Tornado e M346

[Maxx]

In un'altra discussione parlavamo delle splendide performance del 346. La macchina in questione ha in comune col Tornado un particolare: il timone molto grosso, quasi sproporzionato rispetto al resto del velivolo. Perchè un aereo viene costruito così, per esempio rispetto al 104 che invece aveva un timone piuttosto piccolo?

[I-DISA]

Premettendo che bisognerebbe fare delle analisi molto apporfondite sulla aerodinamica e sul comportamento dinamico del velivolo ti posso dire:

Superfici grandi dei piani di coda permettono maggiori supergici di controllo e quindi maggiori carichi aerodinamici e momenti rispetto al centro di massa. In generale si incrementano molto le prestazioni.


D'altra parte aumentano i cimenti meccanici ed aumentano le superfici bagnate e quindi la rsistenza d'attrito viscoso.

[Maxx]

Benissimo. Sul 104 siamo d'accordo: non è un aereo che deve manovrare in dog fight, deve schizzare su a Mach 12 a beccare il Tu-95 fuori rotta. Il Tornado è un caccia bombardiere, anzi un "Multi Role Combat Aircraft", che ha anche bisogno di manovrare e lo fa discretamente. E quindi ha piani di coda grossi, apertura alare ingente e variabile. Ma il timone?? Perchè così alto? E perchè alcuni caccia hanno due timoni?

[pdani]

Ma non è per mantenere stabilità ed efficacia del direzionale a velocità supersoniche?

[Er_Dete]

e poi se "viene colpito" un timone se ne ha un altro....ed è ottimo anche per correggere in caso di "cannata" di un motore.......e poi ti permette, in alcuni aerei, di fare un tonneau con la sola pedaliera!!!:-)

[Maxx]

Quindi significa che un F-15 può muovere anche solo un timone alla volta?

[Er_Dete]

no, entrambi......e ti fa il tonneau!

[Maxx]

Tu dicevi che in caso di piantata di un motore, con due timoni correggi meglio: mi riferivo a questo. Pensavo che in caso di piantata di un motore si potesse portare l'aereo con il solo timone opposto, anche se in effetti se pianta un motore di un F-15 non si produce un momento imbardante eccessivo, credo.

[Er_Dete]

tu immaggina un F-14(con i due motori abbastanza distanti), se ti canna un motore , l'areo tende ad andare dal lato del motore morto, con due timoni hai più superfice e correggi meglio.......
devo rimarcare però che la scelta di due timoni dipende da vari fattori,.....

[Maxx]

Ecco, è il concetto di "abbastanza distanti" che non capisco. Su un liner è più evidente, non sapevo che anche un caccia che ha i motori a quanto?, due metri l'uno dall'altro?, si producesse lo stesso effetto.

[I-DISA]

La doppia deriva va oltre alla ridondanza.
La dippia deriva verticale offre 3 vantaggi sostanziali (oltre a quello della ridondanza):

1) a parità di superficie di riferimento (rispetto al caso a singola deriva), si dimezza la resistenza indotta che generano le derive. E' un vantaggio piccolo in quanto i piani di coda verticali (come gli orizzonatli) lavorano soltanto generando una quotaparte di portanza che potrebbero generare. Da notare che anche con timone allineato con la deriva i piani verticale portano un po' per via del sidesleep. L'effetto vantaggioso è comunque minimo.

2) Mettendo le derive più esternamente esse lavorano meglio in quanto sono meno schermate dalla fusoliera e dall'ala. Ne consegue una migliore manovrabilità e un più ampio inviluppo di volo. Qui il vantaggio è abbastanza consistente rispetto alla deriva singola.

3) A parità di superfice di riferimento, l'uso della doppia deriva implica che esse siano meno lunghe. Ne consegue un abbassamento del velivolo, tale fattore diventa un importante protagonista per gli aerei imbarcati dove c'è la necessità di dover 'parcheggiare' gli aerei in piccoli e bassi hangar (non so il nome gergale degli hangar delle portaerei).

[I-DISA]

tu immaggina un F-14(con i due motori abbastanza distanti), se ti canna un motore , l'areo tende ad andare dal lato del motore morto, con due timoni hai più superfice e correggi meglio.......
devo rimarcare però che la scelta di due timoni dipende da vari fattori,.....

Quello che dici è vero (tralaltro la piantata del motore del 14 era particolarmente pericolosa perchè i motori erano molto distandi dalla mezzeria della fusoliera), ma tale vantaggio se lo vediamo a parità di superfice del piano di coda verticale scompare.

La ridondanza ed i tre fattori da me citati sono tutti vantaggi che si conseguono a parità di superfice (tra una deriva e 2 derive).

[Ro60]

E che mi dite di avioni del tipo FOUGA MAGISTER?

[pippo682]

Che le derive a "V", per un certo periodo ultilizzate anche sugli alianti, non si usano più. Non vorrei dire stupidaggini, ma mi sembra di ricordare che avessero problemi strutturali.

[I-DISA]

Le derive a V oltre ad avere i vantaggi delle doppie derive, offrono (a parita di efficenza dell'organo di comando) minor superfice bagnata, con conseguente riduzione della resistenza parassita d'attrito.

Un grosso limite delle derive a V è quello dell'imbardata controversa.

[Er_Dete]

a "farfalla" li hanno un pò anche gli F-18.....

[Ro60]

Come funzionalità, asservita dai sistemi FBW, "adoro" la soluzione FLAPERON dell' EFA, pur mantenendo un ampia deriva verticale.

[pippo682]

Un grosso limite delle derive a V è quello dell'imbardata controversa.

Cos'è l'imbardata controversa?

[Maxx]

Spiega meglio, Ro60, che mi interessa!!!

[Blood]

La deriva, lo dice il nome stesso e soprattutto e le sue varie applicazioni in ambienti nautici serve dare stabilità e mantenere la direzione...

Per questo gli aerei "da caccia" ed aerei capaci di enormi prestazioni hanno delle derive abbastanza pronunciate...

Dove non lo sono, ne hanno due... A prescindere non sono daccordo nel dire che lo spillone non aveva una deriva o coda pronunciata... in tanto aveva il piano di coda a "T" per avere maggiore leva ed una deriva decisamente vasta se si guarda le dimensioni dell'aereo.


Se guardiamo alcune di queste foto si vede bene come velivo più moderni abbiano derive più pronunciate : guardate nella prima quella di un f-16 rispetto a quella de phantom e prendete a rapporto le dimensioni dei due velivoli

http://www.af.mil/shared/media/photodb/ ... 8k-002.jpg

[Maxx]

Ok. Ma fammi capire: come si comporterebbe un qualsiasi aereo standard, diciamo un 737, senza la deriva? Intendo dire in una condizione di volo livellato. Inoltre: per deriva "vasta" tu intendi la superficie, non solo l'altezza, mi pare di capire: è così?

[Ro60]

Spiega meglio, Ro60, che mi interessa!!!

Il termine flaperon specifica il comando, installato su alcuni aerei, che riunisce in un'unica superficie di controllo le due funzioni di flap ed aileron.

Nel caso dell'EFA non è presente inoltre l'elevatore, ma parte integrata nell'ala delta.

[I-DISA]

Un grosso limite delle derive a V è quello dell'imbardata controversa.

Cos'è l'imbardata controversa?

L'imbardata controversa è un fenomeno particolarmente curioso, che è accettato sui velivoli ma necessita di appositi controlli di natura elettronica.

Quando si da timone a destra l'aero imbarda a destra ma rolla a sinistra e viceversa.

[I-DISA]

Ok. Ma fammi capire: come si comporterebbe un qualsiasi aereo standard, diciamo un 737, senza la deriva? Intendo dire in una condizione di volo livellato. Inoltre: per deriva "vasta" tu intendi la superficie, non solo l'altezza, mi pare di capire: è così?

Facciamo ordine:

La deriva o tail è quella che è anche chiamata coda e comprende l'intera apendice. Il timone o rudder è l'elemento mobile che è un'appendice che permente di variare la portanza della deriva per dare im momento imbardante desiderato al velivolo. Solitamente il timone è un flap di tipo 'plain flap'.

Un velivolo 'classico' senza deriva avrebbe innanzitutto un problema insormontabile in virata:

Durante la virata (livellata) il velivolo potrebbe solamente fare una traiettoria sul piano che ha la froma di una parabola. Da qui immagina che sarebbe praticamente impossibile controllare e regolare la virata secondo gli archi di curva desiderati(a lungo andare si andrebbe anche allo stallo). Sarebbe anche impossibile compiere un arco di circonferenza.
Ciò perchè in virata il timone ha il compito di fa puntare la proiezione della LIFT (Che si genera a seguito del rollio conferito dal movimento differenziale di organi che si chiamano alettoni) sul piano di volo verso un centro di curvatura. Senza tale effetto una virata data col solo movimento degli alettoni permetterebbe come dicevo di descrivere soltanto parabole.

Il timone serve anche per contrastare il vento laterale. In qualsiasi condizione di volo c'è sempre una componente di vento laterale, che sia impercettibile o importante. Cosa succede: il crosswind fa rollare l'aereo lungo l'asse longitudinale, a per via del fatto che dinamica laterale e longitudinale sono fortemente accoppiate, il velivolo inizia anche ad imbardare. Da qui la necessità di muovere il timone per cambiare l'incidenza al crosswind e quindi la portanza della deriva per riportare l'aereo all'assetto desiderato.

Condizione critica per l'uso del timone è quella di spinta asimmetrica: In caso di rottura di un motore il timone deve garantire di potre contrastare il momento imbardante dato dall'asymmetria della spinta.


In condizione di volo: livellato, rettilineo, uniforme, simmetrico (caso prettamente didattico e non reale) per piccole perturbazioni (riguardanti soltanto la dinamica longitudinale del velivolo), il timone di direzione non è necessario che intervenga.

In velivoli "spinti" da dogfight durante le virate ad alto angolo di rollio od addirittura a coltello (90° di rollio) il timone contribuisce a dare la portanza per mantenere il velivolo ad una quota costante.

[zksimo]

a "farfalla" li hanno un pò anche gli F-18.....

F-22 F-35

[Er_Dete]

li dimenticavo......

[grissom]

Uhm potrebbe essere un modo per renderla efficace anche in caso di ombra aerodinamica del corpo dell'aereo?
mi spiego: il Tornado essendo un cacciabombardiere e' caraterizzato da un elevato carico alare, che porta alla necessità nel caso di volo a bassa velocità di angoli di attacco abbastanza pronunciati. di conseguenza la deriva in quelle condizioni si troverebbe tutta "nascosta" dall'aria libera dalla fusoliera. Con una deriva più grossa posso sia stare oltre a quest'effetto di "ombra" che sfruttare meglio il flusso d'aria sporcato dalla fusoliera che incide sulla deriva stessa.
Non ho assolutamente riscontri pratici su quello che ho detto: e' solo un mio ragionamento...quindi attendo smentite o (speriamo ) conferme
ciao
Ale

[I-DISA]

Uhm potrebbe essere un modo per renderla efficace anche in caso di ombra aerodinamica del corpo dell'aereo?
mi spiego: il Tornado essendo un cacciabombardiere e' caraterizzato da un elevato carico alare, che porta alla necessità nel caso di volo a bassa velocità di angoli di attacco abbastanza pronunciati. di conseguenza la deriva in quelle condizioni si troverebbe tutta "nascosta" dall'aria libera dalla fusoliera. Con una deriva più grossa posso sia stare oltre a quest'effetto di "ombra" che sfruttare meglio il flusso d'aria sporcato dalla fusoliera che incide sulla deriva stessa.
Non ho assolutamente riscontri pratici su quello che ho detto: e' solo un mio ragionamento...quindi attendo smentite o (speriamo ) conferme
ciao
Ale

Per ridurre i problemi di schermatura del piano vetricale si usa di solito la doppia deriva.

[I-ENRY]

Nel caso del 747 SP i progettisti Boeing hanno dovuto aumentare le dimensioni della deriva e dello stabilizzatore orizzontale perchè essendo l' aereo più corto, gli stabilizzatori avevano anche un braccio leva più corto e quindi sarebbero stati meno efficaci.

[lo spaziale]

Credo che il fatto di avere una deriva molto grande, nel caso del 346, sia anche perchè è un aereo progettato per volare ad angoli di alta incidenza (e quindi basse velocità).
Ovviamente ad alta incidenza il flusso che arriva alla deriva è sporcato dalla fusoliera, e credo le dimensioni maggiori possano aiutare per il controllo del velivolo.

[YR-OCH]

Se mi ricordo bene, questo fenomeno si sente molto bene quando voli con un aliante . Il fenomeno e un po diversso. Per esempio, quando premi manche a sinistra, eleron sinistro si alza e quelo destro scende. Per diferenza di pressione tra upper skin e lower skin le resistenze aerodinamiche su queste 2 aletoni sono diversi. Quelo destro che si abassa lavora nella zona con presione magiore dunque resistenza e maggiore. alla a di solito da 15 a 22m di anvergura, e cuplo di rotazione sara grande. se premi manche senza timone il muso parte molto visibile nela direzione oposta.
Chiedo scusa per le imperfezioni di lingua italiana.

[Galaxy]

YR-OCH!

Ciao
Federico

[libelle]

L'imbardata controversa è un fenomeno particolarmente curioso, che è accettato sui velivoli ma necessita di appositi controlli di natura elettronica.

Quando si da timone a destra l'aero imbarda a destra ma rolla a sinistra e viceversa.

L'imbardata inversa (o controversa che dir si voglia) non scaturisce dall'applicazione del piede, bensì della barra. Ad esempio spostando la barra a destra senza dare correttamente piede, il muso del velivolo prima tende ad andare a sinistra, poi ritorna a destra in una virata sporca e scoordinata detta "scivolata".

Il rollio indotto si ottiene con il pedale. Con la barra al centro, se si spinge con il piede destro, il velivolo gira piatto verso destra, ma subito inizia a rollare repentinamente verso la stessa direzione. La virata continuerà, sempre molto scoordinata detta "derapata", potenzialmente molto più pericolosa della scivolata.

Questi due effetti dei comandi sono detti "effetti secondari".

[pippo682]

Sono daccordo con te Libelle. Mi stavo chiedendo se però esiste anche questa imbardata "controversa", oltre a quella inversa, o se fosse solo un errore... in effetti la spiegazione mi sembra strana, ma non si finisce mai di imparare.

[Cosiminux]

A quanto correttamente riportato da I-DISA,
volevo aggiungere che parlando di velivoli militari,
la doppia deriva - insieme agli stabilizzatori orizzontali arretrati -
ha anche la funzione di schermare l'emissione infrarossa degli
ugelli di scarico e rendere il velivolo un po meno vulnerabile
ai missili con guida infrarossa.

Cosimo