¿Qué tiene de malo un avión X-wing en la vida real? ¿Sería capaz de volar? ¿Sería aerodinámico? ¿Sería fácil de controlar?

Primero, supongamos que quiere decir que podría volar aquí en la Tierra en nuestra atmósfera. Cualquier cosa puede volar en el espacio en gravedad cero con la propulsión adecuada, incluso un ladrillo.

1. Este diseño básico podría volar. Es similar a un avión de estilo de cuerpo de ala mezclado, solo que con una nariz grande. Con el control moderno de la computadora, se podría controlar fácilmente. Si no tuviéramos esos controles, probablemente sería extremadamente difícil volar, ya que no es una configuración naturalmente estable sin una cola o superficies de elevación hacia adelante. Un plano naturalmente estable es su centro de presión aerodinámico detrás de su centro de gravedad, por lo que cualquier desviación del vuelo directo tiende a enderezar la trayectoria. Hay algunos combatientes militares y cuerpos de alas combinadas que tienen su CG a popa del centro de presión y, por lo tanto, son inestables, y requieren computadoras rápidas para mantenerlos volando en línea recta, pero vuelan bien y son muy maniobrables. No se requieren estabilizadores verticales (aletas); Las computadoras pueden guiñar la nave con arrastre diferencial y alerones, y esto se ha demostrado en varias naves sigilosas.
2. No es un diseño muy aerodinámico. Todas esas intersecciones en el fuselaje crearán una tonelada de resistencia debido a la aerodinámica interferente. Los motores y los pilones de punta de ala tampoco están ayudando en ese sentido, ya que no están bien integrados. Las alas son esencialmente una configuración de biplano, que definitivamente funciona. El diseñador necesitaría tener especial cuidado cerca del fuselaje debido a que las superficies están tan juntas; sus estelas interferirían entre sí. Un ajuste cuidadoso podría ayudar a convertir esto en una ventaja en vuelo lento. La sección transversal del ala cuadrada y todo el hardware que sobresale de las superficies del ala necesitaría ser reparado para reducir la resistencia pero funcionaría tal cual. Un perfil plano puede crear elevación en un ángulo de ataque distinto de cero, no necesita ser una lámina con forma. La elevación de superficie plana es un problema aerodinámico, incluso una caja de pizza puede volar como un ala dada la propulsión y los controles correctos.
3. Ver respuesta a 1.

El X-wing no es un diseño razonable para el vuelo atmosférico.

1) No hay cola vertical: ves esto en casi todos los aviones y planeadores porque hace posible girar a izquierda y derecha (la excepción más notable sería un diseño de “ala voladora”, que no se parece en nada a un ala X).

2) Las alas inclinadas hacia abajo son inherentemente inestables: la mitad inferior de la X hace que la aeronave sea inestable. La elevación se genera por el área de superficie horizontal del ala desde el fuselaje; no la superficie vertical del ala. Este diagrama aclarará el problema:

En el diagrama superior, ambas alas tienen la misma longitud horizontal y generan la misma cantidad de elevación.

En el diagrama inferior, el avión ha comenzado a inclinarse hacia el lado derecho. Como resultado, el ala derecha tiene más distancia horizontal y el ala izquierda tiene menos distancia horizontal. Esto hace que el ala derecha comience a crear más elevación que el ala izquierda. Como resultado, el avión se autocorregirá naturalmente volviendo a la izquierda.

Por lo tanto, las alas en una formación V son inherentemente autoestabilizantes.

Por el contrario, las alas en la mitad inferior de una X son inherentemente desestabilizadoras. Con esa forma, si el avión se inclina hacia el lado derecho, el ala izquierda producirá más elevación y el ala derecha producirá menos elevación. Esto empujará al avión a inclinarse más y más hacia la derecha hasta que esté invertido.

En el mejor de los casos, las características de autoestabilización de un ala X se negarían por completo, lo que lo haría menos estable en vuelo que los diseños más convencionales.

Las primeras preguntas son fáciles de responder: sí, podría volar. Casi cualquier cosa vuela en línea recta si le conecta un motor lo suficientemente potente (y lo hace lo suficientemente resistente como para resistir su fuerza), y el nivel de tecnología SW da acceso a cantidades inimaginables de potencia en paquetes pequeños y limpios, que permiten a los personajes ejemplo vaporizar astreroids o incluso destruir planetas. El X-Wing tiene cuatro motores, cada uno probablemente muuuucho más allá del borde de salida. Entonces volaría bien.
En cuanto a las propiedades aerodinámicas de la nave, es una pregunta que es en gran medida discutible, ya que es un caza espacial. Pero ciertamente funcionaría bien en la atmósfera debido a la potencia del motor mencionada anteriormente, combinada con el escudo para protegerlo de la fricción (si la temperatura y el viento pueden incluso amenazarlo en primer lugar) y tal vez darle un perfil más aerodinámico. Aún así, ciertamente hay diseños aeronáuticos más óptimos que la forma cuadrada que conocemos, por lo que técnicamente puede ser superada por un caza planetario dedicado.
En cuanto a la facilidad de control, se supone que es bastante maniobrable, lo que sugiere que es bastante fácil para el piloto siempre que los controles sean eficientes. Y los controles de combate han sido perfeccionados durante siglos como mínimo.

En resumen, sí, es una maravilla tecnológica con todas las estadísticas de rendimiento incomparables para cualquier máquina que tengamos en la Tierra. Sin embargo, es inferior a un caza aéreo dedicado de Star Wars de nivel tecnológico y costo similares, ya que no es un caza aéreo.

Los cazas X-wing como se presentan en Star Wars tienen dos regímenes operativos: vuelo atmosférico y vuelo en el espacio profundo.

Vuelas en la atmósfera para llegar desde la base rebelde secreta al campo de batalla (¿espacio de batalla?). Los aviones tienen que estar equilibrados para volar en la atmósfera, y en un caza X-wing, todo el avión está frente a las láminas en S. En términos prácticos … sí, podrías construir un caza X-wing y hacer que funcione si colocas las alas en el lugar correcto y agregas alas estabilizadoras a la nariz o la cola, pero si hicieras que las alas se arreglen, estás tratando con un biplano y si pudieran moverse como el de Star Wars, necesitarías maquinaria para hacerlo, lo que cuesta dinero y requiere potencia adicional para soportar el peso, y la mayoría de los chicos preferirían gastar el dinero en un radar mejor y usar la potencia para transportar combustible o armas.

La operación en el espacio profundo es aún más problemática. En el espacio no hay aire; todas las maniobras se realizan manipulando el empuje del motor. Si desea subir, tire hacia atrás de la palanca y su droide ajusta la potencia de cada motor para forzar la nariz hacia arriba. Debido a que no hay aire, las láminas en S no hacen nada por la capacidad de maniobra … pero hacen que la nave sea mucho más ancha de lo necesario. La República podría haber construido un cuerpo elevador con un dispositivo repelente al suelo para llevarlo a un vuelo atmosférico hacia adelante (como lo hace ahora el águila pescadora, pero aquí sería una especie de dispositivo de energía dirigida) y permitió a sus pilotos sacudir los TIE Fighters con solo volando por espacios más estrechos que los TIE Fighters.

No soy ingeniero aeronáutico; Soy un piloto privado. No soy astrofísico; Soy fanático de la ciencia ficción y experto en el Episodio IV. Estoy fantásticamente descalificado para evaluar con autoridad la dinámica cinética y de fluidos en juego aquí, así que, naturalmente, aquí va:

Vayamos con las especificaciones ficticias de valor nominal para la variante de bloque más famosa de este caza estelar, el T-65 – http://starwars.wikia.com/wiki/T … – y evalúe tres dimensiones:

1. Velocidad y sub-luz del viaje espacial y maniobra
2. Vuelo aerodinámico en atmósfera
3. Ergonomía de la cabina e ingeniería de factores humanos (oid)

1: velocidad de subluz
Como otros carteles han mencionado, el “vuelo” en el espacio es posible para cualquier objeto ya que la aerodinámica y la gravedad de los fluidos generalmente no importan. La forma de la nave es irrelevante; irá en cualquier dirección en que una fuerza lo impulse y permanecerá en movimiento hasta que otra fuerza cambie su curso. Con sus motores de empuje fusible 4L4 y sus timones etéricos – http://starwars.wikia.com/wiki/E … – el vuelo de la manera mostrada en el ataque del Episodio IV en la Estrella de la Muerte sería posible porque el empuje vectorial podría simular el movimiento de una nave a través de una atmósfera familiar, haciendo que el vuelo sea más intuitivo para los pilotos entrenados en un estilo de maniobra adecuado a la Tierra de lo que sería forzarlos a pensar exclusivamente en términos de vectores de empuje (probablemente estarían realizando trigonometría mental hasta el punto de ser vaporizado por su enemigo.)

2: vuelo en atmo
Aquí, afirmaría que el T-65 es inherentemente inestable y que ninguna cantidad de control de vuelo físico podría mantenerlo en el aire de manera eficiente o efectiva. Necesita superficies en cualquier objeto volador para manejar tres ejes de movimiento: rodar (las alas giran hacia la izquierda o hacia la derecha), cabeceo (nariz apuntando hacia arriba o hacia abajo) y guiñada (nariz apuntando hacia la izquierda o derecha). Mira esas alas! No se puede encontrar una superficie aerodinámica que genere elevación, las láminas S se abren para atacar o se cierran; los bordes de ataque presentan transiciones de 90 ° de arrastre-tastic y esos cañones láser están ubicados en un lugar ideal para generar una gran inestabilidad y arrastre de la punta de las alas. Para mí está claro que el único propósito estructural es transportar y alimentar esos láseres. Además, no hay un control obvio para la guiñada, como un timón o aleta, ni veo ningún elevador o superficie en forma de aleta para controlar la inclinación. Sostengo que la nave debe usar sus escudos deflectores, de doble frente, para crear superficies aerodinámicas virtuales para el vuelo en el interior, suavizando las líneas físicas de la nave con un perfil de control ideal, resbaladizo y estabilizado con astromecánico. Y no me digas que los deflectores no pueden desviar la materia; ¿Cómo no se queman estas cosas en el constante reingreso atmosférico? Es un sistema de escudo de partículas.

3: ergonomía
Este es un barco de combate. La aviónica primaria y la astronávica están destinadas a obtener un piloto de punto a punto, identificar amenazas hostiles, adquirir y atacar objetivos y mantener la conciencia situacional. Todo lo demás es superfluo y una unidad R2 puede manejarlo. Estos controles no cambian la información que presentan, solo la forma en que la presentan (por ejemplo, solo la escala de las unidades, dependiendo del vuelo espacial vs. in-atmo). Nuevamente, si el T-65 puede configurarse para “volar” en el espacio con patrones de maniobra inspirados en la atmósfera, la transición de un piloto entre entornos podría ser casi perfecta. (Pero aún así, recomendaría encarecidamente un recorrido de control con un instructor de vuelo espacial certificado).

Lo que está mal con un X-wing en la vida real es que los vemos moverse con características de vuelo similares a las de un avión en las películas, a pesar de que están principalmente en el espacio donde, por definición, no hay atmósfera disponible para hacer posibles las maniobras atmosféricas apalancadas, y no gravedad para que esas maniobras sean comprensibles, especialmente teniendo en cuenta que la única propulsión son los cohetes que explotan en la parte posterior. No hay propulsores vectoriales visibles.

Sabemos por Landspeeders que la levitación de la gravedad es ordinaria en el universo de Star Wars pero, ¿dónde está la gravedad contra la que trabajar en el espacio, para lograr estas maniobras de X-Wing?

X-wings dios los ama, no tiene sentido desde una perspectiva física, no en el espacio.

Es aún peor ahora, con Poe frenando a la deriva alrededor de un par de cazas TIE y luego explotándolos: ¿de dónde está obteniendo estas capacidades físicas? Si puedes bs rápido, puedes bs 10 veces más rápido.

Eso es lo que está mal con las alas X. Incluso si tuvieran ‘control gravitacional oculto’ o algo así, ¿quién elegiría moverse como si estuvieran en una atmósfera? ¿Te imaginas lo confuso que sería, incluso si tuvieran alguna tecnología que lo haga funcionar? ¿Sin referencia de gravedad? ¡Ay!

Ciertamente, sin embargo, podrían volar, también son aerodinámicos y las tecnologías que ya existen si se aplican de manera responsable darían como resultado un avión fácil de controlar / fácil de perder fatalmente. Si fuera a operar haciendo zoom en el espacio, incluso a la velocidad de un automóvil, como si fuera un automóvil, necesitaría estar lleno de propulsores en todas partes y combustible ilimitado, también al menos la potencia de procesamiento de un teléfono celular.

Mi respuesta simple a esta pregunta es sí, un diseño de ala-x en un avión realmente podría hacer que el avión vuele. Eso no es para sugerir que creo que es una buena idea. Yo no. Sería ineficiente en el mejor de los casos.

Esta pregunta me recuerda el tiempo hace muchos años cuando pasé mucho tiempo construyendo modelos de aviones de control de radio y un poco de tiempo volando antes de un accidente. Pegaría los restos junto con el epoxy de fraguado rápido y volvería a intentar aprender a volarlos bien. Nunca llegué muy lejos en el entrenamiento para volar estos aviones, pero aprendí que casi cualquier cosa volará. Es bueno tener un diseño aerodinámico ideal para hacer del vuelo algo bello, pero eso no es necesario. He visto cortacéspedes voladores y casas para perros. Se puede hacer que todo vuele, dada la potencia y habilidad suficientes por parte del piloto. Los extraños no vuelan bien. No exhiben eficiencia ni estabilidad, pero realmente pueden volar. La razón por la cual los diseños convencionales se convirtieron en convencionales es que funcionan bien.

El diseño del ala-x es un poco diferente de los antiguos diseños de biplanos. Estos diseños ya no se usan porque son terriblemente ineficientes. El diseño de un solo ala proporciona mucha elevación y control sin el arrastre de alas adicionales.

Suponiendo que tengo control diferencial de esos 4 motores, acentuados por boquillas de vectorización que dirigen el flujo de salida, la respuesta sería “como un cohete”. Literalmente. Un lugar voluminoso para contener el combustible necesario sería bueno.
El control se reduciría a una computadora de control de vuelo bastante masiva que apagaría bajo su propio riesgo, nuevamente, literalmente. Los controles manuales probablemente serían bastante básicos, pero se verían llamativos para darle al piloto la confianza de que estaba arriesgando la vida y las extremidades por alguna buena razón.
En cuanto a la aerodinámica, si quieres decir “¿se deslizaría?”, Supongo que si perdieras los motores o el control, te quedarías hasta que estuvieras a una distancia adecuada del suelo (o las fuerzas g se pusieran demasiado pesadas) y luego salir y caminar. En resumen, se deslizaría como cualquier otro cohete, cuesta abajo a una velocidad creciente hasta que se detuviera. Abruptamente.
Una de esas preguntas interesantes es si, cuando no tiene energía o no está controlada, rotaría alrededor de los tres ejes, y ¿cuál sería el más rápido? Realmente, realmente no querrías ser el tipo que sabía las respuestas a esas preguntas.

Bueno, la aerodinámica no es especialmente importante en el espacio , y todas las naves aéreas / espaciales en el universo de Star Wars logran la elevación a través de la tecnología repulsora, no mediante la elevación aerodinámica como lo hace un avión.

No he visto un X-wing volador, pero en una reunión de modelo de avión, una vez vi a una bruja (modelo) volando en una escoba. Hay un dicho: se puede hacer volar cualquier cosa siempre que tenga suficiente poder. Y si lo piensas, un biplano es una especie de ala H y una X es una especie de ala H degenerada. Hay algunas cosas buenas sobre el diseño del ala X. Obtienes el doble del área del ala durante un lapso relativamente corto. Los cuatro motores están en el centro del elevador (más o menos) y el piloto también está cerca. El arrastre y, por lo tanto, L / D son claramente bastante malos, tanto que tal vez la interferencia de arrastre entre los segmentos de ala relativamente cercanos tal vez no sea un problema. Pero bueno, es un luchador, los luchadores son pesados, especialmente con ordenanzas en todo el envés del ala. La estabilidad, sin embargo, es un problema. Tiene esa nariz larga (por la razón que sea, ¿la unidad de urdimbre tal vez?), Pero no tiene la nariz larga donde debería estar lógicamente. Tampoco tiene estabilizador vertical y no veo vectores de empuje en las boquillas del motor. (Hola fanáticos de Starwars, ¿cómo diriges un X-wing?). Entonces, de acuerdo, colocamos cuatro boquillas de control de reacción en la nariz o instalamos unos volantes súper duper de 500,000 rpm y nos vamos.

Ponle suficiente empuje y podrás hacer que un ladrillo vuele, un diseño de X-wing sería fácil. Tal diseño ciertamente podría hacerse volar, la pregunta es si proporcionaría algún beneficio sobre un diseño más tradicional. Los diseñadores de aeronaves se alejaron de los aviones de varias alas bastante temprano cuando los materiales y las técnicas de construcción se volvieron lo suficientemente robustos como para soportar un diseño de ala única.

Aquí hay un video de un R / C X-Wing volando para responder directamente a su pregunta, sí, puede y funciona.

Parece claro que en el universo SW, las naves en la atmósfera no dependen de la elevación aerodinámica. Cito todas las escenas de despegue, ya sea el Millenium Falcon, un X-Wing o el astro-hotrod dorado de Padme; la nave se levanta del suelo, maniobra en posición y solo entonces se conecta a los motores principales. Por lo tanto, las maniobras de elevación y baja velocidad se manejan mediante algún tipo de dispositivo antigravedad o EM-drive, y la aerodinámica es en gran medida irrelevante incluso en la atmósfera. En cuanto a la resistencia, estoy de acuerdo en que con la evidente cantidad de energía disponible incluso para embarcaciones pequeñas, se podría usar un escudo de plasma o de partículas (como se contempla incluso hoy) para proporcionar un perfil elegante durante el vuelo atmosférico de alta velocidad, que después de todo podría comprender solo una pequeña porción de las horas de vuelo típicas del X-Wing.
Las características del diseño X-Wing, por lo tanto, están claramente diseñadas para facilitar la focalización no dirigida por computadora que parece tan frecuente en el universo SW. Las puntas láser están a la vista del piloto, y hay una vista relativamente despejada tanto hacia adelante como hacia abajo. La verdadera vulnerabilidad está en la parte trasera, y de hecho así es como vemos que la mayoría de los X-Wings se ahogan, desde un disparo hasta sus 6.

Casi todo lo que se te ocurra, desde un punto de vista aerodinámico, está mal sobre el X-wing. De vez en cuando recibo preguntas como esta, ya que he pasado toda mi carrera en la aviación, y la mejor respuesta que puedo dar es …

El X-wing es una fantasía. Sería tan fácil para mí explicar cómo funciona el bastón de Gandalf como explicar cómo funciona un ala-X. Desde el punto de vista de la ciencia, Star Wars es solo el Señor de los Anillos en el espacio … hay muy poca ciencia involucrada … es pura fantasía. Solo un par de artículos …

Esas no son alas por ninguna definición práctica de la palabra. No hay curvatura y los bordes de entrada y salida son planos. Es como volar usando una pieza de madera contrachapada colocada de lado como un “ala”. La forma de “X” no tiene sentido aerodinámicamente. Por lo que puedo decir, el único propósito de las “alas” en un servicio de X-wing es darte un lugar para colocar las armas.

¿Por qué vuelan como si estuvieran en el aire cuando están en el espacio? Podrían aprender una o dos cosas del reinicio de Battlestar Galactica. El ala X debería girar 180 grados y luego disparar sus propulsores en la dirección opuesta. No hay “giro” en el espacio, a menos que solo quiera ser extremadamente ineficiente y desperdiciar combustible.

Hablando de eso, ¿por qué los motores están siempre “encendidos” a pesar de que no están acelerando? Una vez más … es espacio … no hay resistencia del aire.

Podría seguir, pero lo mejor es no preocuparse por tratar de explicar nada en Star Wars o Star Trek usando ciencia real. Ambos son pura fantasía. Me gusta verlos a mí mismo, pero los tomo por lo que son. Cuando alguien me pregunta cómo pueden ir al “hiperespacio”, les digo lo mismo que les digo sobre el personal de Gandalf … “Es mágico”. La ciencia no tiene explicación para ello.

El mayor problema con este diseño es que no se puede controlar de manera eficiente.

Los sistemas modernos de aumento de control son muy capaces e incluso diseños inusuales como este pueden hacerse efectivamente estables.

Dicho esto, incluso si logras que esta cosa se mueva en el aire y mantenga la nariz apuntando en la dirección correcta, podría ser fácilmente superada en combate por una configuración más convencional. El X-Wing es una pesadilla areodinámica, de control y de observabilidad.

Hay una buena razón por la que el F-22 tiene enormes superficies de elevación y control colocadas exactamente donde se esperaría que estuvieran. Hace que el avión sea extremadamente controlable y eficiente en combate.

A menos que los luchadores de Star Wars tuvieran un método de control distinto de las superficies aerodinámicas, los luchadores modernos de quinta generación ganarían fácilmente en una pelea de perros.

El levantamiento de este diseño no podrá combatir fácilmente otras fuerzas,

Referencia:

Sin embargo, hay algunos diseños similares al que solicitó, pero los costos operativos son muy altos, por ejemplo, F117 Nighthawk, pero su velocidad de despegue y aterrizaje son muy altas, por lo que es una maniobra muy arriesgada cada vez que aterriza y despega. Imagen:

A menos que sea controlado por la Fuerza, no tiene una superficie de control atmosférico de guiñada. Podría tener pero, dado que claramente no desea agregar un estabilizador vertical bruto, “no estético”, las puntas de las alas deben tirarse hacia atrás muy por detrás del punto de empuje de los motores y luego colocar algunos spoilers de guiñada.

Además, no hay un uso práctico para el modo dividido y las alas adicionales. Eso solo agrega peso extra, complejidad y mantenimiento adicionales del engranaje, dificultad adicional para diseñar y hacer que funcione con rapidez, dejando solo encontrar los perfiles adecuados para ello. La forma de X es genial y solo lo harías por el bien, pero no vale la pena.

Es posible agregar un efecto de dirección aelleron a las láminas en S, y el barco está construido con cierta reflexión sobre la aerodinámica. Aunque, el mismo aelleron puede tener que actuar como elevadores y guiñar también, por lo que las acciones de los controles tendrían que programarse en lugar de conectarse a través de cables como en los aviones actuales.

Ahora, ¿alguien ha pensado en cómo vuela, lanza, gira, gira o rueda el halcón milenario? Esa es la pregunta que me ha estado manteniendo despierto muchas noches desde que comencé mi entrenamiento de vuelo.

Sí, volará. El diseño es básicamente un dardo de césped de la década de 1960.
Sí, podría ser maniobrable, porque cuando tienes campos de fuerza,
ya no necesita superficies de control físico como aletas o colas.

A las otras buenas respuestas, agregaré que crea un punto ciego para el piloto, lo cual es una desventaja táctica. ¡Los luchadores de TIE lo tienen aún peor!

Aunque imagino que a alguien se le ocurrirá una característica posterior que explicará este problema …