Un avión de doble pluma tiene dos plumas auxiliares longitudinales. Estos pueden contener elementos auxiliares como tanques de combustible y/o proporcionar una estructura de soporte para otros elementos. Normalmente, los brazos de cola gemelos sostienen las superficies de la cola , aunque en algunos tipos, como el Rutan Modelo 72 Grizzly, los brazos van delante del ala. La configuración de doble brazo se diferencia de los diseños de doble fuselaje en que conserva un fuselaje central.
La configuración de doble brazo se diferencia del tipo de fuselaje doble porque tiene un fuselaje corto separado que alberga al piloto y la carga útil. Se ha adoptado para resolver varios problemas de diseño con el empenaje convencional para aviones con diferentes funciones.
Para un solo motor con una hélice en la configuración de empujador o un motor a reacción , una cola convencional requiere que la hélice o el escape se muevan muy hacia atrás, lo que requiere un eje de transmisión o un tubo de chorro muy largo y, por lo tanto, reduce la eficiencia de propulsión. La configuración de doble brazo permite una instalación mucho más corta y eficiente. [1] El Saab 21 se construyó originalmente como un tipo de propulsor y luego se adaptó a propulsión a reacción como el 21R . [2]
En estos diseños, el plano de cola (estabilizador horizontal) suele estar montado en lo alto sobre aletas traseras gemelas para mantenerlo alejado de la estela del motor. Los aviones espaciales suborbitales Scaled Composites SpaceShipOne y SpaceShipTwo adoptaron brazos gemelos con colas externas o estabilizadores horizontales externos (OHS) para mantener la estructura del avión libre de los gases de escape de los motores de cohetes, que se extienden más ampliamente.
También se han adoptado brazos gemelos para diseños bimotores en los que el sistema del motor incluye elementos adicionales voluminosos, como turbocompresores e intercambiadores de calor, que ocupan un gran volumen de espacio. Los ejemplos incluyen el Lockheed P-38 Lightning .
Para que una posición de observación o de artillería trasera tenga un campo de visión sin obstáculos, colocarla en la parte trasera de una cola convencional la mueve tan hacia atrás que surgen problemas con el centro de masa y el equilibrio del avión. La eliminación del empenaje convencional permite situar la posición trasera más adelantada, resolviendo el problema del equilibrio. Un ejemplo lo proporciona el Focke-Wulf Fw 189 .
Sin embargo, los brazos gemelos y el plano de cola puente todavía obstruyen el campo de visión hasta cierto punto y los cañones en esta posición están especialmente restringidos para disparar hacia los lados.
La carga y descarga de grandes mercancías o artículos de carga, como vehículos y contenedores, requiere puertas de acceso grandes. En los diseños convencionales, estas puertas deben ubicarse en el morro o en el costado del fuselaje, lo que requiere un refuerzo pesado de la estructura principal. Las puertas laterales limitan la longitud de un artículo al ancho de la puerta y el acceso también puede verse obstruido por motores o tren de aterrizaje. La configuración de doble brazo permite colocar una puerta grande en la parte trasera del fuselaje, libre de obstrucciones por el conjunto de cola, como en el Armstrong Whitworth AW.660 Argosy .
Sin embargo, el acceso a la puerta trasera sigue siendo limitado, especialmente para los camiones que dan marcha atrás, y a menudo se prefiere un fuselaje trasero convencional montado en alto.
Los brazos gemelos suelen ofrecer una mayor resistencia que una disposición convencional. También suelen ser menos profundos que el fuselaje y, por lo tanto, inherentemente menos rígidos, lo que requiere refuerzo adicional para mantener una posición rígida de la cola en el cabeceo. Por otro lado, se evitan efectos de vuelco en el estabilizador y éste se apoya en ambos extremos, permitiendo hacerlo más pequeño y ligero. Además, la carga de luz a lo largo del ala puede reducir las fuerzas estructurales entre las plumas y, por tanto, el peso total.
Algunos diseños modernos de alta eficiencia tienen brazos gemelos que distribuyen la carga a lo largo de la envergadura del ala y/o endurecen la estructura general. Capaz de volar sin parar alrededor del mundo, el Rutan Voyager era un diseño canard con hélice de tractor, en el que los brazos gemelos se extendían hacia adelante para apuntalar el avión de proa y hacia atrás para soportar aletas gemelas. El posterior Virgin Atlantic GlobalFlyer tenía propulsión a reacción pero con un alcance similar, todavía con grandes brazos gemelos para acomodar el combustible para aviones en una estructura liviana cargada por tramos, pero con una pequeña cola convencional en cada brazo.
Los diseños de brazos gemelos pueden rastrear su historia hasta las celosías de los brazos utilizados en muchos de los primeros aviones tipo cometa. Con el reconocimiento de la tremenda resistencia que estos imponían, durante la Primera Guerra Mundial se desarrollaron estructuras más compactas cubiertas de tela . Los principales ejemplos incluyen la serie Caproni de bombarderos trimotores .
Casi al mismo tiempo aparecieron los primeros fuselajes monocasco de madera , y no pasó mucho tiempo antes de que esta técnica se aplicara para proporcionar brazos gemelos. Posiblemente el primero de ellos fue el empujador Nieuport de antes de la guerra, que utilizaba papel impregnado con baquelita; sin embargo, los más exitosos fueron los AGO CI y C.II , que utilizaban una carcasa de madera más convencional, construida a partir de tiras de madera pegadas sobre un molde. Con el desarrollo de monocascos con revestimiento de aluminio estresado más adelante en la Primera Guerra Mundial, la misma técnica se extendió a los diseños de doble pluma, a partir de la década de 1920.
La mayoría de los primeros diseños usaban brazos gemelos para despejar una hélice montada en la parte trasera; sin embargo, incluso en la Primera Guerra Mundial, varios aviones más grandes los usaron para proporcionar al artillero la capacidad de cubrir la parte inferior de la cola sin tener que tener el peso en el mismo. extremo de la aeronave donde planteaba problemas de equilibrio y control.
Sólo en la Segunda Guerra Mundial, con el creciente predominio del transporte de objetos voluminosos y vehículos por vía aérea, se hizo evidente la utilidad de una puerta trasera, alineada con la cabina para facilitar la carga, y con ella, la utilidad de trasladar la estructura trasera del fuselaje a la parte trasera. laterales para evitar una altura excesiva en la parte trasera del fuselaje como en el planeador Gotha Go 242 .
Con el comienzo de la era del jet, la necesidad de dejar espacio libre para la hélice fue reemplazada por la necesidad de proporcionar un camino despejado para los gases de escape calientes. La eficiencia del motor a reacción se vio obstaculizada por largos conductos de admisión y escape, como se usaron en muchos de los primeros diseños, y una solución fue usar brazos gemelos para acortar los conductos de escape al mínimo, como los que De Havilland usó en sus exitosos aviones de combate Vampire y Venom. .
Un pequeño número de diseños utilizaban brazos gemelos por otras razones, siendo el más notable el Lockheed P-38 Lightning , cuyos brazos contenían turbocompresores de motor demasiado largos, que habrían dado lugar a una góndola inusualmente larga. El uso final para el desarrollo de una pluma gemela fue unir alas y canards de muy alta relación de aspecto como en el Rutan Voyager , para reducir la flexión y el peso necesario para limitarla. Además, al tener la masa de la mayor parte del combustible en la mitad de la envergadura, se reduce considerablemente las fuerzas sobre las alas, de la misma manera que lo hace el montaje de los motores en la mitad de la envergadura en la mayoría de los aviones de transporte.
A pesar de estos beneficios previstos, los auges gemelos siguen siendo inusuales. En la mayoría de los casos, las plumas son estructuralmente menos eficientes a la hora de proporcionar rigidez de cabeceo y producen más resistencia. En el caso de aquellos que utilizan brazos gemelos para mejorar el campo de tiro hacia abajo, esto lo reduce drásticamente lateralmente y, a menudo, directamente hacia atrás. Para el transporte, las barreras pueden facilitar el acceso al fuselaje, pero los camiones deben tener mucho cuidado para no golpear partes del avión a las que se acercan. Como resultado, el C-119 siguió siendo una anomalía, y la mayoría de los transportes exitosos de la posguerra, como el C-130 Hércules , volvieron a tener un solo fuselaje trasero.
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