La cola en V o cola en V (a veces llamada cola de mariposa [1] o cola en V de Rudlicki [2] [ cita requerida ] ) 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 usa ampliamente en el diseño de aeronaves. El borde trasero de cada superficie doble es una superficie de control con bisagras llamada timón elevador, que combina las funciones de un timón y un elevador .
La cola en V fue inventada en 1930 por el ingeniero polaco Jerzy Rudlicki [2] y fue probada por primera vez en un entrenador Hanriot HD.28, modificado por el fabricante aeroespacial polaco Plage y Laśkiewicz en el verano de 1931. [ cita requerida ]
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.
El avión convencional con cola en V más popular que se ha producido en masa es el Beechcraft Bonanza Model 35, a menudo conocido como V-tail Bonanza 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 los Vasamas de producción tenían una cola cruciforme . [3]
El Blohm & Voss P 213 Miniaturjäger fue uno de los primeros aviones en tener 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 incorporarían posteriormente este tipo de cola. Los ultraligeros Ultraflight Lazair , de los que se fabricaron más de 2000, presentaban una cola en V invertida, que también transportaba el tren de aterrizaje trasero. [4]
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 menos área de superficie mojada , por lo que produce menos resistencia inducida y parásita . Sin embargo, los estudios de NACA indicaron que las superficies de la cola en V deben ser más grandes de lo que sugeriría la simple proyección en los planos vertical y horizontal, de modo que el área mojada total sea aproximadamente constante; sin embargo, la reducción de las superficies de intersección de tres a dos produce una reducción neta en la resistencia a través de la eliminación de cierta resistencia por interferencia . [5]
Los aviones a reacción ligeros como el Cirrus Vision SF50 , el Eclipse 400 , el Sonex SubSonex o los aviones a reacción más grandes, como el avión no tripulado no tripulado Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk , a menudo tienen el motor ubicado fuera de la aeronave. 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 podría provocar daños con el tiempo. [6]
En los aviones militares, las colas en V reducen el número de ángulos rectos de una aeronave, mejorando sus características de sigilo . [7]
A mediados de la década de 1980, la Administración Federal de Aviación reevaluó el Beechcraft Bonanza debido a problemas de seguridad. Si bien el Bonanza cumplió con los requisitos iniciales de certificación, tenía un historial de roturas fatales en el aire durante situaciones de estrés extremo, a una tasa que excedía la norma aceptada. El modelo fue considerado apto para volar 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 cabeceo . [ cita requerida ] Esta tendencia, llamada "serpenteo", era evidente al despegar y aterrizar en el Fouga CM.170 Magister , que tiene un fuselaje relativamente corto. [ cita requerida ]
Los elevadores de timón son las superficies de control de un avión con una configuración de cola en V. Están ubicados en el borde de salida de cada uno de los dos perfiles aerodinámicos que forman la cola del avión. El primer uso de elevadores de timón puede haber sido en la cola en X del Coandă-1910 , aunque no hay pruebas de que el avión haya volado alguna vez. [9] El posterior Coandă-1911 voló con elevadores de timón en su cola en X. [10] El ingeniero polaco Jerzy Rudlicki diseñó los primeros elevadores de timón prácticos en 1930, probados en un entrenador Hanriot HD.28 modificado en 1931.
El nombre es una combinación de las palabras "rudder" (timón) y "elevator" (profundímetro). En una configuración de cola de avión convencional, el timón proporciona control de guiñada (horizontal) y el elevador proporciona control de cabeceo (vertical).
Los elevadores de timón 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. El movimiento de guiñada del morro hacia la izquierda se produce en una cola en V vertical moviendo los pedales hacia la izquierda, lo que desvía el elevador de timón izquierdo hacia abajo y hacia la izquierda y el elevador de timón derecho hacia arriba y hacia la izquierda. Lo opuesto produce un movimiento de guiñada hacia la derecha. El cabeceo del morro hacia arriba se produce moviendo la columna de control o la palanca hacia atrás, lo que desvía el elevador de timón izquierdo hacia arriba y hacia la derecha y el elevador de timón derecho hacia arriba y hacia la izquierda. El cabeceo del morro hacia abajo se produce moviendo la columna de control o la palanca hacia adelante, lo que induce los movimientos opuestos del elevador de timón. [11]
