Superfici di controllo

[Schuman375]

Salve, sono sempre io, il timoroso Filippo. Innanzitutto mi scuso con Bacione per avere fatto confusione con un post "doppio" (errore di gioventù) che poi è stato opportunamente chiuso.

Poi vorrei portare alla vostra attenzione il seguente quesito: "Delle tante superfici di controllo; timone, stabilizzatore, alettoni ecc...si può anche fare temporaneamente a meno?? Mi spiego meglio: se in volo subisco un guasto alla deriva (che magari non risponde come dovrebbe) o ad altre superfici, posso compensare la mancanza di una di queste agendo sulle altre?? In che misura? O sono destinato, salvo miracoli, a schiantarmi??
Certamente, parlo ad esclusione di casi gravi ed eccezionali come quello del già discusso stabilizzatore dell' Alaska....finito tragicamente

[Nik]

Cominciamo dicendo che tutte le superfici di controllo sono essenziali per il volo.In caso di rottura sarebbe "preferibile" perdere il direzionale visto che timone di profondità ed alettoni sono i comandi principali.Si può ma è rischioso usare il direzionale per virare visto che come movimento secondario si ha i rollio indotto che se prolungato provoca la caduta in spirale.Spero di averti risposto ciaoooo!!!

[Nik]

Scusate le doppia risposta:comunqe credo che non si possa agir in caso di rottura del timone di profondità o forse dico forse si può impostare l'assetto col trim.Credo che in caso di perdita del timone di profondità l'ipotesi di schainto è purtroppo da prendere in considerazione.

[Galaxy]

Mah... non ricordo esattamente come andò...

Comunque il volo United 232, in volo con un DC-10-10 tra Denver e Philadelphia, che perse la funzionalità dei tre impianti idraulici in seguito all'avaria del motore numero 2 (il centrale), rendendo così impossibile l'utilizzo delle superfici di controllo.

Il velivolo "atterrò" sulla pista, dividendosi in tre tronconi, giungendo all'avvicinamento controllando la quota grazie ai motori subalari rimasti in funzione.


Ciao!

[FAS]

attenzione la risposta é complicata tanto quanto sono grandi le condizioni al contorno che si possono avere in una situazione ABNORMAL come da te citata.


vi sono sempre procedure alternative per rimediare alla failure del caso.

[heron]

Se per avaria si intende qualcosa che ha a che fare con i servomeccanismi, allora c'è sempre un sitema di backup o una procedura da utilizzare. Al limite le braccia dei piloti.

Ciao

[PaoloTH]

Volevo postare anche io una cosa del genere, ma relativamente al fatto se fosse possibile creare un aereo "supersicuro", ad esempio se incidenti come quello dell'Alaska Airlines o JAL123, si potessero risolvere grazie ad un qualche sistema.

Certo, capisco che ricreare un timone o un alettone non sia tecnicamente semplice, ma bisogna cercare sempre nuove soluzioni.

Paolo

[Lelux]

Una volta vidi un interessante documentario sul B-52.In uno dei voli di collaudo si ruppe il timone,anzi l'intera deriva, ma l'aereo continuò a volare senza fare una piega e atterrò senza problemi.Mi viene in mente anche una collisione in volo sul lago di Garda qualche anno fa tra un bimotore(un beech forse)e un cessna 172.Il cessna riuscì ad atterrare seppur privo della intera deriva.L'incidente al 747 della Jal fu veramente drammatico:i piloti,non avendo piu' a disposizione nessuna delle superfici di controllo dell'aereo, furono costretti ad armeggiare con la spinta dei motori e,se non ricordo male,azionando manualmente i flap per cercare di controllare l'aereo in mezzo alle montagne ma alla fine non ci fu niente da fare.Sopravvissero 3 persone,tutte sedute nella stessa fila di sedili!Anch'io penso che,se qualcosa deve per forza rompersi,è preferibile che sia il timone direzionale.

[AlphaSierra]

Le superfici sono tutte essenziali per la dinamica del volo.
Se non sbaglio sono tutte coperte da ridondanza in azionamento, e nel caso di collasso totale la loro azione può essere esplicata da altre superfici.
Di sicuro per un jam degli elevator si può usare la thrust, il cui asse ha un piccolo angolo che fornisce facilmente momenti cabranti o picchianti a seconda.

[Schuman375]

Mmmm....grazie per le risposte. Beh, Paolo, direi che la il tuo auspicio possa essere condivisibile da tutti ma lasciamo la palla agli ingengneri.....

X Heron: Ma davvero c'è modo per i piloti di agira con "le braccia"? Cioè, intendi dire che scoperchio una botola e col vecchio rimedio della nonna provo a scuotere qualcosa per vedere se riparte??

[Galaxy]

[quote"Scgynab375"]
X Heron: Ma davvero c'è modo per i piloti di agira con "le braccia"? Cioè, intendi dire che scoperchio una botola e col vecchio rimedio della nonna provo a scuotere qualcosa per vedere se riparte?? [/quote]

No, faceva riferimento ai meccanismi meccanici che collegato fisicamente la cloche alle superfici mobili, senza l'intervento di servomeccanismi idraulici.

Quindi, in caso di malfunzionamento di questi servomeccanismi, rimane tuttavia possibile l'attuazione delle superfici di controllo, ma è richiesta l'applicazione di una grande forza sulla cloche

[Ro60]

[quote"Scgynab375"]
X Heron: Ma davvero c'è modo per i piloti di agira con "le braccia"? Cioè, intendi dire che scoperchio una botola e col vecchio rimedio della nonna provo a scuotere qualcosa per vedere se riparte??

No, faceva riferimento ai meccanismi meccanici che collegato fisicamente la cloche alle superfici mobili, senza l'intervento di servomeccanismi idraulici.

Quindi, in caso di malfunzionamento di questi servomeccanismi, rimane tuttavia possibile l'attuazione delle superfici di controllo, ma è richiesta l'applicazione di una grande forza sulla cloche

Scusa la precisazione Galaxy...anche se lapalissiana...

Quindi con il fly by wire, nulla da fare.

[Black Magic]

Riguardo al Fly by wire vi riporto il quote di due interventi di TKO sul'argomento tratti da questa discussione che spiegano la cosa.

per chi chiedeva quanto fosse difficile il controllo in "mechanical back up" :

diciamo che per la direzione si comanda essenzialente solo il rudder e quindi i relaviti movimenti di roll sono solo indotti dallo sbilanciamento di portanza e resistenza delle sue semiali ... comunque il rudder è molto grande.

per il pitch con il solo trim longitudinale che viene azionato con un paio di rotellone piantate a fianco delle manette.

unico vero problema è l'autothrust che se non disconnesso crea delfinamenti non desiderati ad ogni variazione di assetto ... il problema dei subalari che danno un po di pitch moment.

se po fa ... meglio l'md11 in queste condizioni.

a dimenticavo !

non scordiamo che i convenzionali comandi di volo hanno un movimento collegato tra volantino cm1 e cm2 , quindi se un pilota volesse intervenire sui comandi per impartire una correzione a quanto applicato dal vicino di poltrona lo fa agendo sui comandi applicando uno sforzo sul volantino.

sul sig. airbus i segnali inviati dai due sidesticks vengono sommati dai famosi computer elac sec fac ... e la loro somma è algebrica.

mi spiego con un esempio...se il sidestick cm2 richiede un rollrate a destra , il cm1 può neutralizzare l'imput muovendo il proprio sidestick in opposizione al cm2.

[Schuman375]

Ah....mi pareva....

[Jacopo]

Diciamo che la cosa peggiore è che parta lo stabilizzatore...in quel caso buonanotte!!!

[PaoloTH]

E non si puo' progettare un aereo che, anche perdendo lo stabilizzatore riesca a volare lo stesso?

Magari con un sistema che riesce a ricreare lo stabilizzatore stesso?

O in caso di perdita totale di controllo del velivolo come nel caso jal123 non sarebbe possibile inventare degli airbag come le sonde che sbarcano su Marte?

Paolo

[keyboardlive]

E non si puo' progettare un aereo che, anche perdendo lo stabilizzatore riesca a volare lo stesso?

Magari con un sistema che riesce a ricreare lo stabilizzatore stesso?

O in caso di perdita totale di controllo del velivolo come nel caso jal123 non sarebbe possibile inventare degli airbag come le sonde che sbarcano su Marte?

Paolo

La soglia biomeccanica del corpo umano, quella oltre la quale un urto creerebbe lesioni interne irreparabili e' di circa 50 km/h.
Un urto frontale contro barriera rigida a tale velocita' e' sempre mortale.
per fare un'airbag che attutisca i 900 km/h di un aereo fino a portarli ad un energia cinetica minore della soglia biomeccanica, bisognerebbe fare un pallone lungo qualche centinaio di metri che si gonfi in qualche millisecondo.

Gli airbag nelle autovetture servono per ridurre al minimo le lesioni esterne (traumi facciali, torace ecc.) per urti compresi tra i 20 ed i 50 km/h su barriera rigida (oltre purtroppo non servono a nulla), o velocita' superiori (anche 120 km/h) contro barriere deformabili (altre auto, guardrail ecc).

Contro una montagna nessun airbag potrebbe essere efficace.

La sicurezza degli aerei viene fatta a monte : accuratezza della manutenzione, coefficienti di sicurezza maggiorati, rindondanza dei sistemi di sicurezza ecc.
In pratica un aereo non deve mai cedere, e se succede e' sempre per una concatenazione di cause : un evento cosi' raro da renderlo comunque il mezzo piu' sicuro in assoluto.

Le sonde su marte non contengono organismi viventi : non esiste il limite della soglia biomeccanica, ma quello delle speciali leghe che costituiscono l'involucro delle sonde ed il materiale in esse contenute.

Queste sonde possono permettersi urti piu' violenti di un qualsiasi oggetto (anche in titanio) che contenga un organismo vivente.

[aircraftfire]

A suo tempo, per il corso di Dinamica del Volo II avevo presentato una tesina intitolata "Studio della risposta dinamica longitudinale di un velivolo Boeing 747 con equilibratore in avaria controllabile attraverso la variazione della spinta".
Al di là dei risultati della tesina, era stato interessante documentarsi sui risultati ottenuti dalla NASA in questo campo.

All'inizio degli anni '90 un ricercatore della National Aeronautics and Space Administration (NASA) decise di indagare sulla possibilità di utilizzare la spinta come sistema di controllo di emergenza. Si costituì un team di esperti che portarono avanti un programma di ricerca con prove di volo sia al simulatore che reali per determinare la risposta a questo tipo di controllo su velivoli di categorie e tipi diversi.
Terminata questa fase preliminare, nella seconda metà degli anni '90 si proseguì con lo scopo di realizzare un sistema di comando di emergenza integrato nell'automanetta ed in grado di controllare in modo automatico la spinta dei motori in base ai comandi del pilota (Propulsion-Controlled Aircraft, PCA). Per quanto riguarda i velivoli impiegati, i ricercatori focalizzarono l'attenzione sul caccia bigetto McDonnell Douglas F-15 e sul trigetto da trasporto passeggeri McDonnell Douglas MD-11. In particolare, l'MD-11 diede ottimi risultati ed nel 1995 portò a termine con successo un atterraggio controllato tramite il sistema PCA.

Per qualche informazione generale sul progetto:
http://www.nasa.gov/centers/dryden/hist ... index.html
http://www.nasa.gov/centers/dryden/hist ... /md11.html
http://www.nasa.gov/centers/dryden/mpg/ ... ttened.mpg

Se volete approfondire l'argomento, vi consiglio di sfogliare i report NASA sul progetto. Ci sono circa una ventina di reports sulle varie fasi, ma credo che i più significativi siano quelli conclusivi:

Burcham, Burken, Maine, Fullerton
“Development and Flight Test of an Emergency Flight Control System Using Only Engine Thrust on an MD-11 Transport Airplane”
NASA-TP-206217, October 1997
http://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/ ... H-2170.pdf

Tucker, T.
“Touchdown: The Development of Propulsion Controlled Aircraft at NASA Dryden”
NASA, Monographs in Aerospace History Number 16, 1999
http://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/ ... in_PCA.pdf

Burcham, Fullerton, Trindel
"Manual Manipulation of Engine Throttles
for Emergency Flight Control"
NASA/TM-2004-212045
http://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/ ... H-2547.pdf

Edit:
Mi ero dimenticato di questo:
"Controllablllty with All Hydraulic Failure"
Appendix D to NTSB/AAR-90/06
AIRCRAFT ACCIDENT REPORT
UNITED AIRLINES FLIGHT 232, MCDONNELL DOUGLAS DC-10-10
SIOUX CITY, IOWA
JULY 19, 1989
http://amelia.db.erau.edu/reports/ntsb/aar/AAR90-06.pdf
(pg 122 del file)

[AlphaSierra]

WOW ! Grazie mille per i documenti!
E' possibile dare una letta anhe al tuo report di dinamica del volo?

[aircraftfire]

Credo tu ti riferisca all'A300 cargo della DHL che venne colpito da un missile spalleggibile ad uno degli stabilizzatori orizzontali.
Non sono però a conoscenza di cosa fece il pilota per atterrare.
So però che quell'A300 poi non ha volato più ed è rimasto abbandonato a Baghdad.

Il missile colpì l'ala sinistra.
Questa è la migliore descrizione che ho dell'evento:
http://www.gosos.com/ZZZFly/imagesFly/9 ... aghdad.pps

Sempre sull'argomento, c'è anche il ben noto caso dell'F-15 israeliano atterrato praticamente senza ala destra in seguito ad una collisione in volo:
http://tailslide.firelightsoftware.com/f15wing.asp

[Nicolino]

Grazie anche da parte mia....

[TKO]

e se andando in macchina si dovessero staccare tutte e 4 le ruote ?

[Ro60]

e se andando in macchina si dovessero staccare tutte e 4 le ruote ?

Ti fermi a 10 km da casa e, FORSE SEI HAI C..O, non ti fai nulla.

Invece con l'aereo, ti "fermi" a 10 km SOPRA casa.

[Schuman375]

Io non c'azzecco niente di aeronautica ma non capisco come mai lo stabilizzatore sia così fondamentale........cosa lo rende indispensabile???

[FAS]

Io non c'azzecco niente di aeronautica ma non capisco come mai lo stabilizzatore sia così fondamentale........cosa lo rende indispensabile???

lo dice la parola stessa!

la sua azione portante/deportante stabilizza il velivolo.


uso uno spiegazione semplice e non accademica....i puristi non me ne vogliano:
La forza portante é applicata ad una certa distanza dal baricentro del velivolo!
di conseguenza il momento dovuto a questa configurazione deve essere equilibrato da un altro momento....che é proprio dato dalla forza portante/deportante (a seconda delle configurazioni di volo) che genera lo stabilizzatore e dalla sua distanza dal baricentro del velivolo...

[Nik]

Ma non vorrei dire una c......a ma l'equilibratore non compi movimenti portanti o deportanti...(se tu intendi cabra picchia) ma lo fa il timone di profondità.Se la mia tesi è scoretta ditelo pure!!Ciaoooo!!!

[Ro60]

Fai confusione...

Azione portante, picchiare perchè alza la coda ed il velivolo ruota attorno al CG e abbassa il muso...

Al contrario per la cabrata.

Timone di profondità=equilibratore=stabilizzatore.

Ciao!

[Flyfree]

Ma non vorrei dire una c......a ma l'equilibratore non compi movimenti portanti o deportanti...(se tu intendi cabra picchia) ma lo fa il timone di profondità.Se la mia tesi è scoretta ditelo pure!!Ciaoooo!!!

come dice FAS lo si fa per semplificare
ma ad essere precisi mi pare che tu abbia ragione,
inoltre anche il "deportante" è sempre un'effetto portante.

[Flyfree]

Timone di profondità=equilibratore=stabilizzatore.

: = piani orizzontali

[FAS]

i puristi non me ne vogliano

lo avevo messo come premessa! scusatemi non lo faccio piú.

di sicuro se in quest'area avessi scritto di condizione critica di stabilitá longitudinale, citando le derivate parziali di cm rispetto a cl a comandi liberi

non avrei avuto successo

Inoltre avrei dovuto fare un discorso diverso per ogni configurazione di volo.

ps portante /deportante era per dare una direzione alle forze agenti

[Ro60]

Timone di profondità=equilibratore=stabilizzatore.

: = piani orizzontali

Grazie, anche se piani orizzantali non identifica l'azione di controllo esercitata, bensì la configurazione "fisica" della superficie di comando.

Ciao!

[Ro60]

Ma non vorrei dire una c......a ma l'equilibratore non compi movimenti portanti o deportanti...(se tu intendi cabra picchia) ma lo fa il timone di profondità.Se la mia tesi è scoretta ditelo pure!!Ciaoooo!!!

come dice FAS lo si fa per semplificare
ma ad essere precisi mi pare che tu abbia ragione,
inoltre anche il "deportante" è sempre un'effetto portante.

Non vi ho capito, mi spieghereste per favore?

Grazie.

[FAS]

Ma non vorrei dire una c......a ma l'equilibratore non compi movimenti portanti o deportanti...(se tu intendi cabra picchia) ma lo fa il timone di profondità.Se la mia tesi è scoretta ditelo pure!!Ciaoooo!!!

senza arrivare a parlare di derivate parziali ed altre teorie che potrebero innescare noia:
Gli stabilizzatori sono fissi ed hanno un profilo simmetrico ad incidenza nulla. .
Considerando l'insieme stabilizzatore equilibratore, la rotazione di quest'ultimo in senso orario o antiorario crea la varazione della curvatura del profilo alare e di conseguenza la variazione della sua linea media. Se si pensa al principio di sovrapposizione degli effetti si ottiene una forza (portante o deportante, assumendo come riferimento la Lift dell'ala portante) che essendo distante una determinata distanza dal baricentro del velivolo riesce a generare un momento intorno al baricentro stesso (un momento intorno all'asse trasversale della macchina).
Per chi volesse approfondire vi invito a prendere visione della soluzione di Gloauert che tratta la teoria del carico basico e addizionale lungo un profilo alare. (Lastra piana ad incidenza e linea media ad incidenza nulla)
Vi sono anche configurazioni tali da avere stabilizzatore ed equilibratori costituiti da un unico corpo tutto mobile.

passo e chiudo

[FAS]

Ma non vorrei dire una c......a ma l'equilibratore non compi movimenti portanti o deportanti...(se tu intendi cabra picchia) ma lo fa il timone di profondità.Se la mia tesi è scoretta ditelo pure!!Ciaoooo!!!

come dice FAS lo si fa per semplificare
ma ad essere precisi mi pare che tu abbia ragione,
inoltre anche il "deportante" è sempre un'effetto portante.

Non vi ho capito, mi spieghereste per favore?

Grazie.

il portante deportante é ultilizzato per dire se le forze aerodinamiche o le sue componenti sono oppure no a favore di Lift dell'ala

[AlphaSierra]

Ma non vorrei dire una c......a ma l'equilibratore non compi movimenti portanti o deportanti...(se tu intendi cabra picchia) ma lo fa il timone di profondità.Se la mia tesi è scoretta ditelo pure!!Ciaoooo!!!

senza arrivare a parlare di derivate parziali ed altre teorie che potrebero innescare noia:
Gli stabilizzatori sono fissi ed hanno un profilo simmetrico ad incidenza nulla. .
Considerando l'insieme stabilizzatore equilibratore, la rotazione di quest'ultimo in senso orario o antiorario crea la varazione della curvatura del profilo alare e di conseguenza la variazione della sua linea media. Se si pensa al principio di sovrapposizione degli effetti si ottiene una forza (portante o deportante, assumendo come riferimento la Lift dell'ala portante) che essendo distante una determinata distanza dal baricentro del velivolo riesce a generare un momento intorno al baricentro stesso (un momento intorno all'asse trasversale della macchina).
Per chi volesse approfondire vi invito a prendere visione della soluzione di Gloauert che tratta la teoria del carico basico e addizionale lungo un profilo alare. (Lastra piana ad incidenza e linea media ad incidenza nulla)
Vi sono anche configurazioni tali da avere stabilizzatore ed equilibratori costituiti da un unico corpo tutto mobile.

passo e chiudo

Fas in merito a questa frase volevo farti una domanda.
Uno dei risultati che ho ottenuto con la tesi è che lo stabilizzatore debba avere un profilo deportante. Nel modello utilizzato ho usato un profilo simmetrico, e il risultato è che dovevo sempre mettere giù di qualche grado il THS. Andai a parlarne con un prof di lunga esperienza e, tralasciando le mille formule che mi propose alle 19 di sera , mi disse che una caratteristica è che proprio lo stab. di coda deve avere un profilo deportante a incidenza nulla.
Se non sbaglio il ragionamento, la tesi è giusta. Sul 320 ho visto che per trim = 0 corrisponde un X del CG sul MAC pari al 29% ( sempre di MAC), quando invece per linea teoria mi aspetterei un trim = 0 ( se prof. simmetrico) quando Xcg=Xcp = 25% di MAC.
Vedo se riesco a ritrovare una foto
ciao
ale