Perchè gli aerei volano così in alto?

[Flyfree]

intendo la TAS naturalmente o la IAS corretta o quella che leggi nel GPS

[pippo682]

intendo la TAS naturalmente o la IAS corretta o quella che leggi nel GPS

Lascia perdere il GPS. Ti indica la GS, che con le velocità all'aria dell'aereo non ha nulla a che fare

[Flyfree]

intendo la TAS naturalmente o la IAS corretta o quella che leggi nel GPS

Lascia perdere il GPS. Ti indica la GS, che con le velocità all'aria dell'aereo non ha nulla a che fare

Si è vero ci ho pensato dopo, grazie

[francesco.mi]

Io avrei un'altra domanda...

...la Vne indica la IAS che un aereo non deve superare per non incorrere in danni strutturali. Giusto?
Ma cos'è che provoca questi danni? io ho sempre pensato al flusso d'aria che colpisce l'aereo. Quindi perchè più si sale di quota più la GS aumenta rispetto la IAS? Io ho sempre pensato che l'aria, essendo più rarefatta a quote superiori, impatta con minor violenza sul velivolo; il quale, avendo meno resistenza (o atrito o....bho ) andava più veloce a parità di IAS.

E' giusto oppure ho scritto un concentrato di put... ?:lol:
Io sono sempre stato sicuro di questo, però, leggendo sto 3d, mi si è sconquassato tutto.

[tristar]

è proprio così.

ciao

[Lesier]

Io avrei un'altra domanda...

...la Vne indica la IAS che un aereo non deve superare per non incorrere in danni strutturali. Giusto?
Ma cos'è che provoca questi danni?

Immagina un aereo che va velocissimo. La velocità gli fornisce un vettore chiamamolo "T" che lo spinge verso avanti, lo "traina", mentre, d'altro canto, la resistenza creatasi per la penetrazione dell'aria spinge l'aereo verso dietro, con un vettore "R".

Questi due vettori crescono a pari di velocità ed inoltre si contrastano sull'aereo stesso.

Se il contrasto tra i due vettori però è talmente forte che la struttura non riesce a raggerli, l'aereo si spezzerà letteralmente (ed è ciòche accade dopo aver superato la VNE).

Ciao

[vihai]

Io avrei un'altra domanda...

...la Vne indica la IAS che un aereo non deve superare per non incorrere in danni strutturali. Giusto?

Quasi

Perché "quasi"? Perché spesso la Vne è una TAS!

Ho avuto giusto qualche settimana fa una interessante e produttiva discussione sulla questione "Vne: TAS o IAS?" e ho scoperto che è una questione che riaffiora spesso perché effettivamente non è banale.

Come disclaimer ti dico che le mie conoscenze di aerotecnica sono basilari, quindi aspettati di vedere correzioni e precisazioni a quanto sto per scrivere. Spero di poter fare chiarezza e non aggiungere ulteriore confusione

La prima domanda che bisogna porsi è: qual è il limite da cui nasce la Vne?

Essenzialmente sono tre i fenomeni che impongono una velocità massima:

1- Fenomeni di pressione
2- Flutter
3- "Effetti transonici"

I fenomeni di pressione sono quelli ai quali siamo abituati, pressioni e depressioni sulle superfici. Ad alta velocità le pressioni e depressioni producono forze che possono in ultimo superare i limiti strutturali dell'aereo. Tutte queste pressioni, depressioni e forze dipendono dalla IAS.

Il flutter è un fenomeno di aeroelasticità che nasce dall'interazione delle superfici dell'aereo che non sono infinitamente rigide e l'aria in movimento. In determinate condizioni si possono instaurare delle risonanze la cui ampiezza diverge molto velocemente che possono in brevissimo tempo danneggiare la struttura dell'aereo. Il flutter può far letteralmente esplodere un piano di coda o una semiala in pochi secondi.

La questione è che il flutter è un fenomeno complesso e parzialmente non lineare; di conseguenza le condizioni che portano al suo instaurarsi sono varie, ma tra queste vi è anche la velocità VERA.

Gli effetti transonici sono quelli che si presentano quando alcune sezioni del flusso aerodinamico raggiungono velocità supersoniche. Senza entrare nel dettaglio (non saprei come fare) questi effetti stabiliscono un limite al numero di Mach.

Dunque, la Vne viene determinata da quale effetto impone prima un limite. Un aereo di tela sarà (immagino) limitato dalle forze di pressione, quindi avrà una Vne che farà riferimento alla velocità indicata.

Per un liner che arriva a quote elevate, la Vne può essere determinata da fattori diversi che cambiano in funzione di altri parametri. A bassa quota magari interviene il flutter, ad alta quota il numero di Mach, infatti talvolta la Vne è calcolata in tempo reale e rappresentata di un indicatore mobile sull'anemometro.

In genere, però, pare che l'effetto più limitante in aviazione generale sia quello del flutter. Ne consegue che nell'esprimere la Vne con un numero fisso, la si esprime come velocità vera, ed ecco il motivo per cui è necessario ricalcolarla in funzione della quota.

Ecco spiegato perché Vs, Vm, Vref sono velocità indicate mentre la Vne spesso è una velocità vera.

Ciao,

[davymax]

Per spiegare che la Resistenza non varia con la quota (senza contare effetti di compressibilità e quindi di onde d'urto) prendiamo la formuletta della Portanza/Resistenza, supponendo che voliamo a IAS costante e peso costante:

Portanza (P) = ½Rho V² S CP
Resistenza (R) = ½Rho V² S CR

La IAS è la pressione dinamica, che è data dalla parte della formula ½Rho V²

Portanza:
siccome P a parità di peso rimane costante, se diminuisce uno dei valori della formula, uno degli altri valori deve aumentare per mantere la Portanza costante.

Siccome S (superficie alare) non cambia; voliamo a una IAS costante quindi CP (che varia con l'angolo di incidenza) non varia; gli unici valori che possono cambiare sono Rho (densità dell'aria) e V (velocità all'aria, cioè TAS).

Se saliamo di quota, Rho diminuisce, quindi per mantenere la portanza uguale al peso dobbiamo aumentare uno dei valori, l'unico che possiamo cambiare è V (sempre tenendo conto di mantenere IAS costante), quindi la TAS aumenterà.

Resistenza:
Siccome:
- voliamo a IAS costante, cioè voliamo a ½Rho V² COSTANTE;
- S (superficie alare) non cambia;
- l'angolo di incidenza (quindi CR) non cambia (visto che lo dobbiamo lasciare fisso per mantenere la portanza a quella IAS);

nella formula della resistenza variano le stesse variabili della formula della portanza cioè ½Rho V² , che però variano in modo inverso tra di loro quindi mantenendo costante anche questo (e quindi la IAS).

Avendo tutti i valori che danno una costante, anche la Resistenza rimane costante. In definitiva, salendo di quota diminuisce la densità ma per mantenere la Portanza si aumenta la TAS, il che riporta ½Rho V² a un valore costante e quindi a IAS costante e quindi ancora a Resistenza costante.

Spero si capisca

[TKO]

vedi se Tristar lo ha capito ... che dice che la resistenza varia con la quota.
grazie

[tristar]

Vedo che tutto nasce da una incomprensione in termini. Nel mio primo post, avevo scritto esattamente, anche senza usare le formule, quello che avete scritto voi, per quanto riguarda la ias. Se però consideriamo la tas, questa, a parità di spinta, aumenta con la quota al diminuire della densità dell'aria. O forse qualcuno vuole dire che ciò non è vero? In questo senso la resistenza diminuisce al variare della quota, ed è proprio per questo che si vola a quote più alte, dove, ancora una volta, a parità di spinta corrispondono velocità effettive maggiori, e penso che alle compagnie la tas interessi più della ias per ovvi motivi di consumi. Inoltre, se si parla di resistenza, che è un vettore, quindi dimensionale e non di coefficiente di resistenza, è esatto dire che questa diminuisce all'aumentare della quota, perchè a parità di velocità la resistenza dipende solo dalla densità del fluido, che diminuisce all'aumentare della quota.

tko,.......

[tristar]

ah, sempre per tko, invece di offendere via mp quando qualcuno non la pensa come tè, faresti più bella figura a spiegare certe cose civilmente sul thread, visto che non perdi occasione per rimarcare che sei un professionista di queste cose e che quindi, evidentemente, te lo puoi permettere.

ciao

[N757GF]

portanza e resistenza sono due componenti della stessa forza aerodinamica.
non sono svincolabili.

quindi se : P=1/2 rho V al quandrato S Cp

R=1/2 rho V al quandrato S Cr


se il peso è sempre lo stesso allora P=cost

se aumento la IAS devo ridurre Cp

la stessa IAS deve essere usata nella formula di R

ricordandoti che R dipende da Cr ma anche dalla velocità ( attrito ).

Detto cosi` e` un buon modo per generare incomprensioni. Parli di ias, ma non dici da che cosa e` rappresentato nelle formule che citi, dando l'impressione che la V sia la IAS.

[TKO]

la resistenza non varia con la quota !!!

il fatto che la tas sia maggiore per evidenti riduzioni di densità non riduce la resistenza al volo perchè il prodotto finale darà sempre lo stesso numero di newton da contrastare.
ricordiamo che poi esiste un velivolo che deve volarle ste cose.

in parole povere occorre sempre la stessa spinta per volare a quel peso, alla velocità indicata che si vuole mantenere ma a quote diverse.
( fatto nostro che abbiamo trascurato gli errori di compressibilità dell'aria )

il sig. Moser andò a fare il record dell'ora in una città con grande elevazione perchè a parità di gambe otteneva un TAS maggiore ma ... la sua resistenza all'aria era la stessa di quella al livello del mare.

@N757GF ... come avrai visto IAS e TAS sono di colore rosso perchè clikkandoci sopra ti portano alla definizione, non si può tutte le volte riscivere che è una ias o una tas o una cas o una eas ... no ?

[tristar]

[quote="TKO"]la resistenza non varia con la quota !!!

il fatto che la tas sia maggiore per evidenti riduzioni di densità non riduce la resistenza al volo perchè il prodotto finale darà sempre lo stesso numero di newton da contrastare.


in parole povere occorre sempre la stessa spinta per volare a quel peso, alla velocità indicata che si vuole mantenere ma a quote diverse.
( fatto nostro che abbiamo trascurato gli errori di compressibilità dell'aria )

quote]

è logico che in condizioni di equilibrio, quindi a regime, la resistenza eguaglia la spinta, ma è proprio il fatto che a quella spinta equivale una tas maggiore a quote più elevate a rendere visibile che la resistenza diminuisce, altrimenti la velocità non aumenterebbe, proprio perchè spinta e resistenza si equilibrano. Continui a considerare il coefficente di resistenza, che non coincide assolutamente con la resistenza, che è una quantità definita e dimensionale. Prova a camminare nell'acqua, fluido molto più denso dell'aria, e poi dimmi se non fai più fatica, proprio perchè la resistenza è maggiore, in quanto funzione della densità. Eppure, se ragioniamo in termini di coefficienti, supponendo che un aereo possa "volare" anche in acqua, se manteniamo costanti incidenza e quota continuano a valere i tuoi ragionamenti, che ripeto, sono corretti ma non considerano la resistenza, bensì il coefficiente di resistenza. La resistenza è una forza, il coefficente no, e quella forza diminuisce all'aumentare della quota, a parità di velocità, in quanto funzione della densità, quindi (spero di dirlo per l'ultima volta), dato che spinta e resistenza si eguagliano, a quote maggiori, a parità di spinta, la velocità aumenta, e per tornare on topic, è questo il motivo principale per il quale gli aerei a jet volano a quote elevate, assieme al fatto che i motori stessi aumentano la propria efficienza a velocità più elevate e temperature inferiori.

[TKO]

tu usi il termine RESISTENZA per più cose.
la resistenza è una FORZA che calcoliamo moltiplicando delle costanti ( superficie alare e 0.5 ) per una velocità vera ( al quadrato ) , la densità dell'aria e un coefficiente.
il coefficiente di resistenza è funzione, per una data ala, solo dell'angolo di incidenza ( eliminando il volo transonico ).

quindi tu dici che a quote superiori:
coefficiente costante, rho diminuisce e velocità vera che aumenta ... e il prodotto di tutto ciò ? quanto fa rispetto a una quota inferiore ?
a parità di peso e IAS ( perchè è con la IAS che si fanno volare gli aeroplani ) quanta spinta serve rispetto a quote inferiori ?

(cancella le frasi da saputello tipo " spero di dirlo per l'ultima volta" visto che ancora non hai capito )

[TKO]

aggiungo che la spinta dei motori a getto non subusce sostanziale variazione al variare della velocità di volo ( indicata o vera che sia ).

il consumo specifico ... e lo specific range ... ti dicono qualcosa ?

[Flyfree]

portanza e resistenza sono due componenti della stessa forza aerodinamica.
non sono svincolabili.

quindi se : P=1/2 rho V al quandrato S Cp

R=1/2 rho V al quandrato S Cr


se il peso è sempre lo stesso allora P=cost

se aumento la IAS devo ridurre Cp

la stessa IAS deve essere usata nella formula di R

ricordandoti che R dipende da Cr ma anche dalla velocità ( attrito ).

Detto cosi` e` un buon modo per generare incomprensioni. Parli di ias, ma non dici da che cosa e` rappresentato nelle formule che citi, dando l'impressione che la V sia la IAS.

Anch'io leggendo in modo superficiale non capivo, per velocità intendevo quella pagante quindi la TAS.. Certo non volevo mettere in discussione chi di aerodinamica ne sa molto più di me

[vihai]

Avete ragione entrambi (i contendenti) ma faccio solo un appunto. Se affermo che "all'aumentare della quota la resistenza diminuisce" è convenzione considerare implicitamente che tutti gli altri parametri rimangono costanti, inclusa la velocità vera.

Quindi, se non specifico ulteriormente le condizioni al contorno del problema, l'affermazione di cui sopra è vera.

Assumere che la IAS rimanga costante solo perché così, di solito, avviene in un volo, non è lecito (fisicamente parlando).

[tristar]

tu usi il termine RESISTENZA per più cose.

(cancella le frasi da saputello tipo " spero di dirlo per l'ultima volta" visto che ancora non hai capito )

penso che sia patetico cambiare la carte in tavola di fronte a tutti coloro che leggono, quello che usa "resistenza" per più cose sei tu, e lo si evince sia da cosa hai scritto prima, sia dal fatto che per cercare di mettere un po' di ordine, la differenza tra resistenza e coefficente l'ho scritta io nei post immediatamente precedenti. Il senso dei miei post è sempre stato chiaro, penso che solo tu non lo capisca.

Inutile continuare.

p.s. nè saccente nè tantomeno sedicente tale.

[TKO]

vedo solo che sai cercare di offendere ( perchè non ci riesci nemmeno )
non meriteresti una sola risposta.

ti direi di affogare nella tua ignoranza.

dimmi un po ma che lavoro fai ? ... chi ti ha insegnato tutte ste cose che racconti ?

continua a scrivere sui forum le tue ca@@@@@ e crea disinformazione.

non ho ancora letto le risposte alle domande che ti ho posto ... come mai ?

[TKO]

Quindi, se non specifico ulteriormente le condizioni al contorno del problema, l'affermazione di cui sopra è vera.

Assumere che la IAS rimanga costante solo perché così, di solito, avviene in un volo, non è lecito (fisicamente parlando).[/quote]

qui sis sta parlando di aeroplani e di volo in crociera.
e ti posso confermare che gli aeromobili se cambiano livello di corciera non cambiano la IAS ( oltre un certo livello passano in MACH e quindi ne deriva una variazione obbligatoria )

ciao

[Galaxy]

vedo solo che sai cercare di offendere ( perchè non ci riesci nemmeno )
non meriteresti una sola risposta.

ti direi di affogare nella tua ignoranza.

Direi che l'UNICO che sta insultando e offendendo il prossimo sei TU!

Affogheremo nella nostra ignoranza, ma almeno c'è che sa farlo con umiltà

[TKO]

vedo solo che sai cercare di offendere ( perchè non ci riesci nemmeno )
non meriteresti una sola risposta.

ti direi di affogare nella tua ignoranza.

Direi che l'UNICO che sta insultando e offendendo il prossimo sei TU!

Affogheremo nella nostra ignoranza, ma almeno c'è che sa farlo con umiltà

grazie ... sei un'avvocato ? magari mi serve un tuo aiuto ... lasciami il numero.



leggiti bene i post e poi scrivi.

[Galaxy]

Leggere so leggere.

Il tuo sarcasmo è del tutto inutile! Poi dici agli altri di affermare stupidaggini e contemporaneamente ti stupisci che poche persone rispondano ai tuoi post...

Rileggi tu... oppure perfeziona la tecnica



P.S: Il numero è su MSN...

[tristar]

facendo finta di nulla per quanto scrivi, se la domanda è: mai sentito parlare di specific range in relazione alla spinta al variare della velocità? ciò mi fa dubitare che tu legga veramente i post prima di rispondere. Io ho scritto efficienza del motore, che con la spinta ha poco a che fare, come dire che efficacia e efficienza sono la stessa cosa, e dovresti sapere che all'aumentare della tas l'efficienza propulsiva subisce leggeri aumenti con conseguente diminuzione del consumo orario a parità di spinta.

[Slowly]

Mettetevi d'accordo su sta Resistenza.

Fate conto che io non so le formule vere.

Non ho certo capito qui quali lo sono e quali no.

La miglior cosa, è che i "contendenti", brutto termine, adesso ci spieghino le formule, in modo chiaro, senza baruffe e insieme.

Così qui si ricrea ordine, chiarezza e voi fate pure pace. In tutt'uno!

[Slowly]

Per ora, sta baruffa la degrado in discussioni generiche.

[tristar]

slowly, il tuo è un post intelligente, e come tu stesso hai scritto, contendenti è un brutto termine, io non mi sto contendendo proprio con nessuno. ciao

[Slowly]

Non ho chiesto chiarimenti, ho chiesto chiarezza del tema trattato e una stretta di mano tra i litiganti.

[vihai]

qui sis sta parlando di aeroplani e di volo in crociera.

Ho capito che il tuo pensiero si è subito ricollegato al volo, ma questo ti sta fuorviando nell'analisi del problema.

e ti posso confermare che gli aeromobili se cambiano livello di corciera non cambiano la IAS ( oltre un certo livello passano in MACH e quindi ne deriva una variazione obbligatoria )

Questo lo so, ma la IAS, sebbene abbia un'indubbia comodità pratica, possiede MOLTO POCO significato fisico, infatti misurarla in km/h o nodi è già di per sé improprio. Andrebbe misurata in Pascal (o in hPa, kPa, mb) perché di fatto non è nulla di più della pressione dinamica.

Se allora guardi la IAS come quello che è, una pressione, dire che la resistenza è uguale in quota perché la pressione dinamica non varia è un po' come mordersi la coda.

Ma la resistenza, quale fenomeno dissipatorio dovuto al moto in un fluido con una determinata velocità (e c'è UNA SOLA velocità fisicamente signficativa, quella vera!), diminuisce al diminuire della densità del fluido, questo è quello che dice la legge fisica.

Siamo tutti d'accordo che in un volo la IAS (e quindi la R) rimane costante.
...ma questo è perché a sua volta la IAS è proporzionale alla spinta
...che a sua volta conviene mantenere costante
...perché a sua volta è grossomodo proporzionale alla potenza
...che è un parametro di progetto sul quale ottimizzare il motore

La resistenza viene IMPOSTA costante, perché è IMPOSTA una certa spinta che è IMPOSTA dalla potenza di crociera del motore IMPOSTA dai progettisti.

Ma questa non è una legge fisica, è solo una scelta di progetto.

Quindi, se la domanda è: "Varia la resistenza a parità di velocità salendo in quota?", la risposta è: "Cazzarola, certo che sì! Diventa quasi zero in oribita, anche se vai a 25000 km/h "

[davymax]

Tristar, il tuo tipo di ragionamento sul fatto "la diminuzione di densità diminuisce la resistenza a parità di TAS" da un lato torna perchè la resistenza diminuisce sì, però diminuisce anche la portanza che non sosterrebbe più il peso dell'aereo. Siccome ogni ragionamento di aerodinamica si basa sulla regola d'oro di partenza PORTANZA = PESO non si può affermare solo "la Resistenza diminuisce con la quota" perchè dovresti aggiungere "ma purtroppo anche la portanza e il nostro aereo casca dall'equilibrio se manteniamo la TAS invece che la IAS (che scende a parità di TAS)".

Io vedo più logico mantenere Portanza = Peso, quindi a una diminuzione di densità automaticamente incremento la TAS (nel mio ragionamento) per mantenere la IAS costante che mi serve per avere appunto Portanza = Peso.

Il fatto di usare IAS costante è dovuto a questo (oltre che al fatto che anche nella realtà si vola IAS costante).

Capito che intendo? TKO si basa su una base (Portanza=Peso) più logica con cui libri, piloti, tecnici ecc. ti spiegherebbero la cosa.
Il tuo ragionamento è giusto ma ha la base che non è logica (Portanza < Peso).

Se vi interessano le formule vere, qualche post fa io ho scritto qualcosa... ma mi pare che qui si sia preferito bisticciare invece che analizzare. Ora ve tocca, mi riquoto!!!

Per spiegare che la Resistenza non varia con la quota (senza contare effetti di compressibilità e quindi di onde d'urto) prendiamo la formuletta della Portanza/Resistenza, supponendo che voliamo a IAS costante e peso costante:

Portanza (P) = ½Rho V² S CP
Resistenza (R) = ½Rho V² S CR

La IAS è la pressione dinamica, che è data dalla parte della formula ½Rho V²

Portanza:
siccome P a parità di peso rimane costante, se diminuisce uno dei valori della formula, uno degli altri valori deve aumentare per mantere la Portanza costante.

Siccome S (superficie alare) non cambia; voliamo a una IAS costante quindi CP (che varia con l'angolo di incidenza) non varia; gli unici valori che possono cambiare sono Rho (densità dell'aria) e V (velocità all'aria, cioè TAS).

Se saliamo di quota, Rho diminuisce, quindi per mantenere la portanza uguale al peso dobbiamo aumentare uno dei valori, l'unico che possiamo cambiare è V (sempre tenendo conto di mantenere IAS costante), quindi la TAS aumenterà.

Resistenza:
Siccome:
- voliamo a IAS costante, cioè voliamo a ½Rho V² COSTANTE;
- S (superficie alare) non cambia;
- l'angolo di incidenza (quindi CR) non cambia (visto che lo dobbiamo lasciare fisso per mantenere la portanza a quella IAS);

nella formula della resistenza variano le stesse variabili della formula della portanza cioè ½Rho V² , che però variano in modo inverso tra di loro quindi mantenendo costante anche questo (e quindi la IAS).

Avendo tutti i valori che danno una costante, anche la Resistenza rimane costante. In definitiva, salendo di quota diminuisce la densità ma per mantenere la Portanza si aumenta la TAS, il che riporta ½Rho V² a un valore costante e quindi a IAS costante e quindi ancora a Resistenza costante.

Spero si capisca

Ciauz

[Galaxy]

Grazie Davide

[N757GF]

@N757GF ... come avrai visto IAS e TAS sono di colore rosso perchè clikkandoci sopra ti portano alla definizione, non si può tutte le volte riscivere che è una ias o una tas o una cas o una eas ... no ?

La mia era una osservazione di carattere didattico (e visto che fai l'istruttore potrebbe essere utile tenerne conto): se citi una formula in cui entra la tas, non lo dici, e nel testo attorno parli solo di ias dai una informazione fuorviante.

Poi ognuno spiega le cose come gli pare

[TKO]

@N757GF ... come avrai visto IAS e TAS sono di colore rosso perchè clikkandoci sopra ti portano alla definizione, non si può tutte le volte riscivere che è una ias o una tas o una cas o una eas ... no ?

La mia era una osservazione di carattere didattico (e visto che fai l'istruttore potrebbe essere utile tenerne conto): se citi una formula in cui entra la tas, non lo dici, e nel testo attorno parli solo di ias dai una informazione fuorviante.

Poi ognuno spiega le cose come gli pare

osservazione accolta !!!
ma se parlo di ias ( pressione dinamica che sia ) intendo ias e non tas.
comunque copiato !

[Flyfree]

c'è di buono che alla fine abbiamo capito tutti