Equilibrio e Stabilità longitudinale dell’aereo

Simboli

  • T  = Trazione, forza esercitata dal gruppo propulsore
  • R = Resistenza aerodinamica
  • Q = Peso
  • P = Portanza
  • Mo = Momento aerodinamico del profilo alare
  • G  = Baricentro
  • CA = Centro aerodinamico o fuoco, punto in cui viene applicato il momento creato dalla risultante delle forze aerodinamiche agenti sul profilo alare. In tale punto il momento di beccheggio rimane costante, indipendentemente dall’angolo di incidenza
  • Lt = forza applicata all’impennaggio orizzontale (stabilizzatore)
  • x = braccio della portanza rispetto al baricentro G
  • lt = braccio dell’impennaggio orizzontale rispetto a G

EQUILIBRIO
Forze
Nel volo rettilineo uniforme a quota costante la risultante di tutte le forze e dei momenti agenti valutato rispetto al baricentro devono essere nulli.
T = R
P = QMomenti
Caso in cui CA è davanti a G.La condizione di equilibrio si ottiene quando:
Mo – Lt*lt – P*x = 0
Per ridurre la superficie dei piani di coda, si allontana la loro distanza dall’ala, cioè si allunga la coda.
STABILITA’
Riguarda la tendenza del velivolo a tornare nella sua posizione di equilibrio dopo un disturbo. Da notare che il velivolo può essere staticamente stabile ma dinamicamente instabile, mentre un velivolo dinamicamente stabile implica anche la stabilità statica.
Per capire se un aereo è stabile longitudinalmente, si analizza la variazione del momento attorno all’asse di beccheggio, che insorge per effetto di una variazione dell’angolo di incidenza dovuta a cause accidentali (ad esempio ad una raffica), a partire dalla condizione di equilibrio.
Portanza dell’ala davanti al centro di gravità dell’aereoSe a causa di una perturbazione aumenta l’incidenza (si alza un po’ il muso), aumenta anche la portanza, che provoca una ulteriore rotazione a cabrare attorno al baricentro e via di seguito.
Il sistema è instabile.
In questa tipologia di volo il pilota è costretto continuamente a correggere l’assetto per evitare di capovolgersi.
Portanza dell’ala dietro al centro di gravità dell’aereoSe a causa di una perturbazione aumenta l’incidenza (si alza un po’ il muso), aumenta anche la portanza, che provoca una diminuzione della rotazione a cabrare attorno al baricentro, con conseguente diminuzione dell’incidenza, e quindi il ripristino della condizione iniziale.
Il sistema è stabile.
Il pilota non deve intervenire di continuo sui comandi.
Per contro se G viene spostato troppo in avanti, i comandi diventano duri.

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