Un ala cruciforme es un conjunto de cuatro alas individuales dispuestas en forma de cruz . La cruz puede adoptar dos formas: las alas pueden estar espaciadas de manera uniforme alrededor de la sección transversal del fuselaje, dispuestas en dos planos en ángulo recto, como en un misil típico , o pueden estar juntas en un solo plano horizontal alrededor de un eje vertical, como en el ala de rotor cruciforme o en el ala-X.
Los misiles propulsados por cohetes y chorros a menudo tienen una disposición cruciforme de alas delgadas en la que cuatro alas idénticas, delgadas y de baja relación de aspecto , están espaciadas de manera uniforme alrededor de un cuerpo largo y delgado. [1] Los misiles de ala cruciforme a veces se denominan armas de ala cruciforme (CWW) en contraste con las armas de ala plana (PWW).
Para alas de igual tamaño y forma, esto proporciona características aerodinámicas constantes independientemente del ángulo de giro o la dirección de giro del avión.
Sin embargo, debido a que sólo la mitad de la sustentación total de las cuatro superficies está disponible en una actitud determinada, la configuración es menos eficiente que la de un ala plana convencional.
El misil también puede tener pequeñas superficies de proa con canard cruciformes para el ajuste y/o control del vuelo. Estas pueden estar colocadas a 45° respecto del ala principal, para minimizar las interferencias.
Las propiedades aerodinámicas de una configuración tan esbelta de ala más cuerpo son diferentes de las de los elementos individuales y el diseño debe evaluarse como una forma unificada. Una característica de las fuerzas laterales fuera del eje es que son relativamente independientes del ángulo de cabeceo o guiñada. [2]
El ala del rotor cruciforme horizontal, también conocida como ala-X , es una forma del rotor detenido . [3]
Teledyne Ryan estudió el concepto en la década de 1970 y obtuvo varias patentes. [4] [5] El rotor de control de circulación del X-Wing se desarrolló a mediados de la década de 1970 con financiación de DARPA . El concepto fue desarrollado por primera vez por el Centro de Investigación y Desarrollo Naval David W. Taylor y un rotor experimental construido por Lockheed Corporation , para pruebas en el Sikorsky S-72 Rotor Systems Research Aircraft (RSRA). [6] [7]
El despegue vertical , como el de un helicóptero, se podía detener en pleno vuelo para que actuara como un ala cruciforme en forma de X que proporcionaba sustentación durante el vuelo hacia delante, ayudando a las alas fijas convencionales del RSRA. En lugar de controlar la sustentación alterando el ángulo de ataque de sus palas, como hacen los helicópteros más convencionales, la aeronave utilizaba aire comprimido alimentado por los motores y expulsado por sus palas para generar una superficie de ala virtual, similar a los flaps de una plataforma convencional. Las válvulas computarizadas se aseguraban de que el aire comprimido viniera del borde correcto del rotor, y el borde correcto cambiaba a medida que el rotor giraba. [8]
A finales de 1983, Sikorsky recibió un contrato para modificar el S-72 RSRA como banco de pruebas de demostración para el rotor del X-Wing y se puso en marcha en 1986. El programa se canceló dos años más tarde, después de que se hubiera instalado el X-Wing pero antes de que hubiera volado. [9] [10] [11]
Alrededor de 1980, la NASA estaba estudiando los aspectos técnicos de los vehículos aéreos no tripulados de larga duración alimentados con energía solar. Una configuración estudiada fue una de ala fija cruciforme de muy alta relación de aspecto con paneles solares montados a lo largo de un plano del ala. La nave podía girar en cualquier ángulo para seguir al sol, maximizando así la potencia disponible sin pérdida de sustentación. [12] [13]
Poco después de la Segunda Guerra Mundial, la compañía francesa Matra comenzó los estudios de un avión de geometría variable en el que se proporcionaron dos juegos de alas, uno para el despegue y aterrizaje a baja velocidad, y el otro para el vuelo a alta velocidad. Las alas de gran envergadura para el vuelo a baja velocidad se colocaron en ángulo recto con las alas de corta envergadura para el vuelo a alta velocidad. Un juego se colocó horizontalmente para su uso como alas de sustentación, mientras que el otro se colocó vertical. La sección del fuselaje de soporte se podía girar 90° para intercambiarlas, y el juego de alas no utilizado se podía plegar hacia atrás y retraer parcial o totalmente dentro del fuselaje. Fue patentado por el diseñador jefe de Matra, Robert Roger, en 1946. [14]
El ala bidireccional es un enfoque similar al mismo problema. Se compone de un ala de baja velocidad de gran envergadura y un ala de alta velocidad de corta envergadura unidas en forma de cruz desigual. La nave despegaría y aterrizaría con el ala de baja velocidad de frente al flujo de aire, luego la rotaría un cuarto de vuelta para que el ala de alta velocidad esté de frente al flujo de aire para el viaje supersónico. Se ha estudiado en forma de ala volante bidireccional . [15] [16]