El ala de vuelo del es la designación genérica dada para una configuración de ala fija de los aviones que sea capaz de vuelo estable, controlable sin la ayuda de las superficies de elevación con excepción del ala principal sí mismo, es decir, sin ninguna superficie estabilizadora horizontal auxiliar tal como un " " del plano de cola ;, " del estabilizador ; foreplane", o una segunda ala montó en tándem.
Un ala de vuelo también carece un fuselage, aunque puede tener uno o más “vainas rudimentarias” o “barquillas” que extienden apenas del ala sí mismo. En esta disposición, la mayor parte de la carga útil se transporta dentro del ala principal, este 3ultimo que abarca la mayor parte de su volumen estructural. Un ala de vuelo pura también carece cualquier estabilizador vertical o el " fin", aunque los aviones que tienen tales aletas comúnmente también se refieran como alas de vuelo.
La designación menos restrictiva del " " Tailless de los aviones ; incluye el tipo del ala de vuelo y cualquier otro avión sin los estabilizadores o los estabilizadores o una segunda ala en tándem, pero permite un fuselage integral del cojinete de la carga útil.
Históricamente, el ala de vuelo ha sido defendida por muchos como potencialmente la configuración más eficiente de los aviones desde el punto de vista de la aerodinámica y del peso estructural. Se discute que la ausencia de cualquier componente de los aviones con excepción del ala proporcione naturalmente estas ventajas. Por una parte, el ala de avión debe poder proporcionar estabilidad del vuelo y controlar el " por el itself", un requisito que impone en la práctica restricciones adicionales al problema del diseño del ala. Por lo tanto, los aumentos previstos en peso y la reducción de la fricción pueden estar parcialmente o enteramente negada debido al diseño compromete necesario para proporcionar estabilidad y control.
Ediciones de diseño
Aunque la discusión sobre los aviones del ala de vuelo rodee generalmente el equilibrio entre el funcionamiento aerodinámico/del peso y los requisitos de la estabilidad/del control, ésos son de ninguna manera los únicos factores de diseño importantes. Otras ediciones, tales como (pero no limitado) compresibilidad de alta velocidad efectúan, volumen útil de la carga útil, presurización, satisfacción de la cabina de los requisitos de seguridad de la certificación y el riesgo industrial/comercial, debe también entrar en el juego para determinar independientemente de si la configuración del ala de vuelo es la mejor solución para una misión dada de los aviones.
Uno debe distinguir entre los tipos de diferenciación de alas de vuelo y su uso. Los tres tipos generales son las alas barridas parte posterior recta de las alas y el ala Delantero-barrida de las alas de delta A es también teóricamente posible. Entonces uno debe definir su uso en cuanto a el cargamento de ala de la velocidad y .
Un ala barrida delantera no la parada una extremidad de ala en de poca velocidad, no obstante tiende a transferir sus problemas al extremo superior de la gama de velocidad - por ejemplo debe ser hecha adicional-rígida para evitar los efectos de desestabilización de la aeroelasticidad .
No hay necesidad del reflejo si el elevador es bastante de gran alcance proporcionar el reflejo para cualquier velocidad es necesaria. Un peso móvil entonces entra en el juego en el ajuste de la cantidad de reflejo que dé el mejor cociente de la fricción, para dar las características óptimas del vuelo que hacen el ala de vuelo lejos más eficiente.
Estabilidad
La estabilidad se puede definir en vuelo libremente como la capacidad de un avión de recuperar su estado original del vuelo después de sufrir una perturbación transitoria de la fuerza externa, tal como impuesto por las ráfagas de viento o la entrada de control experimental arbitraria. Estos últimos años, los sistemas de mandos de vuelo automático se han utilizado para alcanzar que meta con relativamente pocas limitaciones (véase la estabilidad relajada ), pero a expensas de la sofisticación del sistema, como en el caso de la mayoría de los aviones de combate modernos . Sin embargo, el " traditional" la manera de proporcionar estabilidad es diseñar las características de la distribución aerodinámica y en masa de los aviones de una manera tal que sean intrínsecamente estables cuando en vuelo (véase el diedro ).Como primer requisito para eso, los aviones deben ser el estáticamente estable: siempre que se disturbe de su trayectoria de vuelo, el aerodinámico fuerza y los momentos deben presentarse en las direcciones que tienden a traer los aviones de nuevo a su estado original del vuelo. Un ejemplo simplificado clásico es el de una flecha en vuelo. La flecha se construye tales que su centro de gravedad (CG) está colocado en un punto que sea delante del punto donde está aplicado el resultado de fuerzas aerodinámicas, su centro aerodinámico (CA). Siempre que la flecha se alinee mal al viento relativo debido a un cierto disturbio, el aumento en la fuerza aerodinámica resultante (elevación) en la CA produce un momento alrededor del CG que tiende a hacer que la flecha realinea al flujo relativo.
Como la flecha, cualquier avión se puede hacer estáticamente establo, sin importar su configuración externa, con tal que su centro aerodinámico (AC) mienta detrás del centro de gravedad (CG). La diferencia principal entre los dos panoramas es que, desemejante de la flecha, los aviones deben generar continuamente una fuerza de la elevación que se oponga a su peso, haciendo vuelo continuo posible. Por lo tanto, un avión tiene en vuelo un componente omnipresente del momento alrededor de su CG, debido a la fuerza de elevación que genera en un cierto punto detrás de él. Un momento de oposición se debe generar para alcanzar el balance, en un proceso genéricamente designado " " del ajuste ;.
Para convencional, " tailed" las configuraciones de los aviones, el momento del ajuste son proporcionadas por las superficies de elevación auxiliares: horizontal y vertical (" fins") estabilizadores, generalmente montados atrás en los fuselages relativamente largos. Las fuerzas produjeron por tales superficies pueden ser variadas ajustando su incidencia o a través de las superficies de control del uso, bajo la forma de secciones movibles del borde de fuga/posterior tales como elevadores y timones que el arreglo proporciona una manera absolutamente conveniente de producir momentos del ajuste y del control, puesto que las fuerzas relativamente pequeñas en las superficies de la cola son requerido debido al " del fuselage; arm" de la palanca; disponible.
Las alas de vuelo deben proporcionar el ajuste y controlar momentos sin tal sistema de la superficie/del fuselage. Eso es de ninguna manera imposible, pero la pregunta central es si puede ser hecha mientras que preserva un nivel aerodinámico de la eficacia arriba bastante para no reducir o para no negar los aumentos esperados de la ausencia del fuselage.
Hay dos soluciones bien conocidas para el ajuste longitudinal de las alas de vuelo: Uso del
las formas de la superficie de sustentación de la sección del ala que producen una cierta cantidad de " nariz-up" momento del cabeceo. " generalmente llamado; reflex" las superficies de sustentación, confían generalmente en un cierto nivel de cargamento aerodinámico reducido o aún invertido (es decir " down" de elevación;) en la región del borde de fuga/posterior para producir el efecto de un " tail" incorporado;. Aunque haya los diseños viables que confían completamente en esta clase de solución, como el Fauvel y la serie de los aviones de Marske de sailplanes, el uso de tales superficies de sustentación se mira generalmente como no muy eficiente. El requisito de generar los impactos favorables de las causas del momento del cabeceo tales como fricción creciente y elevación máxima reducida, creídas por muchos para no ser una compensación ventajosa para el diseño total. Por una parte, no hay probablemente trabajo publicado que prueba definitivamente esas desventajas basadas en hechos y datos reales, para un sistema ancho de panoramas del uso.
Mandos de vuelo
Los mandos de vuelo se pueden definir como la capacidad de proporcionar fuerzas y momentos alrededor del centro de gravedad de los aviones para cambiar su estado del vuelo como sea necesario. Los cambios de estado del vuelo se pudieron definir en varias maneras, tales como dirección del vuelo, altitud o actitud cambiante concerniente a la tierra. Los estados constantes del vuelo (ajustado) equilibrado son cambiados generalmente a partir del uno a otro por el uso de los cambios de las fuerzas y de los momentos de control.Según lo mencionado antes, la solución convencional del tener un fuselage proporciona una manera conveniente de generar momentos del control a través de las superficies de control movibles instaladas en las superficies auxiliares, generalmente elevadores para el control de echada, timones para el control de desvío y alerones para el control de rodillo. Tales superficies de control varían la elevación local generada en las superficies o el ala sí mismo, sobre los brazos de momento relativamente grandes, que proporcionan los momentos necesarios del control.
Sin embargo, en la ausencia de " arm" largo del momento; los fuselages, alas de vuelo tienen que recurrir generalmente a otros medios de generar momentos del control. Ese significa generalmente que variaciones más grandes de la fuerza de elevación están requeridas para compensar los brazos de momento disponibles más cortos para el control de la echada y de desvío. Esas variaciones más grandes agregan a la dificultad del problema del diseño, puesto que afectan generalmente a funcionamiento de vuelo. Por lo tanto, es común encontrar los diseños del ala de vuelo que recurren al " unusual" esquemas de los mandos de vuelo. Por ejemplo, sin un “timón vertical”, un ala de vuelo pura podía confiar en alerones en las piezas externas del ala para dar vuelta “frenando” un lado del plano solamente.
Historia
La configuración del ala de vuelo ha sido considerada seriamente por muchos diseñadores de los aviones desde los años de la aviación, probablemente debido a su súplica natural como solución mínima del diseño. Un ejemplo temprano de un diseño práctico era el ala de vuelo de Freel diseñada en los años 30.
La configuración fue estudiada extensivamente en los años 30 y los años 40, cuando fue visto como solución natural al problema de construir un avión de pasajeros bastante grande para llevar una carga razonable del pasajero y bastante combustible para cruzar el atlántico en servicio regular. El volumen interno potencialmente grande y la fricción baja del ala de vuelo le hicieron el " un natural" para este papel, y estaban profundizado estudiada al lado de Gato Northrop y de Cheston L. Eshelman en el Estados Unidos, y el Alexander Lippisch y los hermanos de Horten en el Alemania, en donde los Junkers de Hugo tenían en 1910 patentados un concepto del transporte aéreo del ala-solamente.
Los Junkers comenzaron el trabajo en 1919 en su " Giant" El diseño JG1, previsto para asentar a pasajeros dentro de las alas gruesas, pero en 1921 la Comisión aeronáutica aliada del control pidió el JG1 incompleto destruida para exceder límites de la posguerra del tamaño en los aviones alemanes. Los Junkers concibieron las alas de vuelo futuristas para hasta 1.000 pasajeros; el más cercano que éste vino a la realización estaba en el avión de pasajeros 1931 de Grossflugzeug seater de los Junkers G-38 34, que obviamente tenía una conclusión corta del fuselage en una cola doble, pero para el resto consistió principalmente fuera de una ala grande del grueso-acorde que proporcionó el espacio para el combustible, los motores e incluso dos cabinas de pasajero (interior el borde delantero de los paneles del ala interior). El plano de tierra más grande de su día, y apodado “el hotel del vuelo” un G-38 incorporó servicio con Lufthansa; No era un éxito comercial sin embargo. Solamente dos aviones de pasajeros fueron construidos aunque Mitsubishi en Japón adquiriera las derechas de la autorización y construyera varios (algunas fuentes indican 6) G-38s, como bombarderos bajo la designación Ki-20 o tipo 92. De Junkers poseer G38 uno fue puesto a tierra, el otro fue puesto al uso de los militares como transporte pesado y destruido por un ataque aéreo británico en Atenas en 1941.
Varios los diseños militares alemanes de la tarde-guerra fueron basados en el concepto del ala de vuelo (o variaciones de él) como solución propuesta para prolongar la gama de los aviones engined del jet de otra manera muy de corto alcance . El más famoso de éstos ser el combatiente de Horten Ho 229 . Este avión, primero volado en 1944, combinado un ala de vuelo, o Nurflügel, diseño con los motores birreactores. Sigue habiendo el prototipo de la supervivencia en almacenaje con el instituto de Smithsonian en un estado unrestored.
Después de la guerra, un número de diseños experimentales fueron basados en el concepto del ala de vuelo, pero un número de problemas se presentaron. AlguÌn de interés general permanecida hasta los comienzos de los años 50, cuando el concepto había sido propuesto mientras que una solución del diseño para largo tendencias de los bombarderos de la gama tales culminó en el YB-35 de Northrop y el YB-49, que no incorporaron la producción. Esos diseños no ofrecieron una gran ventaja en gama y no presentaron necesario un número de problemas técnicos, llevando a la adopción del " conventional" las soluciones tienen gusto B-36 de Convair y B-52 de Boeing .
El interés en la configuración del ala de vuelo fue renovado en los años 80 como manera de diseñar los aviones con secciones representativas bajas de la reflexión del radar . La tecnología de la cautela confía en las formas que reflejan solamente ondas de radar en ciertas direcciones, así haciendo los aviones duros detectar a menos que el receptor del radar esté en una posición específica concerniente a los aviones - una posición que cambie continuamente mientras que el avión se mueve. Fue encontrado rápidamente que los bordes rectos, especialmente la estructura cruciforme de la cola de los aviones convencionales, ondas de radar de la despedida del plano horizontal sobre el vertical, y de allí encendido directo de nuevo a la estación del transmisor/receptor. Además, los productos de motor de un jet convencional, y especialmente de su fuselage redondo, reflejan el radar en todas las direcciones, mientras que la superficie plana y casi-horizontal de un ala de vuelo refleja solamente el radar en unas par de direcciones específicas. Además, si los bordes de las alas son rectos algo que curvados, después ellos reflejar solamente el radar a los ángulos perpendiculares a estos segmentos rectos, algo que en todas las direcciones. Este acercamiento llevó eventual al bombardero de la cautela del alcohol B-2 de Northrop. En este caso, las ventajas aerodinámicas del ala de vuelo no son las necesidades primarias. Sin embargo, sistemas controlados por ordenador modernos del mandos eléctricos permitidos para muchas de las desventajas aerodinámicas del ala de vuelo ser reducido al mínimo, haciendo para un bombardero de largo alcance eficiente y estable.
Al parecer, todavía sigue habiendo el concepto del ala de vuelo en su mejor en la gama de velocidad del lento-a-medio, y ha habido interés continuo al usarlo pues un diseño táctico de Airlifter . El Boeing continúa trabajando en los proyectos de papel para un transporte clasificado mezclado C-130 Hércules del cuerpo Lockheed del ala con una mejor gama y sobre 1/3o más carga, mientras que mantiene las características de los mismos tamaños. Un número de compañías, incluyendo el Boeing, el McDonnell Douglas y el De Havilland hicieron el considerable trabajo del diseño sobre los aviones de pasajeros del vuelo-ala pero hasta la fecha ningunas han incorporado la producción.
Ver también
Lista de los aviones del ala de vueloPalo de Baynes
Cuerpo mezclado del ala
Vincent Burnelli - diseñador temprano para utilizar el " wing" del vuelo; concepto.
MANTA X-44 - El MANTA del proyecto del X-plano (avión multiaxial de la Ninguno-Cola) es el banco de pruebas para demostrar la viabilidad de la manipulación de la actitud de los aviones (echada, desvío y control de rodillo ) puramente por el 3D empujado vectoring .
Boeing X-48 - aviones del mezclar-ala-cuerpo en la fase de diseño
Northrop N-9M - aviones del vuelo de la supervivencia y un ala de vuelo experimentales para los bombarderos B-35 y B-49.
Ala de vuelo oblicua
Switchblade
Facetmobile
Cuerpo de elevación
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