PRINCIPI DEL VOLO
CONCETTO DI PORTANZA
La portanza P (spesso indicata anche dalla lettera L dall’inglese “lift”) esprime le basi dell’aerodinamica; non e’ una forza reale ma si tratta di un’espressione matematica calcolata con la seguente formula:
P = Cp x S x ½ ρ x V²
P = portanza totale espressa in Kg.
Cp = coefficiente di portanza
S = superficie espressa in m²
½ ρ = densità dell’aria
V = velocità espressa in m/sec.
I fattori che influenzano la portanza sono quattro, come sopra indicato. Ciò porta ad un’ importante considerazione : se aumentiamo o diminuiamo il coefficiente di portanza, o la superficie, o la densità dell’aria, il valore totale della portanza aumenterà o diminuirà della stessa quantità.
Per esempio, se raddoppiamo la velocità, il valore della portanza non verrà raddoppiato, ma bensì quadruplicato, cioè aumentato di 2², che equivale a quattro volte.
Se triplichiamo il Cp o la superficie o la densità dell’aria, il valore della portanza diventerà triplo,
ma se triplichiamo la velocità , il valore della portanza sarà aumentato di ben nove volte (cioè 3² = 9).
LE VARIAZIONI DELLA RESISTENZA
Generalmente più aumenta la portanza, più aumenta la resistenza (non in base ad una regola fissa, bensì in dipendenza di diversi fattori molto variabili, da profilo a profilo).
Al limite possiamo ridurre la portanza fino ad un valore zero, adottando opportuni profili o angoli di incidenza, ma non si riuscirà mai a ridurre a zero la resistenza.
P = Cr x S x ½ ρ x V²
P = portanza totale espressa in Kg.
Cr = coefficiente di resistenza
S = superficie espressa in m²
½ ρ = densità dell’aria
V = velocità espressa in m/sec.
La formula della resistenza è assolutamente simile a quella della portanza, cambia solo il coefficiente che si chiama coefficiente di resistenza.
La superficie S, se si tratta di parti che svolgono funzioni di portanza, come ali o piani di coda, si calcola come nella formula della portanza, ma se si tratta di altre parti come, fusoliera, carrello di atterraggio, etc. la superficie presa in considerazione è quella della sezione maestra.
LO STALLO
Lo stallo è una condizione in cui venendo a mancare quasi totalmente la portanza dell’ala, l’aeromobile non è più in grado di sostenersi nell’aria.
La causa dello stallo, va ricercata nel fatto che i filetti fluidi che lambiscono la superficie superiore del profilo alare, non aderiscono più staccandosi più o meno bruscamente, provocando notevoli vortici con aumento della resistenza e caduta della portanza.
COMANDI DI VOLO
Un aeromobile può muoversi in tutti i sensi utilizzando tre libertà di movimento. In pratica possiamo suddividere questi movimenti attorno a tre assi fondamentali passanti per il baricentro e sono :
1° – Asse trasversale o di beccheggio
2° – Asse longitudinale o di rollio
3° – Asse verticale o di imbardata
Le superfici mobili che aerodinamicamente provvedono a far ruotare l’aeromobile attorno ai tre rispettivi assi, come sopra indicato, sono :
1° – L’equilibratore (timone di profondità) collegato al movimento longitudinale del volantino di comando, per la rotazione attorno all’asse trasversale di beccheggio.
2° – Gli alettoni, collegati al movimento laterale del volantino, per la rotazione attorno all’asse longitudinale o di rollio.
3° – Il timone di direzione, collegato alla pedaliera, fa ruotare l’aeromobile attorno all’asse verticale o di imbardata.
Quando il pilota spinge avanti il volantino, l’equilibratore ruota verso il basso, facendo si che la corda media di tutto il piano orizzontale assuma un angolo di incidenza maggiore, il quale fa aumentare la portanza della coda, o meglio ne fa diminuire la deportanza costringendo la coda ad alzarsi.
Quando il pilota tira indietro il volantino, succede i contrario e quindi la coda si abbassa.
Gli alettoni sono preposti al controllo del movimento di rollio intorno all’asse longitudinale.
Sono superfici mobili, montate ognuna sul bordo di uscita della semiala, nella sua parte esterna,
posizionati il più lontano possibile dall’asse della rotazione, per dar loro maggior braccio.
Gli alettoni sono comandati dal volantino nel suo movimento laterale e si muovono in senso contrario l’uno all’altro.
Per esempio ruotando il volantino verso destra, l’alettone destro ruota verso l’alto, mentre il sinistro ruota verso il basso.
In queste condizioni l ‘ala destra, si trova ad avere la corda media in una nuova posizione, con un
angolo di incidenza minore. Il contrario avviene sull’ala sinistra, che producendo maggior portanza
si solleva, mentre la destra si abbassa per la ragione opposta, dando per risultato una rotazione dell’aeromobile attorno all’asse longitudinale.
Il timone di direzione, è posizionato sul piano verticale di coda, si compone da una parte fissa detta deriva e da una parte mobile detta timone di direzione, avendo la possibilità di ruotare a destra e a sinistra intorno ad una cerniera. Il comando del timone viene effettuato tramite il comando pedaliera. La deriva ha la funzione di dare la stabilità all’aeromobile, mentre il timone ha la funzione di effettuare o impedire il movimento di imbardata intorno all’asse verticale.
