Perchè l' MD80 non si spezza?

[Boeing 777/300ER]

Ciao. volevo sapere come mai, l'md80, al momento del contatto con il suolo, in atterraggio, non si spezza... Mi spiego meglio. Osservate l'immagine:





Al momeneto del contatto l'aeromobile ''picchia'' contro il suolo (in maniera piu' o meno violenta) e il peso si concentra nella parte centrale della fusoliera, generando una notevole pressione verso il basso. Ora essendo il baricentro dell'aeromobile spostato notevolmente nella parte posteriore, l'aereo da l'idea di dovertsi spezzare ad ogni contatto, vista la notevole lunghezza dell' a/m stesso. Ora, cos'è che non permette che questo accada?

[M3ttiu84]

un video + di 1000 parole
se non erro questo è un video di test di sicurezza:



nn ti posso spiegare esattamente perchè però il tutto a parte il posteriore regge..

[Aldus]

Ora, cos'è che non permette che questo accada?

Cos'è che non permette che questo accada?
Una sola parola: ingegneria.
E' l'ingegneria che permette a quelle strutture di fare il loro lavoro senza rompersi.
Sono progettate per non spezzarsi.
Pensa solo alle ali!
Hai visto quanto sono sottili?
Pensa...non si spezzano.
Si flettono un casino, ma non si spezzano.
Sono progettate per quello scopo.
Oppure chessò, pensa alle gambe dei carrelli.
Nella tua foto guarda bene la gamba del carrello anteriore.
Vedi com'è "fragile" e piccolina rispetto a tutto l'aereo?
Quanto la ruota tocca per terra, teoricamente dovrebbe far spezzare la gamba del carrello all'indietro.
Però non succede.
Perchè?
Sempre per quella parola magica: ingegneria.
E' progettato per sopportare botte ben più severe senza spezzarsi.

In conclusione, la tua domanda, per quanto strana, è invece molto bella perchè è una chiara dimostrazione pratica di quali "miracoli" è capace l'ingegneria aeronautica.
E il risultato è quello che vedi: un aeroplano da tonnellate che...vola...decolla...atterra...ridecolla...rivola....riatterra...il tutto con grande sicurezza.
E' il miracolo dell'ingegneria.
Anzi è la concretizzazione dell'ingegneria.
Un apparente "miracolo" che invece diventa realtà.

[tartan]

Ciao. volevo sapere come mai, l'md80, al momento del contatto con il suolo, in atterraggio, non si spezza... Mi spiego meglio. Osservate l'immagine:





Al momeneto del contatto l'aeromobile ''picchia'' contro il suolo (in maniera piu' o meno violenta) e il peso si concentra nella parte centrale della fusoliera, generando una notevole pressione verso il basso. Ora essendo il baricentro dell'aeromobile spostato notevolmente nella parte posteriore, l'aereo da l'idea di dovertsi spezzare ad ogni contatto, vista la notevole lunghezza dell' a/m stesso. Ora, cos'è che non permette che questo accada?

Perché dici che il peso si concentra sulla parte centrale della fusoliera?

[JT8D]

Non torna nemmeno a me questo fatto del peso concentrato nella parte centrale della fusoliera. Vuoi spiegare meglio questo aspetto della tua domanda?

Paolo

[Aldus]

Forse intendeva dire il centro di gravità dell'aereo, anzichè il peso.

Comunque diciamo che in parte ho capito cosa volesse intendere il nostro utente.
Osservando la foto, lui ha immaginato l'aereo come fosse un "grissino" (l'esempio farà ridere, ma serve per chiarire come l'utente ha immaginato l'evento).
Il grissino ha il carrello posto in un dato punto.
Per simulare il carrello disegnamo sul grissino un cerchiolino rosso in matita, tutt'intorno.
Adesso prendiamo il grissino tenendolo con la stessa angolazione della fotografia, e simuliamo un piccolo "impatto" del carrello al suolo.
Per farlo facciamo "impattare" il grissino contro lo stipite della nostra scrivania.
Il grissino teoricamente si spezzerebbe nel punto del carrello, ed è quello che ha ipotizzato il nostro amico.



Ovviamente sappiamo che questa cosa non avviene nè in questo modo, nè in altri modi.

[tartan]

Il centro di gravità rimane dove deve stare per tutto il volo, nei limiti certificati. Forse voleva dire qualche altra cosa, però non ce lo spiega!
In ogni caso sarebbe interessante saperlo, quello che voleva dire. Se ce lo dici!

[Aldus]

L'esempio sopra mostra sicuramente ciò che l'utente intendesse dire col "perchè la fusoliera anteriore non si spezza all'impatto del carrello".
Sono sicuro che intendesse dire proprio questo (anche se ovviamente è sbagliato).

[tartan]

Forse intendeva dire il centro di gravità dell'aereo, anzichè il peso.

Comunque diciamo che in parte ho capito cosa volesse intendere il nostro utente.
Osservando la foto, lui ha immaginato l'aereo come fosse un "grissino" (l'esempio farà ridere, ma serve per chiarire come l'utente ha immaginato l'evento).
Il grissino ha il carrello posto in un dato punto.
Per simulare il carrello disegnamo sul grissino un cerchiolino rosso in matita, tutt'intorno.
Adesso prendiamo il grissino tenendolo con la stessa angolazione della fotografia, e simuliamo un piccolo "impatto" del carrello al suolo.
Per farlo facciamo "impattare" il grissino contro lo stipite della nostra scrivania.
Il grissino teoricamente si spezzerebbe nel punto del carrello, ed è quello che ha ipotizzato il nostro amico.



Ovviamente sappiamo che questa cosa non avviene nè in questo modo, nè in altri modi.

In genere sono contrario a capire per conto mio, preferisco che mi si spieghi bene perché, secondo me, solo sforzandosi di spiegarsi, ci si chiarisce le idee e si ricorda la soluzione. Chissà se mi ho spiegato!
Non avevo letto il tuo ultimo intervento.
Volevo farti notare che siamo noi due che dissertiamo su cosa lui volesse dire, mentre lui non è più intervenuto. Va bé che è giovane, però potrebbe almeno ringraziare per lo sforzo!

[neutrinomu]

Forse voleva dire... essendo che il baricentro si trova più o meno vicino alle ali e al carrello posteriore, il peso davanti e dietro dovrebbe essere uguale... però la parte anteriore ha un momento delle forze maggiore essendo più lunga. Ovviamente in condizioni operative l'aereo è stato progettato (magari con qualche "rinforzino" ad hoc) per resistere. Se c'è un impatto violento però (come nel video di M3ttiu84) ci si aspetta che il collasso avvenga proprio dove lo sforzo è maggiore cioè vicino al baricentro, cioè si spezzi in prossimità del carrello (un po come avviene per il "grissino" di Aldus). Invece sembra che il collasso avvenga più dietro in prossimità della coda. Perché avvenga questo non saprei, forse li c'è qualche punto critico dell'aeromobile...

[peterfly 65]

Se non sbaglio il video in questione si riferisce ad un volo prova e a bordo c'erano piloti collaudatori.

[neutrinomu]

Se non sbaglio il video in questione si riferisce ad un volo prova e a bordo c'erano piloti collaudatori.

Si mi pare sia solo un volo di test con l'aereo telecomandato. Avevo già visto questo filmato in un documentario, anche se non ricordo quale.

[tartan]

Nel filmato l'atterraggio è particolarmente duro e la parte posteriore tocca in terra. Questo è il motivo per cui si stacca il cono di coda. Tutti gli aerei hanno una protezione posteriormente per evitare eccessivi danni in caso di atterraggio duro e per evidenziare evidenziare l'entità della durezza dell'atterraggio in funzione della deformazione del tail skid. Il 727 era particolarmente critico da questo punto di vista, non solo in atterraggio ma anche in decollo. In atterraggio la possibilità di toccare la coda è più frequente con bassi valori di flap in quanto è richiesto un assetto maggiore alla toccata.
Ricordo che l'a/m è certificato per una toccata a 10 ft/sec (600 ft/min) al peso strutturale di atterraggio e a
6 Ft/sec (360 Ft/min) al peso massimo di decollo.
I valori normali di discesa alla toccata sono di 2/3 ft/sec e solo in atterraggi particolarmente duri si arriva ai 6 Ft/sec.
L'a/m tocca normalmente alla 1.2 Vs, quindi ancora sopra allo stallo, perciò quando butta giù il ruotino, normalmente, la botta non è così notevole come dice Boeing777/ER e, in ogni caso, prima che si spezzi la fusoliera si distrugge il ruotino.

[Boeing 777/300ER]

Va bé che è giovane, però potrebbe almeno ringraziare per lo sforzo!

Si, ma non è che posso stare tutto il giorno sul forum!!!! Ho anche i miei impegni!!!

Comunque, non so se riesco ad essere piu' chiaro, visto che non mi intendo di ingegneria e robe varie, ma come detto dall'acutissimo ALDUS, che ha interpretato ottimamente la mia domanda, al momento del contatto, la fusoliera subisce una sorta di pressione che va a concentrarsi nella parte centrale (come nella freccia del disegno).. non so spiegarlo tecnicamente!!! è come la porta dei leoni a micene, dovè ce' stato bisogno di equilibrare il peso per evitare che la trave si spezzasse nel mezzo...

Dando una ''bella botta'' con il muso al momento dell contatto, la fusoliera dunque da l'impressione di doversi spaccare nel mezzo, visto la differenza di carico (centro gravitazionale?) che c'è tra la parte anteriore e quella posteriore... e questo non accade..!

[tartan]

I limitidi certificazione e i valori normali di atterraggio te li ho specificati sopra. Per quanto riguarda il tuo problema mi sembra che non puo verificarsi quello che ipotizzi perché se la botta fossa così forte da causare un momento superiore a quello realizzato dai piani di coda, l'a/m ruoterebbe in avanti e toccherebbe il carrello anteriore ben prima che si arrivasse ad una rottura della fusoliera.

[albert]

Se non sbaglio il video in questione si riferisce ad un volo prova e a bordo c'erano piloti collaudatori.

Si mi pare sia solo un volo di test con l'aereo telecomandato. Avevo già visto questo filmato in un documentario, anche se non ricordo quale.

Non era telecomandato... era un test effettuato con il primo MD-80 costruito.

piccolo OT per la sezione... (sono più dati da accident analysis..)
ecco la premessa del report di inchiesta NTSB (in inglese, se qualcuno avesse problemi posso farne una sintesi in italiano...)

http://amelia.db.erau.edu/reports/ntsb/aar/AAR82-02.pdf

" while trying to land on runway 22 at Edwards Air Force Base, California.
About 0634 P.d.t, May 2, 1980, a McDonnell-Douglas, Inc., DC-9-80, N980DC,
The aircraft was on a certification test flight to determine the horizontal
distance required to land and bring the aircraft to a full stop as required by
CFR 25.125 when the accident occurred.
The aircraft touched down about 2,298 feet beyond the runway threshold. The
descent rate at touchdown exceeded the aircraft's structural limitations; the empennage
separated from the aircraft and fell to the runway. The aircraft came to rest about
5,634 feet beyond the landing threshold of runway 22 and was damaged subtantially.
Seven crewmembers were on board; one crewmember, a flight test engineer, broke his left
ankle when the aircraft touched down.

The National Transportation Safety Board determines that the probable cause
of this accident was the pilot's failure to stabilize the approach as prescribed by the
lack of a requirement in the flight test procedures for other flight crewmembers to
manufacturer's flight test procedures. Contributing to the cause of the accident was the
monitor and call out the critical flight parameters. Also contributing to this accident
were the flight test procedures prescribed by the manufacturer for demonstrating the
aircraft's landing performance which involved vertical descent rates approaching the
design load limits of the aircraft."

Il test che doveva essere effettuato era il seguente
" The procedures used during this certification test landing were contained on a
McDonnell-Douglas flight card and were, in part, as follows: based on a landing weight of
about 132,500 pounds, the approach speed (Vref) was to be 1.3 Vs (30 percent above stall
speed) and was to be held until 50 feet above the ground (AGL); at 50 feet, the target
descent rate was to be 700 feet per minute (fpm) to 800 fpm and the thrust was to be
reduced to idle; at 25 feet, the landing flare was to be started; and at 0.5 seconds to
0.75 seconds after main landing gear touchdown, full wheel brakes were to be applied.
The target elapsed time to descend from 50 feet to main gear touchdown was to be
4.5 seconds to 5 seconds. The flap setting and computed Vref speed for this landing were
40 degrees and 133 knots indicated airspeed (KIAS), respectively."

Questa l'analisi dei dati registrati dal Flight Data Recorder

"During the descent from 450 feet to 225 feet, the pitch attitude of the
ratios (EPR) were 1.31 EPR on the left engine and 1.30 EPR on the right engine and at
aircraft increased from 4.1'noseup to about 6O noseup. At 450 feet, the engine pressye
this point began to increase. At 275 feet, the left engine was at 1.45 EPR and the right
engine was at 1.44 EPR. Thereafter, the thrust began to decrease, and at 228 feet, both
engines were at 1.25 EPR. During this part of the approach, the descent rate decreased
from 910 fpm to 400 fpm and the airspeed increased from 131 KIAS to the maximum value
recorded-137 MAS at 250 feet AGL. Thereafter, the airspeed began to decrease.
left and right engines were at 1.15 EPR and 1.14 EPR, respectively. These settings were
At 225 feet, engine thrust began another decrease, and at 150 feet AGL, the
maintained down to about 50 feet. Between 225 feet and 50 feet, the pitch attitude
decreased from about 6' noseup and remained fairly constant between 5' noseup and 5.3'
noseup. At 225 feet, the rate of descent began to increase. At 100 feet, the descent rate
airspeed was 132 KIAS and 128 KIAS, respectively.
was about 840 fpm; at 50 feet, it was about 950 fpm. At 100 feet and 50 feet, the
Shortly after descending through 50 feet, the engine pressure ratios began to
decrease, and at 10 feet, both engines were at 1.1 EPR. When the aircraft touched down,
the airspeed was 125 KIAS and the descent rate was 990 fpm (16.5 fps). About 2 seconds
before touchdown, the trailing edges of the left and right elevators began deflecting
upward, and at touchdown, they had been moved to 17' trailing edge up (TEU)--the
maximum deflection available under these conditions. In response to this noseup input
command, the aircraft began to rotate. Its pitch attitude increased from 5.01' noseup to
6.07Onoseup and the pitch rate was increasing at touchdown.
Calculations based on the aircraft's landing weight and configuration indicated
% establish a constant descent rate of 720 fpm. Analysis of the flight data revealed that,
that at a constant 133 KIAS, a net thrust of 10,700 pounds would have been required to
between 450 feet and 260 feet, the net thrust (Net Thrust = Gross Thrust minus Ram Drag
and Engine Bleed Loss) produced by the engines increased from 11,500 pounds to
5,800 pounds and remained at that value until it was reduced to idle after descending
16,600 pounds. Between 260 feet and 150 feet, the net thrust was reduced to about
increased the descent rate-at a constant 133 KIAS--to about 1,145 fpm."

Come ci ha ricordato Tartan l' MD80 è certificato per un rateo di discesa di 10 f/s, mentre in questo
caso al momento dell' atterraggio aveva un rateo di discesa di 16.5 f/s.

Ciao!

[Almost Blue]

Ciao. volevo sapere come mai, l'md80, al momento del contatto con il suolo, in atterraggio, non si spezza... Mi spiego meglio. Osservate l'immagine:





Al momeneto del contatto l'aeromobile ''picchia'' contro il suolo (in maniera piu' o meno violenta) e il peso si concentra nella parte centrale della fusoliera, generando una notevole pressione verso il basso. Ora essendo il baricentro dell'aeromobile spostato notevolmente nella parte posteriore, l'aereo da l'idea di dovertsi spezzare ad ogni contatto, vista la notevole lunghezza dell' a/m stesso. Ora, cos'è che non permette che questo accada?

A occhio e croce:
1) Le ali, che ancora conserveranno una certa portanza.
2) I piani di coda, che in questo momento credo siano deportanti, perchè mi sa che il pilota è in richiamata.
3) Il centro di massa (baricentro), che, a occhio, dovrebbe collocarsi indietro ed in basso. Vediamo se ci piglio: mi sa lungo l'asse longitudinale, a livello della pancia dell'aereo, in corrispondenza più o meno del bordo d'uscita alare e subito al davanti dei due motori? E quindi è più indietro di quanto sembri. Ed è in corrispondenza del centro di massa e NON del carrello principale che l'aereo sta ruotando! Tutto quello che è davanti al centro di massa (il quale si sta dirigendo verso terra, perchè l'aereo è in atterraggio) ruoterà verso l'alto, mentre tutto ciò che è dietro (motori e cono di coda) sta ruotando in basso.
Quindi, il punto dove si sfoga la sollecitazione del carrello principale che tocca la pista NON è il punto di rotazione, ma si colloca DAVANTI a quest'ultimo! Tradotto: il carrello principale sta ruotando verso l'alto mentre tocca la terra, perchè il pilota è in richiamata!! (Almeno se tutta la manovra di discesa è compiuta a regola d'arte...).
L'immagine che mi viene è quella della grande ruota alle giostre che ruota in senso antiorario, come al Prater di Vienna per esempio. La ruota ha un punto inferiore, che è il più basso e il più vicino al suolo. Tutte le cabine al davanti di quel punto rivanno su, tutte le cabine ancora dietro questo punto, stanno ancora scendendo. I motori e i piani di coda sono ancora dietro e vanno in basso, il carrello principale (come anche tutto quello che sta davanti al centro di massa, come l'ala e la parte lunga della fusoliera) sta ruotando già verso l'alto. Quindi è il centro di massa che viene giù (perchè sta atterrando), ma è come se tutto l'aereo fosse iscritto in una grande ruota ad ampio raggio che ruota in senso antiorario, mentre atterra. Quindi, si ha come un delicato sfiorare del carrello principale, che si traduce in vero appoggio solo quando le ali non portano più e tutto l'aereo "esce" dalla grande ruota e diventa come un autoveicolo su ruote, diretto semplicemente in avanti ed il muso si abbassa.
4) L'elasticità generale di tutta la struttura, in cui le parti portanti, dove sfogano tutte le "botte", saranno spero di ottimo acciaio, detto "dolce". L'acciaio migliore (dolce) è quello più elastico, che non si rompe, perchè non è rigido, ma oscilla come un arco. Povero di Carbonio e di Zolfo (l'acciaio più "schifoso" è la Ghisa, quella delle piastre da bistecche, che se cadono per terra si spaccano come coccio. Potete provare a casa se volete . Pare che quello del Titanic fosse proprio vicino alla ghisa...).

[Otaku]

...le parti portanti, dove sfogano tutte le "botte", saranno spero di ottimo acciaio, detto "dolce". L'acciaio migliore (dolce) è quello più elastico, che non si rompe, perchè non è rigido, ma oscilla come un arco. Povero di Carbonio e di Zolfo (l'acciaio più "schifoso" è la Ghisa, quella delle piastre da bistecche, che se cadono per terra si spaccano come coccio. Potete provare a casa se volete . Pare che quello del Titanic fosse proprio vicino alla ghisa...).

Se può interessare: gli acciai più elastici non sono quelli dolci, sono gli acciai legati al silicio e silicio-manganese, con tenore di carbonio piuttosto alto.
-A differenza del carbonio, lo zolfo, così come il fosforo, è un contaminante, per cui -salvo alcuni casi particolari- si fa in modo di eliminarne il più possibile da qualsiasi lega metallica.
-L'acciaio è una cosa, la ghisa è un'altra. Il motivo per cui la bistecchiera si spacca quando cade, è perchè la ghisa di cui è fatta ha una struttura lamellare: guardandola al microscopio metallografico si possono vedere i minuscoli aghi di grafite che la compongono; ognuno di essi, interrompendo la continuità della matrice metallica, ne diminuisce fortemente la resistenza e costituisce un innesco per la frattura.

Per tornare alla domanda di B777: Perchè l' MD80 non si spezza?
La risposta migliore che posso fornire è che non si spezza perchè la fusoliera ha una struttura metallica progettata per resistere alle forze a cui è soggetta durante l'uso... vale per ogni tipo di struttura a sbalzo, come questa:

[Aldus]

Bella spiegazione tecnica, Otaku.

[Almost Blue]

Mi tolgo il cappello!

[Otaku]

Mi tolgo il cappello!

Allora ti ci vuole un avatar come quello di Aldus!


(grazie)

[butterfly]

volendo sintetizzare quanto detto egregiamente da aldus e da almost blue in progettazione (in qualsiasi settore) per ogni tipo di sollecitazione, statica o dinamica che sia, si possono scegliere un set diverso di materiali e tipi di struttura che sono in grado a "resistere"
il segreto del buon progettista come quello di ogni barista è trovare il giusto mix di ingredienti per fare sì che il cocktail sia quello giusto ovvero che il progetto rientri a specifica! (scusate il riferimento alcoolico )
con questo voglio dire che è un requisito ben preciso (infatti viene testato) che l'aereo resista ad eventi del genere