O que torna desejáveis as extensões de asas?
Alguns aviões têm essa grande parte saliente na raiz da asa. Se meu entendimento estiver correto, é um strake de asa e melhora a sustentação em alto aoa via sustentação induzida por vórtice no resto da asa. Eu tenho 3 perguntas.
1: Se isso for verdade, quais são suas desvantagens?
2: Isso parece uma coisa desejável, por que não há mais aviões?
3: O que isso tem a ver com canards? Todos os aviões canard os têm, aviões Rutan, aviões Velocity, basicamente todos os aviões canard que já conheci os têm, e nenhum avião convencional que eu possa imaginar os tem. Qual é a conexão aqui?
Respostas
As strakes (ou extensões de raiz) têm apenas um propósito secundário aerodinamicamente. Principalmente, eles resolveram um problema particularmente incômodo nos projetos do canard de Rutan (Vari-eze e seus descendentes), onde as asas foram varridas e o C de G operacional estava à frente das asas devido à configuração do canard; onde colocar a carga consumível, o combustível, onde pode estar o mais próximo possível do C de G.
Você não poderia colocar combustível nas asas principais mais à ré, porque o esgotamento de combustível moveu o C de G para a frente demais, e o Vari-eze já sofria de C de G e problemas de colocação da engrenagem principal devido ao piloto para a frente, forçando Rutan usar a engrenagem de nariz de camelo ajoelhada para evitar uma derrapagem da cauda para segurar a extremidade traseira quando vazia (um problema realmente grande quando não há cauda para falar, apenas uma hélice).
Não havia espaço na fuselagem para um tanque de tamanho significativo e ainda havia espaço para qualquer bagagem. Isso deixou as laterais da fuselagem à frente do bordo de ataque da asa. Ele poderia ter simplesmente colocado bolhas lá para tanques de combustível, mas isso faz o arrasto sem nenhum outro benefício. As extensões de root eram uma solução óbvia e muito mais elegante. Aumento mínimo de arrasto e um efeito aerodinâmico benéfico em alto AOA, e muito volume de combustível que altera muito pouco o equilíbrio quando esgotado.
A presença dos strakes move a área média da asa um pouco para a frente, mas pequenos ajustes na configuração cuidam disso.
Aviões "normais" podem colocar combustível nas asas retas e não precisam de strakes desse tamanho e, se forem usados, existem estritamente para melhorar o comportamento de estol. Alguns proprietários caseiros, como os caras do Thorp T-18, experimentaram pequenos strakes de ponta para melhorar o comportamento de alto AOA, mas eles eram apenas do tamanho de sua mão e estão sendo usados apenas como geradores de vórtice (não consigo encontrar uma foto de um até agora).
É bastante comum em aeronaves supersônicas e a maioria tem (Shuttle, Concorde, etc). Traz o centro de pressão para a frente no avião e também desloca a sustentação para a frente, permitindo que você coloque as asas nas costas. Aviões com canards geralmente têm ventos mais atrasados do que um avião tradicional (velocidade, etc) porque os canards estão no lugar que as asas deveriam estar. Dê uma olhada nas asas do Concorde abaixo. Provavelmente não é tão comum, pois requer velocidades de decolagem mais rápidas.
