capaz de sustentar um ângulo de ataque de mais de 60 graus.

Com instabilidade inerente e problemas com tensões extras em Se o avião tiver ganhos de instabilidade apenas moderados ou supostos, mas não observados, é improvável que veremos aeronaves de combate com asas abertas em qualquer momento no futuro próximo. Outras tecnologias possibilitaram um desempenho semelhante ou aprimorado sem a necessidade de novos conceitos.

Comentários

• A capacidade de manobra de que você está falando aqui não é sobre ser capaz de puxar mais G, mas sobre ser capaz de fazer a transição de 1 para o máximo G mais rápido.É causado simplesmente pelo centro de gravidade da popa, independentemente do design da asa (as asas inclinadas para a frente apenas ajudaram a colocar o centro de sustentação para a frente neste caso).
• Ahhh, obrigado por essa diferenciação. Este posicionamento do centro de gravidade causa a instabilidade de inclinação que mencionei
• @JanHudec: As características aeroelásticas das asas inclinadas para frente aumentam qualquer desvio do estado aparado: Se ele se inclinar para cima, as pontas das asas irão torcer e aumentar o momento de aumento. Mas isso muda o problema de controle agora para parar o movimento de lançamento.
• E o x-29 era controlado por um computador. Se não fosse ‘ t para o intenso monitoramento de sistemas de computador e ajuste de cada superfície de controle CONSTANTE, ele travaria e queimaria muito rapidamente.
• Este projeto foi usado em algum sistemas automatizados, como drones? Parece-me que, se for necessário um computador para estabilizar o avião, os benefícios da capacidade de manobra estendida poderiam ser colhidos se o avião fosse totalmente controlado por computador.

Vantagens:

• A longarina da asa pode ser colocada na popa da cabine, para que a altura da cabine possa ser aumentada. Isso é importante para aeronaves do tamanho de um jato executivo.
• A camada limite nas pontas não é afetada pela asa interna. A controlabilidade pode ser mantida até estagnar.
• Os efeitos aeroelásticos aumentam os comandos de controle. Isso torna a estrutura do avião muito responsiva.

No entanto, eles estão diretamente ligados a estas desvantagens:

• A paralisação acontecerá primeiro a bordo, o que resultará em um suba. Se a cauda não puder compensar, o estol é irrecuperável.
• Os efeitos aeroelásticos irão estimular a vibração. Se a velocidade de flutter for considerada muito baixa, a asa precisa ser mais rígida, resultando em um aumento de peso.

Essas duas desvantagens facilmente superam as vantagens da maioria dos projetos. O primeiro design de varredura para frente, o Junkers 287 , precisava de uma asa massiva e forjada para obter rigidez. O manuseio foi ótimo, mas o desempenho geral foi ruim.

_{Ju-287 com asas adornadas e foguetes abaixo dos motores das asas. O tripé à frente da vertical segura uma câmera com cobertura para observação dos tufos em vôo. (imagem fonte )}

Se combinada com uma cauda em T, a posição à ré da raiz de uma asa avançada irá garantir que a cauda esteja atrás da raiz da asa em um alto ângulo de ataque, o que pode resultar em um estol profundo .

As melhores asas viradas para a frente podem ser encontradas na natureza: os pássaros irão mover as pontas das asas para a frente se quiserem se inclinar para cima e criar muita sustentação. Especialmente para pousos curtos, a asa virada para a frente é ideal quando as pernas estão no solo no momento da estol da asa.

Comentários

• Uma aeronave com asas varridas e nenhum washout ou washin se acumulará quando parar, não importa se as asas são movidas para trás ou para frente; para aeronaves com varredura para frente, isso se deve ao estolamento das raízes primeiro (como você assinalou), enquanto para aeronaves com varredura para trás, ‘ é devido às pontas das asas pare primeiro.
• @Sean; sim. Leia tudo sobre isso aqui .

Para uma visão geral do livro de texto: http://www.desktop.aero/appliedaero/potential3d/FSW.html

Observe que o Hansa Jet, na verdade foi um avião de produção usando a asa de varredura para frente, e 2 tipos de planadores que voei regularmente também tinham asas de varrida para frente (por razões de visibilidade: Schleicher Ka7 e Ka13).

R.

Comentários

• Seria bom se você copiasse os pontos-chave de o artigo vinculado ao texto.
• A asa virada para a frente em planadores de dois lugares é principalmente para colocar o piloto traseiro no centro de gravidade, de forma que o avião possa ser pilotado por um único piloto sem adicionar lastro. Melhor visibilidade é apenas um efeito colateral agradável.
• O link está morto agora.

Além disso, o Zlin 142 tem asa de varredura para frente.

Não por razões aerodinâmicas, mas para colocar os pilotos no centro de gravidade e a longarina atrás deles.

Os planadores Blanik L-13 e Scheibe Bergfalke tinham asas inclinadas, parece que ajuda a adicionar liberdade ao definir o centro de gravidade em relação ao centro de pressão e à colocação dos pilotos . As vantagens das asas inclinadas para frente podem ser principalmente na faixa de baixa velocidade, decolagem e pouso.Não estou muito certo de que Ju-287 seja um fracasso, há relatos de que atingiu 1 “000 km / h nas mãos soviéticas, bom para um bombardeiro, mas o desenvolvimento do conceito foi interrompido, eles podem ter encontrado alguns problemas graves. Um avião americano sem cauda do final dos anos 40 usou esse arranjo, NASA / NACA, o repositório Cranfield tem documentos sobre isso, também existem vídeos no YouTube