Aerodynamic Centre (AC)

[AirGek]

Nei testi per la preparazione all'ATPL che un grande tra di voi mi ha indicato dove trovarli a mooooooooooooolto buon mercato (non dico chi ma lui lo sa ) raggiungo il punto in cui si parla di aerodynamic centre dove come definizione dice "the point where all changes in the magnitude of the lift force effectively take place". Ma la portanza non è considerata applicata nel centro di pressione (CP)? Se la sua intensità aumenta dovrebbe aumentare nel CP e non nel AC. Non riesco a fare mio il concetto e ciò mi obbliga a prendere per buono il concetto di nose-down pitching moment del profilo pur capendolo ma non riuscendo a collegarlo con questo AC. Anybody can help me please? Se non vi spiace magari più avanti vi farò altre domande visto che per cosi dire sto facendo la teoria dell'ATPL da "privatista" quindi se qualcosa non la cumprendo non ho a chi chiedere.

Grazie.

[vihai]

Nei testi per la preparazione all'ATPL che un grande tra di voi mi ha indicato dove trovarli a mooooooooooooolto buon mercato (non dico chi ma lui lo sa ) raggiungo il punto in cui si parla di aerodynamic centre

Ve n'è una descrizione + raffronto col centro di pressione su WP:

http://en.wikipedia.org/wiki/Aerodynamic_center
http://en.wikipedia.org/wiki/Pitching_moment

Comunque anche a me la distinzione non è particolarmente chiara...

[AirGek]

Grazie ma mi serve che me lo spieghi uno che lo ha capito di suo e quindi capace di espormelo in maniera differente. Quello che c'è scritto su wiki è praticamente identico a quello sui miei testi, l'unica cosa che c'è in più sono le formule delle quali faccio volontariamente a meno. Ho capito tutto quello che ruota attorno al AC, pitching moment, dove si trova e tutto quanto, quello che non riesco a capire è cos'è, non mi pare che se dovessi spiegarlo a uno che non ha preparazione riuscirei a farmi comprendere dicendogli che è il punto rispetto al quale il momento a picchiare del profilo rimane costante nel campo dei normali angoli d'attacco. Mi sembra troppo astrato. Il CP è dove si considera che la portanza agisca, questo è chiaro ma la definizione del AC non lo è altrettanto, almeno per me.

[N757GF]

l'unica cosa che c'è in più sono le formule delle quali faccio volontariamente a meno.

Quelle formule sono elementari e spiegano che cosa capita: qualunque studente di ingegneria aeronautica sa cosa significano . Dato che sostenevi che la preparazione dell'atpl e` decisamente piu` vasta e valida di quella che puo` dare l'universita`, mi aspettavo che non ci fossero problemi di comprensione su un fenomeno relativamente elementare come il centro aerodinamico, in italiano anche detto fuoco.

Un po' di materiale lo trovi qui:

http://www.aero.polimi.it/~merlini/Bach ... raggio.pdf
http://www.dpa.unina.it/download/AAI.pdf
http://carmine.golia.googlepages.com/ae ... itolo1.pdf

Direi pero` che la spiegazione migliore te la possa dare qualcuno che non ha fatto l'universita`, che non e` stato rovinato da tutte le palle raccontate in aula ma che ha imparato le cose nella realta`, che ha acquisito "esperienza sul campo e non dietro un banco a sentire un prof che ti dice quando capita questo ci si comporta cosi, quando capita quest'altro ci si comporta cosi..."

Forse ti sarai accorto, leggendo i link che ti ho indicato, che in universita` non si impara a mettere l'aria calda al carburatore, sono cose un po' piu` complicate, ma non molto, dato che "una conoscenza ampia come quella che ti può offrire un corso ATPL non è paragonabile ad alcun altro corso di laurea"

[N757GF]

Comunque anche a me la distinzione non è particolarmente chiara...

Il centro aerodinamico, o fuoco, e` un punto importante per la stabilita`. Quanto segue e` un po' tecnico, purtroppo non si riesce a semplificare piu` di tanto. Vihai, con un ripassino di analisi 1 e fisica 1 non dovrebbero esserci problemi

Che esista il fuoco lo si vede facilmente in questo modo: trascuriamo per adesso il momento proprio dato dal profilo (ad esempio consideriamo un profilo simmetrico).

Considera il profilo orientato verso sinistra, e prendi un punto davanti al profilo, ad esempio anche il bordo di entrata va bene. e calcola il momento della portanza rispetto a quel punto. Quando aumenti l'angolo di incidenza, hai un momento maggiore antiorario (piu` negativo nella convenzione delle ali).

Adesso peri l calcolo dei momenti, considera un punto dietro l'ala: quando aumenti l'angolo di incidenza hai un momento maggiore in senso orario (positivo) perche' il centro di pressione e` comunque davanti al polo.

La funzione variazione del momento rispetto all'angolo di incidenza dipende dall'ascissa del punto scelto per il calcolo, e` una funzione continua che cambia segno e quindi da qualche parte li` in mezzo ha almeno uno zero. Cioe` esiste un punto per cui il momento non varia al variare dell'angolo di incidenza (o del coefficiente CL, tanto se non si stalla fra i due c'e` una biiezione, quindi dCm/dCL=0).

Se il profilo e` simmetrico, non genera altri momenti di suo, il fuoco coincide con il centro di pressione, e non solo dCm/dCL=0 ma anche Cm=0. Inoltre in un profilo simmetrico la posizione del centro di pressione non cambia con l'angolo di incidenza, e quindi anche cambiando CL il momento generato e` nullo (fuoco sul centro di pressione).

Adesso prendiamo un profilo non simmetrico, con camber normale. In questo profilo capita che anche se la portanza sviluppata e` nulla, comunque c'e` un momento picchiante, e quando si aumenta l'angolo di incidenza il centro di pressione si sposta in avanti verso il bordo di entrata. La cosa buona e` che in prima approssimazione il CL sviluppato e` lineare con l'angolo di incidenza alpha, e anche lo spostamento del centro di pressione e` lineare con alpha. Allora e` possibile trovare un punto in cui il prodotto portanza per distanza dal centro di pressione e` all'incirca costante e questo e` il fuoco del profilo. Questo punto e` sempre davanti al centro di pressione.

Le considerazioni sulla stabilita` (le derivate di stabilita`) un'altra volta

[vihai]

La cosa buona e` che in prima approssimazione il CL sviluppato e` lineare con l'angolo di incidenza alpha, e anche lo spostamento del centro di pressione e` lineare con alpha. Allora e` possibile trovare un punto in cui il prodotto portanza per distanza dal centro di pressione e` all'incirca costante e questo e` il fuoco del profilo.

Io stavo cercando di capire come una simile proprietà potesse valere in tutto il range 0 <= alpha < 360, non avevo pensato di considerarla solo in un range di incidenze "normali" e allora mi confondevo.

Grazie,
Ciao

[JT8D]

Dalla spiegazione di N757GF è chiaro cosa è il fuoco, e le conclusioni a cui si è giunti, cioè che il fuoco coincide con il centro di pressione per profili simmetrici ed è sempre davanti al centro di pressione per profili asimmetrici.

E' importante però anche la posizione del baricentro rispetto al fuoco.
Se ipotizziamo un velivolo tutt'ala, cioè senza impennaggi di coda, se il baricentro è dietro al fuoco un incremento di incidenza provoca un ulteriore tendenza a cabrare, e una picchiata è amplificata dall'insorgere di momento picchiante. Quindi si deduce che un velivolo senza impennaggi di coda centrato dietro al fuoco è instabile al volo.
Se invece il baricentro è davanti al fuoco, si ha una condizione stabile (un aumento di incidenza provoca l'insorgere di momento picchiante e viceversa), ma abbiamo il punto di trim a valori di Cp negativi. Quindi un tutt'ala centrato avanti al fuoco è stabile al volo ma avremo il trim a Cp negativi.
Per avere trim a Cp positivi occorre introdurre il piano di coda. Infatti un aeromobile completo con piano di coda e baricentro davanti al fuoco è longitudinalmente stabile al volo con Cp positivi.

Paolo