AEROTECNICA

                                                                                    

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L’aeronautica è la scienza del volo. In questo settore del sito si vogliono offrire agli appassionati delle pagine didattiche facilmente comprensibili. Si consiglia la loro lettura perché vi consente di meglio apprezzare le manovre aeree alle varie manifestazioni, ed anche intuire la costante evoluzione tecnologica dietro ogni veicolo.   

            

  

    

              Principali parti di un aereo  

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                                                 INTRODUZIONE

   Per avere un volo orizzontale uniforme la portanza (Lift) sviluppata principalmente dalle superfici alari, deve equilibrare la forza peso (Weigth) del veicolo. Inoltre la spinta (Thrust) sviluppata dal sistema propulsivo ( motori ad eliche, motori a reazione, ..) deve equilibrare la resistenza (Drug) offerta da tutto l’aeroplano incluso le superfici alari. Per aumentare la velocità cioè accelerare , la spinta deve essere superiore alla resistenza.

      Esempio di profilo alare

                                                     L’ALA (Wing) 

    L’ angolo di attacco è l’angolo acuto tra la corda dell’ala e la direzione del vento relativo ( si considera la direzione del flusso dell’aria con la posizione relativa ad esso delle ali ). Se l’angolo di attacco è eccessivo per una data velocità, si creano dei vortici intorno l’ala che riducono la portanza mandando l’aereo in stallo (mancanza di portanza ). Maggiore è la velocità di volo e minore sarà l’angolo massimo di attacco consentito prima che entri in stallo . Il pilota può variare l’angolo di attacco. L’angolo di incidenza è l’angolo acuto tra la corda dell’ala e l’asse longitudinale dell’aereo. È una caratteristica strutturale dell’aereo e quindi poco modificabile dal pilota.          

         

Le parti che sviluppano la portanza su un aeroplano sono le ali . Il profilo alare deve essere studiato in modo tale che : a) crei un aumento della velocità dei filetti fluidi sul dorso del profilo rispetto al ventre generando così la portanza b) minimizzi la resistenza aerodinamica causata dal profilo arcuato.

In altre parole , l’aria fluendo ad alta velocità sul profilo alare , svilupperà una forza verticale maggiore della forza peso proporzionale alla velocità ed al particolare angolo di attacco.

 

In generale vale la seguente formula :                                     

La portanza P è direttamente proporzionale:

1) al quadrato della velocità del veicolo V ( l’aereo deve avere una velocità sufficiente per poter decollare e mantenersi in volo ) 2) alla superficie alare S ( sono le ali principalmente che sviluppano la portanza ) 3) alla densità dell’aria d ( nell’unità di volume ci sono più particelle atmosferiche che impattano sul profilo alare generando portanza ) 4) al coefficiente di portanza C ( funzione del profilo alare e dell'angolo d'attacco ).

Per velocità elevate (ipersoniche) e ad alta quota (basse pressioni atmosferiche) il flusso d'aria non subisce una deviazione significativa, e la portanza è garantita quasi unicamente dalla forza risultante dovuta all'impatto nella parte inferiore dell'aria contro l'ala. In tale caso il profilo alare avrà altre caratteristiche.

                  OPERAZIONI

Nell’operazione di Decollo (Takeoff) l’aereo deve raggiungere lungo la pista una sufficiente velocità con i motori a massima spinta, in maniera tale da poter sviluppare una portanza tale che sollevi l’aereo. (Tutte le operazioni che si descrivono differiscono se trattasi di aeri di linea o militari ma spesso sono simili.) Si agisce sui flaps e/o deflettori ( elevetors) quindi l’aereo incomincia ad alzarsi. L’aereo inizia a prendere quota con una certa angolazione col carrello ormai rientrato, e in più fasi raggiunge una certa altezza.

   Di seguito riportiamo le principali manovre di controllo in volo:

                                      BECCHEGGIO (Pitching)

 Si agisce sul timone di profondità (Horizontal stabiliser) delle alette orizzontali di coda : a) abbassando il timone si alza la coda e di conseguenza si abbassa il muso dell’aereo che incomincia a scendere (frecce gialle) b) alzando il timone si abbassa la coda e si alza il muso dell’aereo che comincia a salire (frecce azzurre)

   
  

                                    IMBARDATA (Yawing)

 

        Si agisce sul timone direzionale (Rudder) che è parte dell’ala verticale di coda (Vertical stabiliser) :

a) girando il timone a destra , la coda si sposterà verso sinistra facendo girare l’aereo a destra (frecce verdi) 

b) girando il timone a sinistra , la coda si sposterà verso destra facendo girare l’aereo a sinistra (frecce arancione)

                                       ROLLIO (Rolling)

 Si agisce sui deflettori (Aileron) delle due ali per ottenere una rotazione regolabile (inclinazione trasversale) intorno l’asse dell’aereo che determinerà una virata dovuta alla portanza:

1) Rotazione oraria frontale : si abbassa il deflettore (frecce arancione) dell’ala sinistra che si solleva e si alza il deflettore dell’ala destra che si abbassa. L’effetto risultante è una rotazione oraria con una virata a destra

2) Rotazione antioraria frontale : si alza il deflettore (freccia azzurra) dell’ala sinistra che si abbassa, e si abbassa il deflettore dell’ala destra che si alza. Si ottiene una rotazione antioraria con virata a sinistra

      

Durante il rollio la virata è dovuta alla componente orizzontale della portanza.

                           

Possiamo dire che il beccheggio determina una rotazione intorno l’asse trasversale dell’aereo, l’imbardata una rotazione intorno l’asse verticale, il rollio una rotazione intorno l’asse longitudinale 

Le tre manovre di controllo precedenti si possono combinare per ottenere particolari manovre. Si tenga presente che a parità di potenza erogata dai motori , salendo la velocità diminuisce, e al contrario, scendendo la velocità aumenta.

Nelle operazioni di Atterraggio (Landing) si deve scendere lentamente , ridurre la potenza ai motori e planare sulla pista con una buona portanza aiutandosi con i flap d’ala e col carrello abbassato. È importante essere ben allineati con la pista. Una volta toccato terra si frena l’aereo.    

Per gli aerei di linea le manovre di decollo e atterraggio sono le più delicate perché la maggior parte degli incidenti avvengono durante queste manovre.               

                                                                                                


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