Swept, Tapered and Rectangular wings stall

Area dedicata alla discussione di argomenti sulla meccanica del volo e aerotecnica. Quesiti su come fa un aeroplano a volare!

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paky
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Messaggio da paky » 30 agosto 2014, 17:14

Salve ragazzi,
dopo un paio di ore con la testa china sul mio libro di Principle of flight, e in particolare sul capitolo dello stallo, sono arrivato alla conclusione che più leggo più non ci capisco niente, per questo ho pensato di chiedere aiuto a degli esperti in materia. Allora partiamo dal principio che aumentando sempre più il nostro angolo di attacco, andiamo ad aumentare sempre più il valore di pressione negativa sul dorso del profilo rafforzando l' adverse pressure gradient all'interno del quale il nostro turbolent boundary layer si deve muovere, quindi più incidenza diamo più il separation point e si sposta verso il leading edge fino ad un punto dove, raggiunta un incidenza critica, il profilo non genererà più portanza necessaria per sostenere l'aeroplano perchè il fluido che scorre sul profilo è per la maggior parte fluido disturbato all'interno del quale l'equazione di continuità e il principio di Bernoulli non possono più lavorarci, e avremo un forte aumento di Form Drag. Ora questo è quello che accade su un profilo ovvero in un mondo bi-dimensionale ma l'ala è tridimensionale e finita, e lo stallo è un processo graduale che si sviluppa in base alla wing planform. Infatti avremo ali di forma ellittica che avranno un uniforme progressione dello stallo su tutta la superficie alare, quelle rettangolari uno stallo che comincia alla radice dell'ala, e tapered e swept wings che invece comincia dalle tip alari. Ora se un aeromobile vuole essere certificato sotto CS25 rules (i successori delle JAR25) nel momento in cui l'aeroplano sta per stallare deve avere una naturale tendenza a buttare giù il muso dell'aeroplano. Da quel che ho capito ali che cominciano a stallare dalla radice hanno un movimento del cp verso dietro e generano un down pitch moment che è consono a quanto le CS25 vogliono, mentre ali che stallano prima dalle tip muovono il loro CP ulteriormente in avanti generando un pitch-up moment che rende difficoltoso il recupero dallo stallo e va contro le leggi CS25. Ecco perchè nei swept wing aircrafts vengono installati dei device fixes come notch e saw tooth che ritardano lo stallo alle tips e inducono la radice dell'ala a stallare prima. Però questo funziona fino a che la swept wing non sia del tutto stallata perchè superato il critical alpha l'aereo ritorna ad avere il suo bel nose-up attittude e eccoci qui all'interno del deep stall. Poi il libro passa a parlare del movimento del flusso d'aria sulla swept wing e del "ram's horn" che è l'unione delle bubble separation al leading edge con l'unico e grande vortice alle tips, e come l'aumentare dell'incidenza modifica il downwash e così via, ma onestamente nel modo in cui lo spiega non ci capisco niente. Poi non capisco perchè ala rettangolare comincia dalle radici e le altre no e perchè se uno stallo comincia dalla radice ha un pitch-down moment e se dalle tip il contrario. Per favore potete darmi delle delucidazioni non ci sto capendo niente!
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Lampo 13
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Re: Swept, Tapered and Rectangular wings stall

Messaggio da Lampo 13 » 31 agosto 2014, 2:07

paky ha scritto:Salve ragazzi,
dopo un paio di ore con la testa china sul mio libro di Principle of flight, e in particolare sul capitolo dello stallo, sono arrivato alla conclusione che più leggo più non ci capisco niente, per questo ho pensato di chiedere aiuto a degli esperti in materia. Allora partiamo dal principio che aumentando sempre più il nostro angolo di attacco, andiamo ad aumentare sempre più il valore di pressione negativa sul dorso del profilo rafforzando l' adverse pressure gradient all'interno del quale il nostro turbolent boundary layer si deve muovere, quindi più incidenza diamo più il separation point e si sposta verso il leading edge fino ad un punto dove, raggiunta un incidenza critica, il profilo non genererà più portanza necessaria per sostenere l'aeroplano perchè il fluido che scorre sul profilo è per la maggior parte fluido disturbato all'interno del quale l'equazione di continuità e il principio di Bernoulli non possono più lavorarci, e avremo un forte aumento di Form Drag. Ora questo è quello che accade su un profilo ovvero in un mondo bi-dimensionale ma l'ala è tridimensionale e finita, e lo stallo è un processo graduale che si sviluppa in base alla wing planform. Infatti avremo ali di forma ellittica che avranno un uniforme progressione dello stallo su tutta la superficie alare, quelle rettangolari uno stallo che comincia alla radice dell'ala, e tapered e swept wings che invece comincia dalle tip alari. Ora se un aeromobile vuole essere certificato sotto CS25 rules (i successori delle JAR25) nel momento in cui l'aeroplano sta per stallare deve avere una naturale tendenza a buttare giù il muso dell'aeroplano. Da quel che ho capito ali che cominciano a stallare dalla radice hanno un movimento del cp verso dietro e generano un down pitch moment che è consono a quanto le CS25 vogliono, mentre ali che stallano prima dalle tip muovono il loro CP ulteriormente in avanti generando un pitch-up moment che rende difficoltoso il recupero dallo stallo e va contro le leggi CS25. Ecco perchè nei swept wing aircrafts vengono installati dei device fixes come notch e saw tooth che ritardano lo stallo alle tips e inducono la radice dell'ala a stallare prima. Però questo funziona fino a che la swept wing non sia del tutto stallata perchè superato il critical alpha l'aereo ritorna ad avere il suo bel nose-up attittude e eccoci qui all'interno del deep stall. Poi il libro passa a parlare del movimento del flusso d'aria sulla swept wing e del "ram's horn" che è l'unione delle bubble separation al leading edge con l'unico e grande vortice alle tips, e come l'aumentare dell'incidenza modifica il downwash e così via, ma onestamente nel modo in cui lo spiega non ci capisco niente. Poi non capisco perchè ala rettangolare comincia dalle radici e le altre no e perchè se uno stallo comincia dalla radice ha un pitch-down moment e se dalle tip il contrario. Per favore potete darmi delle delucidazioni non ci sto capendo niente!
La reale genesi della portanza è ancora oggetto di discussione. L'aerodinamica è una delle "scienze" più "praticone" che esistono. Il mondo aeronautico è basato su esperienze pratiche da cui hanno provato a tirare fuori regole generali, spesso fallendo miseramente, tipo la velocità di aquaplaning... Esci con la ragazza e prova a trovare la legge di portanza dell'apparato sessuale maschile! Guarda che non lo sanno bene neanche quelli che l'hanno scritto!
:wink:

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Re: Swept, Tapered and Rectangular wings stall

Messaggio da paky » 31 agosto 2014, 2:16

Lampo 13 ha scritto:
paky ha scritto:Salve ragazzi,
dopo un paio di ore con la testa china sul mio libro di Principle of flight, e in particolare sul capitolo dello stallo, sono arrivato alla conclusione che più leggo più non ci capisco niente, per questo ho pensato di chiedere aiuto a degli esperti in materia. Allora partiamo dal principio che aumentando sempre più il nostro angolo di attacco, andiamo ad aumentare sempre più il valore di pressione negativa sul dorso del profilo rafforzando l' adverse pressure gradient all'interno del quale il nostro turbolent boundary layer si deve muovere, quindi più incidenza diamo più il separation point e si sposta verso il leading edge fino ad un punto dove, raggiunta un incidenza critica, il profilo non genererà più portanza necessaria per sostenere l'aeroplano perchè il fluido che scorre sul profilo è per la maggior parte fluido disturbato all'interno del quale l'equazione di continuità e il principio di Bernoulli non possono più lavorarci, e avremo un forte aumento di Form Drag. Ora questo è quello che accade su un profilo ovvero in un mondo bi-dimensionale ma l'ala è tridimensionale e finita, e lo stallo è un processo graduale che si sviluppa in base alla wing planform. Infatti avremo ali di forma ellittica che avranno un uniforme progressione dello stallo su tutta la superficie alare, quelle rettangolari uno stallo che comincia alla radice dell'ala, e tapered e swept wings che invece comincia dalle tip alari. Ora se un aeromobile vuole essere certificato sotto CS25 rules (i successori delle JAR25) nel momento in cui l'aeroplano sta per stallare deve avere una naturale tendenza a buttare giù il muso dell'aeroplano. Da quel che ho capito ali che cominciano a stallare dalla radice hanno un movimento del cp verso dietro e generano un down pitch moment che è consono a quanto le CS25 vogliono, mentre ali che stallano prima dalle tip muovono il loro CP ulteriormente in avanti generando un pitch-up moment che rende difficoltoso il recupero dallo stallo e va contro le leggi CS25. Ecco perchè nei swept wing aircrafts vengono installati dei device fixes come notch e saw tooth che ritardano lo stallo alle tips e inducono la radice dell'ala a stallare prima. Però questo funziona fino a che la swept wing non sia del tutto stallata perchè superato il critical alpha l'aereo ritorna ad avere il suo bel nose-up attittude e eccoci qui all'interno del deep stall. Poi il libro passa a parlare del movimento del flusso d'aria sulla swept wing e del "ram's horn" che è l'unione delle bubble separation al leading edge con l'unico e grande vortice alle tips, e come l'aumentare dell'incidenza modifica il downwash e così via, ma onestamente nel modo in cui lo spiega non ci capisco niente. Poi non capisco perchè ala rettangolare comincia dalle radici e le altre no e perchè se uno stallo comincia dalla radice ha un pitch-down moment e se dalle tip il contrario. Per favore potete darmi delle delucidazioni non ci sto capendo niente!
La reale genesi della portanza è ancora oggetto di discussione. L'aerodinamica è una delle "scienze" più "praticone" che esistono. Il mondo aeronautico è basato su esperienze pratiche da cui hanno provato a tirare fuori regole generali, spesso fallendo miseramente, tipo la velocità di aquaplaning... Esci con la ragazza e prova a trovare la legge di portanza dell'apparato sessuale maschile! Guarda che non lo sanno bene neanche quelli che l'hanno scritto!
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hahaha purtroppo fino a quando non termino l'atpl la scoperta sulla legge di portanza dell'apparato sessuale maschile non può continuare come dovrebbe, ecco perchè sto cercando di assimilare i concetti capendoli e non imparandoli a memoria, perchè non mi piace ritornare più volte sullo stesso argomento e allungare i tempi. Comunque dopo aver scritto questo post, ho trovato un documento della NASA all'interno del quale come introduzione all'argomento c'era scritto più o meno quello che mi hai appena riferito. So benissimo che per il fine di passare gli esami tutte ste seghe mentali non servono, ma sto studiando anche con l'idea che un giorno tali concetti dovrò esporli in un interview, e non voglio fare la figura del fesso che studia la lezione a memoria senza capire quello che realmente sta dicendo. Senza poi contare che queste nozioni possano servirmi a salvare il b side nella realtà. Comunque credo che dopo la tua risposta non posso far altro che farli rimanere dubbi. Grazie comunque!
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Re: Swept, Tapered and Rectangular wings stall

Messaggio da AirGek » 31 agosto 2014, 2:40

In un'ala a freccia l'estremità alare (proprio per via dell'angolo di freccia) si trova più indietro rispetto alla radice alare.

Come hai detto un'ala a freccia se non corretta in fase di progettazione tende a stallare prima alle estremità.

Se stallano prima le estremità (che sono arretrate rispetto al resto dell'ala) il CP si sposta in avanti. L'ala che non produce portanza è come se non ci fosse e dove non c'è ala non c'è CP.

Se l'ala a freccia stalla prima alle estremità mentre quella rettangolare no significa che l'aria che scorre lungo un'ala a freccia si comporta diversamente da come scorrerebbe su una rettangolare.

Ad esempio proprio per via della freccia l'aria mentre scorre lungo l'ala oltre che ad una componente longitudinale assume una componente trasversale (dalla radice verso l'estremità) il che aumenta il carico alare proprio all'estremità rendendola più suscettibili allo stallo.

Il deepstall è un'altra cosa. E' sì associato con l'ala a freccia ma anche con la coda a T.

Quando hai cominciato a parlare di bolle ecc non c'ho capito niente manco io.

Ringrazia che non ho trovato una galleria (non del vento però) stasera attraverso la quale applicare la legge di portanza dell'apparato sessuale maschile altrimenti con "l'aeroplano" che ti rispondevo.

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