fabio | 17 de Dezembro de 2020 às 17:28
Por que os V-Tails são usados?
Disclaimer : Este artigo é proveniente de anos de estudos e testes na utilização de V-tail.
A resposta simples é que eles podem ser mais eficientes do que uma cauda convencional. As caudas em V têm muito a seu favor, especialmente no departamento de arrasto. A teoria diz que os dois aerofólios montados diagonalmente de uma cauda em V podem realizar o mesmo trabalho que as três aletas separadas em uma empenagem convencional, mas com uma área combinada menor. Área menor, menos arrasto.
Como uma cauda em V tem apenas duas aletas, há uma interseção a menos entre as superfícies e uma ponta de asa a menos, então você obtém uma redução adicional na interferência e no arrasto da ponta.
Existem alguns aspectos das caudas em V que não caem no reino da vantagem ou desvantagem; são apenas diferenças que precisam ser consideradas. Um deles é o efeito diedro.
Uma cauda em V, por definição, tem muito diedro e isso complementa o efeito diedro da asa principal. Que tende a tornar a aeronave mais estável lateralmente, mas também a torna mais sujeita a Dutch Roll que é a oscilação da cauda ao mesmo tempo que a fuselagem oscila de um lado para o outro. Com uma cauda convencional, a solução seria aumentar a estabilidade direcional aumentando a área da cauda vertical. Esta não é uma opção para uma cauda em V, pois reduzir o ângulo 'V' para dar mais área de cauda 'vertical' também aumenta o efeito diedro e, portanto, não corrige o problema. Na verdade, a solução usual é uma 'cauda em Y' que adiciona uma pequena superfície de cauda vertical fixa para melhorar a estabilidade direcional.
Efeitos parasitas
Esse efeito adverso é demonstrado na imagem acima (em verde), ao mesmo tempo que é dado o comando de leme induzindo o avião para o lado desejado é também aplicada uma força de torção (parecida com a do aileron) isso faz com que o avião guine para dentro da curva.
Construção da Cauda em V
Apesar de ser aparentemente simples, a construção da cauda em V requer alguns cuidados, dentre eles o angulo de abertura, consideramos que quanto mais aberto este angulo mais teremos o comando de profundor, quanto mais fechado teremos o comando de leme, veja a tabela:
Angulo | Descrição |
90° | Ideal para modelos sem aileron e asa poliédrica pois o comando de leme fica bem evidente. |
100° | Um bom meio termo para maioria dos casos, exerce um bom equilíbrio entre os comandos de profundor e leme, ideal para modelos de competição onde se deseja um pouco mais de comando e menos efeitos parasitários. |
110° | O preferido dos construtores, neste caso a cauda em V mostra suas maiores qualidades mesmo que os efeitos parasitários sejam mais evidentes. Muito utilizando em modelos com diedro e asa reta. Nesse angulo podemos ter uma área menor, então, menos arrasto. |
Outro ponto de atenção importante é o formato das aletas, efeitos não desejáveis podem se acentuar no caso de cada escolha, temos opções de aletas elípticas, trapezoidais, retangulares... Aqui temos escolhas estéticas e aerodinâmicas. Uma boa escolha é a elíptica, veja:
Nesta opção temos uma concentração maior da pressão aerodinâmica na parte central, isso evita os efeitos parasitas e o arrasto, além de ser uma boa opção estética.
Configuração da Cauda em V
A animação a seguir demonstra claramente as configurações possíveis e o efeito que cada uma.
Combinado, Estabilização e Controle de Pitch e Yaw
Durante o enroscamento térmico (giro), uma cauda em V é usada com um ângulo de inclinação de, digamos, 30 ° ..45 °. Portanto, sua asa "externa" é direcionada quase de cima para baixo e, portanto, age como um estabilizador vertical padrão e a asa "interna" age como um estabilizador de inclinação padrão .
Comparação entre V-Tail / T-Tail / Standard Tail
Eu sei, essa discussão nunca vai acabar; muitas preferências pessoais estão envolvidas.
Topico | V-Tail | T-Tail | Standart Tail | Observações |
Peso | Leve | Pesado | Normal | Uma boa razão para tentar caudas em V com aeromodelos |
Resistência | Boa | Normal | Fraca | Para pousar em grama alta, uma cauda em V é a melhor escolha para um aeromodelo |
Arrasto | Boa | Normal | Normal | A vantagem de arrasto da cauda em V não é tão boa como costumamos dizer |
Estabilidade estática | Limitada | Normal | Normal | A cauda em V, quando projetada de acordo com as regras descritas aqui, produzirá a mesma estabilidade de inclinação estática como as outras caudas. Mas sua capacidade de evitar estol ou tuck down repentino é limitada quando o avião escorrega. |
Manobrabilidade | Limitada | Boa | Ótima | Eu nunca o escolheria para um avião acrobático. |
Redundância | Sim | Não | Não | Na perda de um dos dois servos o comando de profundor é preservado. Em outras caudas caso o profundor tenha problemas o resultado pode ser catastrófico |
Finalizando
Não queira que um Vtail tenha o mesmo resultado que outros tipos de caudas, isso é realmente impossível. Muito se discute se ela é melhor ou pior, isso também é difícil de afirmar. Não é apenas pegar um modelo com cauda standart e muda-la para V-Tail "Só pra ver". Existem outros pontos a serem considerados na construção do modelo.
O fato é que novas fronteiras de possibilidades são abertas com um bom dialogo entre o piloto e a aeronave e um constante aprendizado.
Referencias
https://www.fmsg-alling.de/wp-content/uploads/2013/09/V-Leitwerke.pdf
https://ultralightdesign.wordpress.com/2017/11/28/to-v-or-not-to-v/
Fábio Alberti