Ci sono molti svantaggi, sembrano superare i vantaggi.

Eccone due:

• Un'elica di spinta funziona in un flusso d'aria disturbato, causando un aumento delle vibrazioni e del rumore
  Se l'elica è montata dietro un'ala, ciascuna pala dell'elica attraversa il flusso limite separato due volte a ogni rotazione. Questi cicli creano ulteriore rumore e riducono l'efficienza dell'elica. La vibrazione rende le pale dell'elica più suscettibili alla fatica del metallo.

• Altezza dell'elica al decollo
  A causa del beccheggio al decollo, l'elica si avvicina al suolo. Pertanto il diametro deve essere ridotto (perdita di efficienza) o i montanti del carrello di atterraggio devono essere allungati (peso aggiunto). Poiché l'elica si trova dietro il carrello di atterraggio, è suscettibile ai detriti sollevati dall'attrezzo, aumentando la necessità di una protezione aggiuntiva della lama (aumento del peso, perdita di efficienza)

Wikipedia presenta un elenco di ulteriori svantaggi.

Modifica:

la tua dichiarazione che

i motori a reazione sono per loro stessa natura motori a spinta

non è del tutto vero.

Nei motori turbofan, la maggior parte della spinta è generata dagli stadi del ventilatore e del compressore. Anche in un motore a reazione puro, il compressore genera molta spinta. Pertanto l'albero di un motore a reazione è caricato in tensione, proprio come un albero di trasmissione in configurazione di estrazione.

Fonte: Rolls Royce - The Jet Engine

Il design del pusher è più efficiente, perché l'aspirazione in avanti dell'elica riduce la separazione del flusso e il flusso accelerato dietro di esso non scorre intorno alla fusoliera (o ala), dove creerebbe ulteriore resistenza all'attrito. Nel caso del Do-335 (vedi immagine sotto), la velocità massima del monomotore era di 30 km / h maggiore con il motore posteriore acceso rispetto a quello anteriore (entrambi erano DB-603 con identica potenza nominale).

D'altra parte, l'elica di trazione aiuterà a manovrare l'aereo a terra (questo è un grande vantaggio per i taildragger: nota quanti aeroplani a due motori e taildragger hanno una coda ad H (due timoni come piastre terminali dello stabilizzatore). Erano posizionati nella scia dell'elica e questo dava un controllo direzionale molto migliore a bassa velocità sul terreno. Inoltre, il lavaggio dell'elica aiuta ad aumentare il sollevamento dai flap.

Lo svantaggio principale per un velivolo monomotore, la ridotta altezza della coda, è già stato menzionato. Se non si può davvero ruotare, i decolli e gli atterraggi sono affari ad alta velocità. un altro svantaggio di un'elica montata posteriormente: stabilizza l'aereo, come una coda aggiuntiva, ma senza superfici di controllo. il contrario di quello che vuoi. Ecco perché quasi tutti i velivoli monomotore ad alta potenza hanno l'elica nella parte anteriore: manovrabilità!

L'effetto stabilizzante aumenta in proporzione alla superficie dell'elica e alla spinta, ovviamente. Dal momento che un normale aeroplano deve avere una stabilità di base con il motore acceso al minimo, qualsiasi ulteriore variazione di stabilità dovuta al posizionamento dell'elica ha la priorità. A piena potenza e con il lungo braccio di leva di una singola elica di spinta su una fusoliera centrale (si pensi a LearAvia Learfan), l'aereo diventa rigido come un mattone. Un layout a due bracci (si pensi a Saab J 21, nella foto sotto) è migliore, ma crea ulteriore attrito e resistenza di interferenza, quindi il vantaggio della disposizione del pusher è ridotto. Si noti, tuttavia, che gli studi su una variante del motore di un trattore (Saab J 23) hanno mostrato prestazioni inferiori rispetto al design dello spintore.

Se si desiderano dati concreti su questo: è un vecchio rapporto NACA (NACA TN 2586) su questo argomento di John L. Crigler e Jean Gilman, chiamato Propellers in Pitch and Yaw.

Dopo aver letto gli aerei degli anni '30 e '40, posso pensare ad alcuni dei principali problemi che hanno affiancato il progetto all'epoca.

Gli spacciatori avevano i vantaggi di spingere le ali e le superfici di controllo attraverso l'aria ininterrotta e questo dava abbastanza vantaggi da far avanzare molti progetti di spintori. Un pusher avrebbe una velocità di crociera superiore e un migliore carico alare perché volava nell'aria indisturbata.

Il più riuscito è stato probabilmente l ' XB-42 mixmaster che sarebbe stato schierato se la guerra fosse continuata. (Così com'era, alla fine è stato schierato come il primo bombardiere a reazione americano.)

Il B-36 ha utilizzato i pulsanti proprio per dare alle sue ali un flusso d'aria chiaro. In realtà è stato progettato nel 1942.

Ma avevano grandi compromessi.

Uno dei problemi principali dei modelli di spintori di quell'epoca era il raffreddamento del motore a terra.

Con un trattore (estrattore) hai questa ventola gigante che fa girare aria sull'aereo e sul motore (radiale raffreddato ad aria) e / o sul radiatore (raffreddato ad acqua). Con uno spintore, l'elica soffiava semplicemente aria dietro l'aereo, lasciando un potente motore con nient'altro che raffreddamento passivo.

Durante un incidente, il motore di un trattore davanti serviva da zona di accartocciamento per il resto dell'aereo, in particolare la cabina di pilotaggio e poteva solcare gli ostacoli facendo arrestare l'aereo più lentamente. Al contrario, con uno spintore, il motore era dietro il pilota e non solo non offriva alcuna protezione, ma tendeva a staccarsi e a sbattere attraverso il resto della fusoliera come un battipalo.

Il pilota non poteva vedere e quindi ha ispezionato visivamente il motore, ad es. se inizi a perdere olio in un trattore, lo sai subito. Se il motore è dietro di te, potresti non accorgertene finché non vedi l'indicatore.

Il centro di spinta era più difficile da bilanciare e questo rendeva difficile anche il centro di gravità.

Tuttavia, con tutti questi svantaggi, XB-42 e B-36 hanno dimostrato che i vantaggi potrebbero essere ottenuti con una buona progettazione. E alla fine, i getti funzionano almeno per metà spingendo. Se i jet fossero stati ritardati di alcuni anni o la guerra fosse iniziata a metà degli anni '30, probabilmente avremmo visto più progetti di spinta in servizio.

Con i jet, il bisogno militare di spacciatori è scomparso e negli aerei civili, raramente c'è molto bisogno di un aumento delle prestazioni che giustifichi la lotta contro tutti i compromessi.

Perché le eliche a spinta sono così rare

Altre risposte hanno coperto questo.

eppure sono ancora in giro?

Un'elica montata anteriormente limita il campo visivo del pilota o del carico utile.

Considera un drone di sorveglianza o un UAV. Non esiste un pilota la cui visuale sarebbe oscurata, ma quasi certamente c'è un grande vantaggio per il radar, l'ottica e altri sistemi lungimiranti.

Le missioni di sorveglianza possono trarre vantaggio da una piattaforma relativamente lenta ea bassa quota . Ciò favorisce l'uso di eliche piuttosto che di getti e la disposizione dei pusher può essere utile come indicato sopra.

MQ-9 Reaper

Elbit Hermes

Sagem Sperwer

Solo alcune informazioni e pensieri aggiuntivi su questo vecchio thread. Ci sono ancora alcuni pusher di successo, anche alcuni in costruzione oggi. Il Piaggio Avanti ha un discreto successo e molto veloce, la crociera alta è di circa 400 nodi e c'è il già citato CBA-123 in fase di sviluppo. Come tutti i progetti ingegneristici, gli aerei pusher sono un compromesso. In genere si perde un po 'di efficienza dell'elica, a causa del flusso d'aria disturbato, ma si guadagna una certa efficienza aerodinamica dal flusso d'aria più lento sulle ali e sulla fusoliera. Lo spazio libero dell'elica può essere un problema, così come il FOD degli oggetti di scena dai detriti raccolti dalle ruote che vengono gettati negli oggetti.

Il rumore è un miscuglio. Il rumore interno è spesso inferiore, perché le eliche non soffiano sul parabrezza o sulla fusoliera, ma il rumore esterno può essere un problema a causa del flusso disturbato alle eliche. Il Piaggio Avanti è presumibilmente una delle cabine più silenziose che volano, ma è piuttosto rumoroso quando vola.

Ho avuto uno skymaster pressurizzato per diversi anni, e mi è piaciuto molto, ma era molto rumoroso sia dentro e fuori. Ma lo skymaster era molto silenzioso all'interno con solo il motore posteriore acceso, quindi non era il puntello di spinta che era il problema. Le prestazioni erano leggermente migliori solo sul motore posteriore. Le "storie delle mogli" sul decollo con un motore sono proprio questo. Come tutti i gemelli a pistone, le prestazioni su un motore erano marginali e non è possibile che un pilota esperto non notasse un guasto al motore. Ho fatto volare l'aereo su un motore un certo numero di volte, sia durante i guasti del motore simulati al decollo che durante un guasto al motore effettivo in volo, e mentre la manovrabilità era docile, le prestazioni non erano impressionanti (sebbene un P-337 abbia una scalata del singolo motore leggermente migliore tasso rispetto alla maggior parte dei gemelli a pistone).

Ho svolto molte operazioni sul campo con il mio Skymaster e sono stato fortunato a non aver mai danneggiato l'elica posteriore, ma non c'è dubbio che potrebbe essere un problema. Non ho sentito parlare di problemi di danni alle eliche su Piaggio Avantis ma è improbabile che vengano utilizzati su piste non asfaltate. Quindi, come tutti gli aeroplani, il progettista deve considerare una serie di problemi, incluso l'uso previsto dell'aeromobile, prima di decidere se utilizzare una configurazione trattore o spintore. Sospetto che gran parte della ragione della mancanza di spacciatori sia l'atteggiamento intrinsecamente conservatore dei progettisti di aeromobili, non i problemi inerenti alla progettazione di spintori.

Almeno per gli aeromobili monomotore, avere un propulsore rende l'uscita in volo (ovvero il salvataggio o l'espulsione) molto più pericolosa. Durante la prima guerra mondiale credo (quando le eliche di spinta erano molto più comuni) più di pochi piloti furono gravemente feriti o uccisi dalle loro eliche quando dovettero saltare da un aereo in fiamme.

Per questo motivo i tedeschi montarono ( o pianificava di) un seggiolino eiettabile nel loro design push / pull Do.335, e Fokker pianificò di fare lo stesso nel suo D.XXIII.

Il B-36 era abbastanza grande che i puntelli di spinta sarebbero stati lontani lontano dalla fusoliera, eliminando il problema.

Un vantaggio che posso pensare di avere le eliche nella parte anteriore che deriva dall'aumento del flusso d'aria è che ottieni un raffreddamento extra gratuito dei motori.

Avendo il motore in un unico motore nella parte posteriore con un'elica di spinta, si finisce con una presa d'aria e un design della coda più complessi rispetto al semplice lasciare che il motore aspiri l'aria che già morde. Hai bisogno di condotti e altro, aggiungendo peso e complessità.

L'elica di spinta funziona con un flusso d'aria disturbato, producendo più vibrazioni e rumore? Sì.

Un motore di spinta ha più problemi di raffreddamento? Sì, se si tratta di un motore a pistoni (i turboelica sono raffreddati dal proprio flusso d'aria interno).

Tuttavia c'è una cosa a favore della configurazione dello spintore che necessita di una valutazione migliore: un'elica spintore raccoglie il flusso d'aria che è già decelerata dall'ala e dalla fusoliera per generare spinta, mentre un'elica estrattore raccoglie l'aria indisturbata per soffiarla sulla fusoliera e sulle ali, che a loro volta rallentano il flusso d'aria. Questa differenza probabilmente significa che un motore di spinta può essere in qualche modo più efficiente a velocità più elevate. Un twin pusher, mostrato nella foto seguente, è stato sviluppato qui nel mio paese negli anni '80 chiamato CBA-123 (sono stati costruiti due prototipi) e l'esperienza con quell'aereo punta in questa direzione.

Le eliche di spinta offrono un vero vantaggio ai piccoli anfibi come il Lake Buccaneer e il Republic See Bee, dove i piloti devono essere in grado di saltare fuori e catturare boe di ormeggio, cime o moli senza paura di colpire una pala di elica rotante.

Una categoria di velivoli che quasi universalmente utilizza eliche di spinta è l'autogiro. In genere il motore è montato al centro dell'imbarcazione, con l'abitacolo immediatamente in avanti, il rotore sopra e la coda in qualche modo montata dietro l'elica, il che richiede un montante dall'aspetto spesso sottile che si fa strada oltre il disco dell'elica.

Lo stesso vale per alcuni altri tipi di velivoli ultraleggeri, con un piccolo motore spesso fissato direttamente alla schiena del pilota, o forse allo schienale del sedile. Nella maggior parte dei casi è l'unico posto in cui può essere montato senza iniziare a costruire una fusoliera vera e propria.

In entrambi i casi, c'è una sorta di guardia che potrebbe colpire il suolo prima del l'elica stessa se è stato raggiunto un passo sufficiente, e il passo richiesto per questo è molto maggiore di quello necessario alla maggior parte degli aeromobili al decollo. Un impatto dell'elica è quindi improbabile.

Il vantaggio principale di una configurazione puller-prop, da un punto di vista aerodinamico, è che aggiunge il flusso d'aria in avanti sulle ali e sulla coda nelle fasi più cruciali del volo, quando l'aereo nel suo insieme procede piuttosto lentamente. Prima dell'era del jet, le piste lunghe in asfalto erano piuttosto rare, quindi essere in grado di decollare da un campo corto e / o accidentato era vantaggioso. Per i combattenti, i pochi secondi in più di controllabilità durante le manovre in verticale potrebbero facilmente fare la differenza tra vittoria e morte.

Ciò era di particolare importanza per gli aerei basati su portaerei, che durante la seconda guerra mondiale non avevano in genere il vantaggio di una catapulta per accelerarli fuori dal ponte. La portaerei poteva generare un notevole vento contrario per dare una mano, navigando di bolina il più velocemente possibile, ma un caccia pesante o un bombardiere leggero necessitava ancora del margine di sicurezza che poteva ottenere. I B-25 usati nel Doolittle Raid erano un caso davvero eccezionale; gli equipaggi avevano bisogno di un addestramento speciale per decollare da qualcosa di piccolo come una portaerei, e uno di loro ci riuscì solo fluttuando nell '"effetto suolo" appena sopra le onde dopo aver lasciato il ponte. Se fossero stati degli spacciatori, probabilmente non ce l'avrebbero fatta.

Anche per i vettori è rilevante il calvario di atterrare su un ponte. La configurazione universale per qualsiasi aereo da trasporto non VTOL è un gancio, accoppiato a un ammortizzatore per impieghi gravosi nella coda, che si innesta con una serie di cavi pesanti posati sul ponte di volo. Per fare in modo che funzioni, l'aereo ha fondamentalmente bisogno di volare da solo nella nave con il naso all'insù, senza nessuno dei bagliori che normalmente impiegheresti quando atterri su un vero aeroporto. In quel caso, un'elica montata posteriormente colpiva regolarmente il ponte, diventando un grave pericolo sia per l'aereo stesso che per l'equipaggio della cabina di pilotaggio.

Per questi e molti altri motivi, l'elica montata anteriormente divenne convenzionale nei progetti militari e, per estensione, anche nei progetti civili. Un pusher sembra automaticamente non convenzionale in quel contesto ed è associato ad aerei ultraleggeri e altrimenti insoliti, come gli autogiri.

Lo spostamento del baricentro associato allo spostamento del motore sul retro incoraggia anche importanti cambiamenti nella forma del piano anche con velivoli di dimensioni standard, fino alla configurazione canard inclusa, il che fa sembrare un velivolo del genere ancora più stravagante. Un velivolo canard ha anche diverse caratteristiche di manovrabilità ai margini del suo inviluppo di volo, il che può allontanare ulteriormente i potenziali piloti. Più recentemente, è apparso il layout a tre superfici (sia con canard che con coda convenzionale), portando vantaggi almeno teorici sia dal layout canard che da quello convenzionale.

Pochi progettisti di aerei sono disposti a sporgere il collo in tali un ambiente; il fatto che la Beechcraft Starship sia ampiamente considerata un fallimento - Beechcraft ha effettivamente distrutto molte strutture aeree di Starship nel tentativo di evitare i costi di supporto - tenderebbe a incoraggiare ulteriore cautela. Burt Rutan (di Scaled Composites) è una notevole eccezione alla regola; ha progettato diversi velivoli canard e tre superfici di successo con motori pusher.

Il Piaggio Avanti, tuttavia, è un raro esempio di aereo che porta i vantaggi intrinseci del pusher alla loro logica conclusione. Con un layout a tre superfici e un'attenzione molto attenta ai dettagli aerodinamici, è un aereo turboelica con prestazioni molto vicine a quelle dei jet aziendali, ma con costi operativi significativamente inferiori e la capacità di operare da piste più corte di un jet. Essere sostenuti dalla Ferrari, incluso il traghettare la Scuderia in un Avanti, non può aver danneggiato la sua popolarità. Forse ancora più notevole, l'unico incidente significativo che posso trovare che coinvolge un Avanti è stata la perdita di un drone senza pilota in base al tipo, niente male per un tipo di aereo che ha volato centinaia di esemplari per quasi 30 anni.

Quindi la configurazione del pusher ha i suoi vantaggi, che la maggior parte dei progettisti di aerei non sa come sfruttare al meglio perché i jet e le eliche frontali sono stati lo standard per così tanto tempo. Ma quest'ultimo divenne dominante grazie ai vantaggi decisivi che deteneva nell'era pre-jet.

Un vantaggio del trattore non ancora menzionato è che mette il peso del motore nella parte anteriore. Sappiamo tutti che gli alianti modello hanno bisogno del peso della punta e lo stesso vale per la cosa reale. l'utilizzo del motore rende la costruzione più compatta, leggera e semplice.

È stata anche menzionata la questione della sicurezza in caso di incidente. Stranamente, i libri originali di Biggles erano tecnicamente un record storico unico di un ex pilota della prima guerra mondiale, il capitano W.E. Johns. Biggles Learns to Fly contiene un'esposizione grafica e scioccante sui relativi meriti di spintore e trattore in caso di incidente.

All'inizio della prima guerra mondiale molti tipi britannici della RAF e Vickers erano spacciatori. Quando sono arrivati ​​i modelli più recenti come il Sopwith 1 1/2 strutter, si sono dimostrati molto più compatti e agili - e più sicuri in un atterraggio di fortuna. Il pusher è diventato obsoleto durante la notte. Da allora è rimasta un'opzione di nicchia.

Lo stesso che nel Do-335 è successo con un bimotore Cessna, lo Skymaster, nel funzionamento monomotore, era meglio con il motore posteriore. Questo aereo Dornier-335 sembra più un pilota che il caccia bombardiere per cui è stato progettato.

I pusher furono provati durante la seconda guerra mondiale senza molto successo, e questo era un periodo in cui si provava praticamente di tutto.

Gli Stati Uniti avevano due caccia pusher in fase di sviluppo durante la seconda guerra mondiale, il Curtiss XP55 e il Northrop XP56. Nessuno dei due divenne operativo, entrambi presentavano problemi di stabilità, sebbene tali problemi derivassero più dai progetti radicali piuttosto che dall'elica di spinta. L'XP55 utilizzava un canard nella parte anteriore per ascensori e timoni alari, mentre l'XP56 era effettivamente un'ala volante con la sua fusoliera corta e tozza.

Il layout di base dell'XP55 è stato successivamente utilizzato nella Beechcraft Starship. Purtroppo, l'astronave non ebbe successo, costando di più e volando più lentamente rispetto ai trasporti esecutivi contemporanei come il Cessna Citation e Lear, o persino i turboelica di trattori come il Piper Cheyenne e il Beech KingAir.

Il Giappone ha sviluppato un combattente pusher, il Kyushu J7W Shinden. Il suo design pusher riflette l'intento di alimentarlo con un motore a turbina a gas, il design pusher / tailless per aggirare il problema dello scarico caldo che fonde la coda. Come gli sforzi americani, non ha mai visto la produzione, sebbene la decadente situazione industriale in Giappone nel 1945 fosse più responsabile della sua mancata entrata in servizio.

Nel caso dei design dei caccia, la configurazione del pusher era solo una delle numerose deviazioni radicali dal design convenzionale, quindi è difficile determinare quanto la configurazione del pusher abbia contribuito ai problemi incontrati. Si noti che il DO335 era una configurazione push-pull, non un puro pusher.

Ciò che si può dire con un certo grado di certezza è che le configurazioni dei pusher, sicuramente negli aerei da combattimento, non sono risultate utili quando i caccia a elica erano al loro apice.