cola en V

La cola en V (a veces llamada cola de mariposa ^{[ 1 ]} o cola en V de Rudlicki ^{[ 2 ]} ) de una aeronave es una disposición no convencional de las superficies de control de la cola que reemplaza las superficies verticales y horizontales tradicionales con dos superficies dispuestas en una configuración en forma de V. No se utiliza ampliamente en el diseño de aeronaves. El borde posterior de cada superficie doble es una superficie de control articulada llamada timón de profundidad , que combina las funciones de un timón de dirección y un elevador .

La cola en V fue inventada en 1930 por el ingeniero polaco Jerzy Rudlicki ^{[ 2 ]} y se probó por primera vez en un avión de entrenamiento Hanriot HD.28 , modificado por el fabricante aeroespacial polaco Plage y Laśkiewicz en el verano de 1931.

Las superficies de 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.

Idealmente, con menos superficies que una cola convencional de tres perfiles aerodinámicos o una cola en T , la cola en V es más ligera y tiene menor área de superficie mojada , por lo que produce menor resistencia inducida y parásita . Sin embargo, los estudios de la NACA indicaron que las superficies de la cola en V deben ser mayores de lo que sugeriría una simple proyección en los planos vertical y horizontal, de modo que el área mojada total sea aproximadamente constante; la reducción de las superficies de intersección de tres a dos produce, sin embargo, una reducción neta de la resistencia debido a la eliminación de parte de la resistencia por interferencia . ^{[ 5 ]}

Los aviones a reacción ligeros como el Cirrus Vision SF50 , el Eclipse 400 , el Sonex SubSonex o aviones a reacción más grandes, como el dron aéreo no tripulado Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk, suelen tener el motor ubicado fuera de la aeronave. En estos casos, se utilizan colas en V para evitar colocar el estabilizador vertical en el escape del motor, lo que interrumpiría el flujo de los gases de escape, reduciendo el empuje y aumentando el desgaste del estabilizador, lo que podría provocar daños con el tiempo. ^{[ 6 ]}

En los aviones militares, las colas en V reducen el número de ángulos rectos en una aeronave, mejorando sus características de sigilo . ^{[ 7 ]}

A mediados de la década de 1980, la Administración Federal de Aviación (FAA) reevaluó el Beechcraft Bonanza de cola en V debido a problemas de seguridad. Si bien el Bonanza cumplía con los requisitos de certificación iniciales, tenía un historial de desintegraciones fatales en el aire durante situaciones de estrés extremo, con una frecuencia superior a la norma aceptada. El modelo fue declarado aeronavegable y se eliminaron las restricciones después de que Beechcraft emitiera una modificación estructural como Directiva de Aeronavegabilidad . ^{[ 8 ]}

Los aviones con cola en V requieren fuselajes traseros más largos que los aviones con empenajes convencionales para evitar el guiñada . Esta tendencia, denominada "serpenteo", se hizo evidente durante el despegue y el aterrizaje del Fouga CM.170 Magister , que tiene un fuselaje relativamente corto.

Los timones de profundidad son las superficies de control de un avión con configuración de cola en V. Se ubican en el borde de salida de cada uno de los dos perfiles aerodinámicos que componen la cola del avión. El primer uso de timones de profundidad pudo haber sido en la cola en X del Coandă-1910 , aunque no hay pruebas de que la aeronave haya volado alguna vez. ^{[ 9 ]} El posterior Coandă-1911 voló con timones de profundidad en su cola en X. ^{[ 10 ]} Más tarde , el ingeniero polaco Jerzy Rudlicki diseñó los primeros timones de profundidad prácticos en 1930, probados en un entrenador Hanriot HD.28 modificado en 1931.

El nombre es una combinación de las palabras "timón" y "elevador". En la configuración de cola de un avión convencional, el timón proporciona el control de guiñada (horizontal) y el elevador proporciona el control de cabeceo (vertical).

Los timones de profundidad proporcionan el mismo efecto de control que las superficies de control convencionales, pero a través de un sistema de control más complejo que las acciona al unísono. El guiñada, que mueve la nariz hacia la izquierda, se produce en una cola en V vertical moviendo los pedales hacia la izquierda, lo que desvía el timón de profundidad izquierdo hacia abajo y a la izquierda, y el derecho hacia arriba y a la izquierda. Lo contrario produce guiñada hacia la derecha. El cabeceo hacia arriba se produce moviendo la columna de control o la palanca hacia atrás, lo que desvía el timón de profundidad izquierdo hacia arriba y a la derecha, y el derecho hacia arriba y a la izquierda. El cabeceo hacia abajo se produce moviendo la columna de control o la palanca hacia adelante, lo que induce los movimientos opuestos de los timones de profundidad. ^{[ 11 ]}

• cola cruciforme
• cola de pelícano
• Cola en T
• Cola doble

• Aerodinámica simple de la cola en V, de "Flying the Beech Bonanza" de John C. Eckalbar