prestazioni in manovra - polismanettoni · 2013. 12. 4. · su – 27 flanker demonstration of the...
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Promemoria lezione AA 2012-2013
Prestazioni in manovra
Condizioni di equilibrio
Prestazioni puntuali
Prestazioni integrali
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Volo manovrato acrobatico
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Frecce.tricolore.fairford.arp.jpghttp://www.difesa.it/default.htm
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Figure
acrobatiche
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o Figure acrobatiche
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Su - 27 was intended as a direct competitor for the
new generation of American fighters (which emerged
as the F-14 Tomcat, F-15 Eagle, F-16 Fighting Falcon,
and F/A-18 Hornet), with exceptional range, heavy
armament, and very high agility.
Pugachev’s Cobra
Su – 27 Flanker Demonstration of the pitch control authority, high angle
of attack (AOA) stability and engine/inlet compatibility at
high angles of attack of the aircraft. The manoeuvre
allows for very quick turns which can make an attack fail
or put the pilot in a position to execute an attack. test pilot Victor Pugachev
1989 Su-27 demonstrations on the Paris Airshow
http://en.wikipedia.org/wiki/United_Stateshttp://en.wikipedia.org/wiki/F-14_Tomcathttp://en.wikipedia.org/wiki/F-14_Tomcathttp://en.wikipedia.org/wiki/F-14_Tomcathttp://en.wikipedia.org/wiki/F-14_Tomcathttp://en.wikipedia.org/wiki/F-14_Tomcathttp://en.wikipedia.org/wiki/F-15_Eaglehttp://en.wikipedia.org/wiki/F-15_Eaglehttp://en.wikipedia.org/wiki/F-15_Eaglehttp://en.wikipedia.org/wiki/F-15_Eaglehttp://en.wikipedia.org/wiki/F-15_Eaglehttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F/A-18_Hornethttp://en.wikipedia.org/wiki/F/A-18_Hornethttp://en.wikipedia.org/wiki/F/A-18_Hornethttp://en.wikipedia.org/wiki/F/A-18_Hornethttp://en.wikipedia.org/wiki/F/A-18_Hornethttp://en.wikipedia.org/wiki/Pitch_%28flight%29http://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attackhttp://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attackhttp://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attackhttp://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attackhttp://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attackhttp://www.answers.com/topic/1989http://www.answers.com/topic/sukhoi-su-27http://www.answers.com/topic/sukhoi-su-27http://www.answers.com/topic/sukhoi-su-27http://www.answers.com/topic/paris-air-show
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o Pugachev’s Cobra
Sukhoi Su-27
Sukhoi Su-33
Minorano MiG-29
Mikoyan MiG-35
Saab Draken
Sukhoi Su-30MKI
F-22 Raptor
Dassault Rafale
Sukhoi Su-37
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o Pugachev’s Cobra
Thrust vectoring aircraft include:
Sukhoi Su-27 'Flanker'
Mikoyan MiG-29OVT
Mikoyan MiG-35 'Fulcrum' TVC
Sukhoi Su-47 TVC
F-15 ACTIVE
F-16 MATV/VISTA
Rockwell-MBB X-31
F-18 HARV
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o Typhoon
supermanouverability
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o Prestazioni in manovra
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D Q
L
X Y
Z
assi vento
assi corpo
Volo in manovra
Angolo di rampa
Angolo di rotta
assi orizzonte locale
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Fattore di carico Load factor
Il fattore di carico è una grandezza adimensionale e come tale non ha
bisogno di un'unità di misura. Tuttavia, nella pratica aeronautica, si fa
spesso riferimento ad esso in termini di numero di `g', indicando quindi
una manovra a fattore di carico pari a x come una manovra `a x-g'.
Rapporto fra le forze (propulsive + aerodinamiche) ed il peso
Rapporto fra le forze totali di massa ed il peso
Fattore di contingenza
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• ad angoli di incidenza moderati
• ad angoli di deriva moderati
• a valori di efficienza aerodinamica medi o elevati
Fattore di carico
Rapporto fra le forze (propulsive + aerodinamiche) ed il peso
Fattore di contingenza
Fattore di contingenza longitudinale
Fattore di contingenza laterale
Fattore di contingenza normale
Quasi una definizione
Load factor
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• Limitazioni fisiologiche, dovute al fatto che l'organismo umano risente dei valori elevati
(positivi e negativi) di accelerazione, producendo malessere, riduzione della capacità di
controllare il velivolo ed eseguire la missione, fino alla perdita di coscienza;
• Limitazioni strutturali, dovute alla resistenza delle strutture e degli equipaggiamenti,
nonché alle capacità di funzionamento corretto degli impianti.
I valori del fattore di carico normale per cui si producono effetti negativi per la sicurezza
del volo dal punto di vista fisiologico possono variare leggermente da individuo ad
individuo, ed in particolare risentono significativamente di un addestramento mirato (come
nel caso dei piloti acrobatici e da caccia).
Nel caso di velivoli civili, si tende generalmente ad evitare condizioni di volo che
producano fastidi significativi, senza arrivare ai limiti di sicurezza.
Dal punto di vista strutturale, il fattore di carico massimo ammissibile, detto
fattore di contingenza ultimo ultimate load factor tiene conto di tutte le
limitazioni strutturali rilevanti.
Fattore di carico limite Limit load
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Manovre Componenti forze
aerodinamiche
Manovre simmetriche
Vettore velocità e forze
aerodinamiche contenute
nel piano di simmetria
Le manovre simmetriche sono quelle
che possono realizzare i minori raggi
di curvatura e costituiscono la classe
di manovre con maggior agilità
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Verticale, Local horizon,
moving Earth, NED
Origine nel baricentro del velivolo
Scopi della meccanica del volo
Tangenti alla superficie terrestre
Diretto verso il basso
Angolo di rampa
Classificazione manovre
Velocità angolare
Angolo di rotta
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Volo
Uniforme costante
Rettilineo infinito
Orizzontale
Discesa
Salita
Manovra
Richiamata, affondata
Virata positiva, negativa
Classificazione delle condizioni di volo
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Diagramma di manovra manuevering load factor envelope
Limite di stallo positivo
Velocità di manovra
Velocità di crociera di progetto
Velocità di affondata di progetto
Limite di stallo negativo
Velocità di progetto con ipersostentatori estesi
design airspeed with fully deflected flaps
design maneuvering airspeed
design cruising airspeed
design diving airspeed
per velivoli civili non acrobatici, per velivoli militari da trasporto
per velivoli civili acrobatici e per velivoli militari da combattimento
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Diagramma di raffica gust load factor envelope
nel volo in aria agitata, il velivolo può subire raffiche
verticali che ne variano pressoché istantaneamente
l'incidenza e quindi il coefficiente di portanza.
fattore di attenuazione di raffica gust alleviation factor
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Esubero di potenza specifico e manovre
esubero di potenza specifico
specific excess power, SEP
potenza necessaria al volo livellato
quota energetica
energy height
Copyright © A. Filippone (1999-2005).
Inviluppo di volo flight envelope
potenza disponibile
potenza necessaria
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a parità di SEP, n risulta tanto maggiore, quanto più è elevata la velocità, quanto più è bassa la
quota, quanto più è basso il carico alare e quanto più è elevato l'allungamento alare.
Polare parabolica
la differenza tra i coefficienti di resistenza
in manovra simmetrica ed in volo livellato
è proporzionale al fattore
nel caso di mantenimento
della quota totale
n
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• ad angoli di incidenza moderati
Richiamata
Richiamata stazionaria
Pull up
Inverted
Pull down
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Per virata s'intende una manovra compiuta nel piano orizzontale allo scopo di
cambiare l'angolo di rotta (track angle)
Virata turning flight
Il pilota ha diverse opzioni per eseguire la virata.
Fondamentalmente, ci sono due meccanismi possibili per sviluppare la forza
normale alla traiettoria necessaria a mantenere il velivolo in virata:
• manovrando il timone, può determinare la nascita di un'ulteriore forza
aerodinamica normale alla traiettoria, ossia una devianza, in aggiunta alla
portanza;
• manovrando gli alettoni, può inclinare il velivolo in modo che la portanza
abbia una componente nel piano orizzontale.
Naturalmente, è possibile combinare i due meccanismi accennati.
Nella pratica, le virate vengono eseguite facendo riferimento ad uno solo dei
due meccanismi:
la virata corretta è di gran lunga preferibile nella maggior parte dei casi, per
motivi di praticità, di economia e di prestazioni.
• nel primo la virata piatta (flat turn),
• nel secondo la virata corretta coordinated turn oppure true banked turn
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o Virata piatta
Virata corretta
Virosbandometro
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V Virata piatta
Le virate piatte sono caratterizzate da grandi raggi di curvatura e vengono utilizzate
solitamente per aggiustamenti della rotta di pochi gradi
• ad angoli di incidenza e deriva moderati
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o Prestazioni in manovra
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• ad angoli di incidenza moderati
Virata corretta equilibrio
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Quota 10000
Virata Corretta
potenza necessaria al
variare del fattore di carico
per differenti quote
Quota 0
n
n
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a parità di assetto
Virata Corretta
Costruzione della curva di
potenza necessaria al
variare del fattore di carico
Resistenza
Potenza necessaria
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Prestazioni in manovra
Virata Corretta
Limitazioni per stallo
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o Virata Corretta Inviluppo di prestazioni
Regime I limitazione per stallo
Regime II limitazione per potenza disponibile
limitazione per fattore di carico massimo
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Prestazioni per una data quota Virata Corretta
Controllare
limite di stallo
Controllare limite di n
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Prestazioni per una data quota Virata Corretta
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Prestazioni in quota Virata Corretta
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o Virata Corretta
Espressioni del raggio di virata
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o Virata Corretta
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Excess power
esubero di potenza specifico
specific excess power, SEP
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Quota 0
Quota 10000
Virata Corretta
Raggio di virata al variare
del fattore di contingenza
n
Quota 0
Limite di stallo
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Quota 1000 ft
Quota 10000
Virata Corretta
n
Quota 1000 ft
Raggio di virata al variare
del fattore di contingenza
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o Potenza necessaria, soluzioni analitiche
Polare parabolica, adimensionalizzazione
Quota 0
n
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Biquadratica che, per un assegnato valore di trazione, esprime il legame fra il fattore di
carico e la velocità
Turbogetto semplificato
Soluzioni analitiche
n
Raggio minimo, virata stretta
che comporta
fattore di carico massimo
tempo minimo, virata rapida
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Motoelica semplificato
Soluzioni analitiche
Raggio minimo, virata stretta
fattore di carico massimo
tempo minimo, virata rapida
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Turbogetto semplificato
Motoelica semplificato
Assetti significativi