8. PRESTAZIONI (Parte 1) - Polare, Crociera, Salita,...
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8. PRESTAZIONI (Parte 1) - Polare, Crociera, Salita, Decollo
Prestazioni (parte I) 1
POLARE PARABOLICA
Prestazioni (parte I) 2
POLARE PARABOLICA
Prestazioni (parte I) 3
POLARE PARABOLICA
Prestazioni (parte I) 4
CURVE SPINTA E POTENZA NEC/DISP
Si capisce perché alle altevelocità il sistema propulsivo adelica non è efficace
Spinta elica
Spinta jet
Prestazioni (parte I) 5
SPINTE
L’elica si usa per avere spintegrosse a basse velocitàgrosse a basse velocità.Velivoli STOL
Velivoli come ATR o C27J o G222turbofan Velivoli come ATR o C27J o G222hanno come caratteristicaprimaria quella di avere distanzedi decollo piccole e non velocitàpparticolaramente elevate.
Prestazioni (parte I) 6
PARAMETRI DI PROGETTO1 fbS
CDeARC eEL ⋅⋅π=⋅⋅⋅π= 20
1
4 24
eE b
Wf
WVρπ
=f
bCDARE ee
E
2
44⋅
π=
π=
- Carico di area parassita- Carico di apertura
e fCD0 44
W/bAR 2ππCarico di aperturabe è l’apertura lare effettiva W/f
W/bCDARE ee
E0 44
⋅π
=π
=
Si vede come la velocità del punto E (a cui sono collegate anche le velocità deipunti P ed A) cresce al crescere dei due carichi, cioè se decresce f e se decrescebe. L’efficienza massima, invece cresce solo se decresce f in quanto una riduzionedi be comporta una riduzione di efficienza.
PER AUMENTARE LA VELOCITA’ BISOGNA RIDURRE LA SUP ALARE S.
Prestazioni (parte I) 7
Ma in alcuni casi, come la salita, bisogna agire con un aumento di apertura alare.
PARAMETRI DI PROGETTOPer velivoli a getto bisogna quindi, per aumentare sia E che Ve, agire con S piccolae be contenuta.Tipicamente AR nei velivoli a getto va da 7 a 9 mentre in quelli ad elica (almenoTurboprop regionali) da 10 a 12.
AREA PARASSITA
SCDf S)CD(VDT 2 111SCDf ⋅= 0 S)CD.(VDT ⋅⋅⋅⋅ρ== 0
2 1121 fVDT ⋅⋅ρ== 2
21
fb
CDARE ee
E
2
44⋅
π=
π=
Prestazioni (parte I) 8
fCD0 44
PARAMETRI DI PROGETTOSuperficie alare.Si è visto che una riduzione di S:
1) Fa aumentare l’efficienza massima (perché si riduce f)2) F t l l ità di ffi i i2) Fa aumentare la velocità di efficienza massima
Ma anche :
3) Riduce il peso strutturale e quindi fa aumentare il carico utile4) Riduce il costo di fabbricazione
In definitiva per la fase di crociera è utile avere S piccola.Ma in effetti ci sono altre prestazioni (DECOLLO ed ATTERRAGGIO e SALITA, almeno per l’elica) che necessitano di S grandealmeno per l elica) che necessitano di S grande.
Prestazioni (parte I) 9
PARAMETRI DI PROGETTOPOTENZA MINIMA (Salita)
4 6432
234
64272 /
P bfWP ⋅
πρ⋅⋅=
27 ebπρ
( )quota;f;b;WfunzP 1/4// 2323=
In definitiva per la fase di salita hanno un
( )quota;f ; b ;WfunzP eP =
pgrosso effetto:- Il peso- l’apertura effettiva
Un po’ meno l’area parassita f.
Prestazioni (parte I) 10
PARAMETRI DI PROGETTOPOTENZA MINIMA (Salita)POTENZA MINIMA (Salita)
4 64 3223
4
642 /P
fWP ⋅⋅⋅=( )quota ; f ; b ;WfunzP 1/4/
e/
P2323=
6324 27 eP bπρ
3⎞⎛
424
324
64272
Wf
bWWP
eP ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
πρ⋅⋅=
Si vede come il carico di apertura ha un peso 3 volte superiore a quello di areaparassita.p
Prestazioni (parte I) 11
PARAMETRI DI PROGETTOCARICO EQUIVALENTE mCARICO EQUIVALENTE m
mWWVS 4412=≈=
Avendo espresso la densità nel sistema tecnico con W espresso in Kg
mCLSCLS
VMAXMAXo
S ⋅ρ
Avendo espresso la densità nel sistema tecnico con W espresso in Kg.
Si vede come il prodotto di S e CL_max forma proprio una superficie equivalenteChe fornirà il parametro da cui dipendono le distanze di decollo ed atterraggio.p p gg
S_eq=30 mq
S= 20 mq CL_max=1.5S= 10 mq CL_max=3.0
La riduzione di peso dell’ala sarà piu’ del 50%, infatti si riduce anche la sollecitazione flettente al ridursi dell’apertura.
Prestazioni (parte I) 12
SALITA VELIVOLO
PARAMETRI DI PROGETTO
SALITA VELIVOLO
Prestazioni (parte I) 13
SALITA VELIVOLO ELICA
PARAMETRI DI PROGETTO
SALITA VELIVOLO ELICA
5023
41213051 972 /
//.ao
bfW.
WRC ⋅
−σΠ⋅η
=
RC=a-c
5023 ./ebW σ⋅
A quote basse il primo termine è molto forte. A quote alte il secondo diviene dello stesso ordine di grandezza.
( )ISA;z;f;b;;WfRC eaoΠ=
⎟⎞
⎜⎛
ISAWWWfRC ⎟⎟⎠
⎜⎜⎝ Π
= ISA;z;f
;b
;fRCeao2
PESI : -1 -3/4 1/4
Prestazioni (parte I) 14
SALITA VELIVOLO JET
PARAMETRI DI PROGETTO
SALITA VELIVOLO JET
Prestazioni (parte I) 15
SALITA VELIVOLO JETPARAMETRI DI PROGETTO
Prestazioni (parte I) 16
SALITA VELIVOLO JET
PARAMETRI DI PROGETTO
SALITA VELIVOLO JET
Prestazioni (parte I) 17
SALITA VELIVOLO JET
PARAMETRI DI PROGETTO
SALITA VELIVOLO JET
21
2740
2100 22541 /
e./
)b/W(.f
TWT.RC
⎞⎛−σ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
413021
0 ./
fTfW
σ⋅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎠
⎜⎝
A quote basse il primo termine è predominante rispetto al secondo.
( )ISA;z;f;b;T;WfRC = ( )ISA;z;f;b;T;WfRC e0=
⎟⎞
⎜⎛
ISAWTTfRC 00⎟⎟⎠
⎜⎜⎝
= ISA;z;b
;f
;W
fRCe2
00
L’effetto maggiore è quello del rapp T/W.Riguardo l’effetto dei parametri del velivolo:
Prestazioni (parte I) 18
L’effetto di To/f è maggiore di quello di W/be^2(compare in entrambi i membri)
SALITA VELIVOLO JET – Tangenza teorica
PARAMETRI DI PROGETTO
SALITA VELIVOLO JET – Tangenza teorica
( )6060
2
.
b/W⎥⎥⎤
⎢⎢⎡
⎟⎞
⎜⎛ TTW( )
00421 e
TT
fT
WT
b/W.
⎥⎥⎥
⎦⎢⎢⎢
⎣
=σ ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛σ=σ
fT;
WT;
bW
eTTTT
002
fW ⎥⎦⎢⎣
A quote ELEVATE be ed f iniziano ad assumere la stessa importanza.
Importanza 1 -1 -1
q p
Ecco perché velivoli a getto che devono operare ad alte quote devono anche considerare un certo opportuno valore dell’apertura alare.
Prestazioni (parte I) 19
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 20
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
VR VLOF V2 VMC
Ma in effetti dopo la fase di LIFT OFF il velivolo accelera molto poco
Prestazioni (parte I) 21
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 22
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 23
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 24
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 25
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 26
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 27
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
=m
Prestazioni (parte I) 28
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 29
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 30
DECOLLO – TOR ; 1 Motore inoperativo da V=V1
PARAMETRI DI PROGETTO; p
Prestazioni (parte I) 31
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 32
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 33
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 34
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 35
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 36
DECOLLO – Dist INVOLO (Airborne Dist)
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO – Dist INVOLO (Airborne Dist)
Dipende dalla manovra
Prestazioni (parte I) 37
DECOLLO –Distanza Effettiva
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO –Distanza Effettiva
Prestazioni (parte I) 38
PARAMETRI DI PROGETTODECOLLO Abortito (Accelerate-Stop Distance)
Prestazioni (parte I) 39
DECOLLO Abortito (Accelerate-Stop Distance)
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO Abortito (Accelerate-Stop Distance)
Prestazioni (parte I) 40
DECOLLO Abortito (Accelerate-Stop Distance)
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO Abortito (Accelerate-Stop Distance)
Prestazioni (parte I) 41
DECOLLO Abortito (Distanza ARRESTO)
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO Abortito (Distanza ARRESTO)
Prestazioni (parte I) 42
DECOLLO Distanza Bilanciata di decollo (tipicamente intorno al 15-20%i di ll l )
PARAMETRI DI PROGETTO
maggiore di quella normale)
Distanza bilanciata di decollo ottenutadecollo ottenuta Quando B+C=D+E
La velocità di failure V riconosciuta dal pilota corrispondente a talecorrispondente a tale condizione è la VEL di DECISIONE V1
La normativa parla di FAR25 take-off distance come la più grande tra :
- La distanza di decollo normale (35ft) x 1.15- La distanza bilanciata
Prestazioni (parte I) 43
Fonte: Mc Cormick
La distanza bilanciata
DECOLLO Distanza Bilanciata
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO Distanza Bilanciata
Distanza di decollo ottenuta con una corsa con tutti i motori fino alla V di failure (asse x)con tutti i motori fino alla V di failure (asse x) ed in cond OEI fino al sup ostacolo.Corsa completa con
un motore in meno fino al sup. ostacolofino al sup. ostacolo
Distanza di decollo abortito in funzione della velocità di failure.
Prestazioni (parte I) 44
DECOLLO Distanza Bilanciata
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO Distanza Bilanciata
Prestazioni (parte I) 45
DECOLLO Distanza Bilanciata
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO Distanza Bilanciata
Prestazioni (parte I) 46
DECOLLO Distanza Bilanciata
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO Distanza Bilanciata
Prestazioni (parte I) 47
DECOLLO Distanza Bilanciata
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO Distanza Bilanciata
Prestazioni (parte I) 48
DECOLLO Distanza Bilanciata
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO Distanza Bilanciata
Prestazioni (parte I) 49
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 50
DECOLLO
PARAMETRI DI PROGETTO
DECOLLO
Prestazioni (parte I) 51