Perchè ormai tutti montano i motori sotto le ali?

[luinev]

e non ne fanno più come il mitico MD-80 con i motori dietro? Questioni aerodinamiche?

[Prisucci89]

in teoria sia questioni strutturali che aerodinamiche:

io penso questo:

hanno scoperto sperimentalmente che è meglio montare i motori sotto le semiali dato che a parità di caratteristiche di dimensionamento disturbano meno l'aerodinamica dell'aereo che sulla struttura in coda, eppoi siccome sul ventre delle semiali si ha una generazione di portanza che è del 27% - 30% rispetto la totale , quindi disturberebbero il flusso aerodinamico in una zona non così delicata. (vedi che i motori del 80 sono posti in coda e gli impennaggi di coda sono messi molto al di sopra del livello degli stessi?)

poi ho pensato anche che essendo in ogni caso più vicino al baricentro (sotto le semiali) e sapendo che in ogni caso la spinta dei propulsori non è sempre sul baricentro o perfettamente allineata con gli assi interessati, posizionando i motori sotto le semiali il momento intorno all'asse di beccheggio risulterebbe minore che in coda, dove essendo distante (come per l'md80 ) dal baricentro , quindi braccio maggiore, genererebbe un momento maggiore e quindi un problema in più per il dimensionamento degli organi preposti al bilanciamento dello stesso. (cosa di cui non sono sicuro ma che bisognerebbe confermare dai dati in galleria del vento).

poi ho pensato che magari i motori in coda per essere alimentati hanno bisogno di un circuito di alimentazione più delicato, dato che è risaputo che i serbatori solitamente sono nelle semiali, nella zona dove le semiali incontrano la fusoliera

PS: se ho detto delle assurdità per favore correggetemi, non essendo uno specialista in md80 sto solo ragionando e schematizzando:... aspettiamo il responso di FAS

ipotesi più accreditata: bhe, i motori sotto le semiali fanno più fighi!

[Superkick]

Vado un pò (molto ) a naso, ma penso che alla fine dipenda anche dallo scopo a cui è destinato l'aereo, ad esempio di jet privati moderni ce ne sono parecchi, eppure ancora la maggior parte monta ancora i motori dietro. Non penso sia una concezione tanto retrograda quella dei motori in coda, magari si sono accorti che su determinati tipi di aerei gli conveniva così ed hanno preferito i motori sotto le ali.

[redbrain]

Vado un pò (molto ) a naso, ma penso che alla fine dipenda anche dallo scopo a cui è destinato l'aereo, ad esempio di jet privati moderni ce ne sono parecchi, eppure ancora la maggior parte monta ancora i motori dietro. Non penso sia una concezione tanto retrograda quella dei motori in coda, magari si sono accorti che su determinati tipi di aerei gli conveniva così ed hanno preferito i motori sotto le ali.

Non dipende tanto dallo scopo a cui è destinato l'aereo, quanto dalla sua dimensione e dalla altezza delle ali da terra. Nei jet privati di piccola dimensione, l'ala bassa si trova decisamente troppo vicina al terreno per permettere un'installazione dei turbofan sub-alare. Si rende così necessaria e obbligatoria l'installazione posteriore. Detto ciò mi trovo d'accordo con Prisucci89 sulle ipotesi da lui presentate sulla convenienza dell'installazione sub-alare.
Anche se mi sembra di aver letto da qualche parte che la famiglia DC9-MD80 presentava notevoli vantaggi aerodinamici dati dall'ala "pulita".

[PizzOne]

Concordo con alcuni di voi,
Secondo me i vantaggi sono:
-vicinanza al baricentro;
-vantaggi impiantistici;
-vantaggi di stabilità ;
- e direi anche vantaggi per l'interferenza con flap, penso che il flusso dei motori contribuisce ad avere un ipersostentaore più efficiente;

Ma vedremo le risposte dagli esperti

[Prisucci89]

Vado un pò (molto ) a naso, ma penso che alla fine dipenda anche dallo scopo a cui è destinato l'aereo, ad esempio di jet privati moderni ce ne sono parecchi, eppure ancora la maggior parte monta ancora i motori dietro. Non penso sia una concezione tanto retrograda quella dei motori in coda, magari si sono accorti che su determinati tipi di aerei gli conveniva così ed hanno preferito i motori sotto le ali.

Non dipende tanto dallo scopo a cui è destinato l'aereo, quanto dalla sua dimensione e dalla altezza delle ali da terra. Nei jet privati di piccola dimensione, l'ala bassa si trova decisamente troppo vicina al terreno per permettere un'installazione dei turbofan sub-alare. Si rende così necessaria e obbligatoria l'installazione posteriore. Detto ciò mi trovo d'accordo con Prisucci89 sulle ipotesi da lui presentate sulla convenienza dell'installazione sub-alare.
Anche se mi sembra di aver letto da qualche parte che la famiglia DC9-MD80 presentava notevoli vantaggi aerodinamici dati dall'ala "pulita".

si certo hanno vantaggi perchè non avendo il motore sotto ala non gli incasina il flusso aerodinamico nel ventre della stessa però guarda che casino avere gli impennaggi di cosa così alti e lontani della fusoliera, poi è risaputo che a livello di proggettazione hanno risolto la cosa aumentando di molto la superficie dell impennaggio orizzontale di coda a livello di bilanciamenti l'MD80 da molti problemi "trimmatici" quando si distacca molto dal MTOW (per difetto eh). (questo cosa, circa meno quasi, la disse un prof durante un seminario di aerodinamica (essendo lui uno dei maggiori esperti in Europa di Aerodinamica), arrivando alla conclusione che l'aerodinamica del md80 faceva un po cacare (limitatamente all'aerodinamica), ma tanto a lui fanno cacare quasi tutti gli aerei tranne quelli per i quali ha contribuito allo sviluppo lui stesso , sempre a criticare md80, 747-200 e 400, f-104, gli Airbus li demolisce )

[noone]

Beh il motore in coda ha i suoi vantaggi...
intanto hai una imbardata minore durante le ops in single engine, con una macchina più pilotabile e migliori prestazioni (più imbardata significa maggiore deflessione del timone e quindi più resistenza)
hai un vantaggio in termini portanza per la mancanza di interazione tra il pilone-motore e l'ala e l'assenza del "buco" negli ipersostentatori.
un carrello più corto, quindi più leggero e semplice da retrarre.
minore resistenza per la minore grandezza del pilone d'attacco oltre alla posizione (sotto l'ala la velocità dell'aria è maggiore)
se non ricordo male c'è anche un vantaggio aerodinamico nell'avere una lunga fusoliera con le ali arretrate, ma su questo non ci metto le mani sul fuoco.
c'è anche da dire che nel caso si voglia cambiare modello di motore non rischi di dover riprogettare il carrello per permettere di far passare i motori.
Da una parte c'è una minora tendenza al FOD a punto fisso (i motori sono distanti dal terreno) ma soffre del fatto che i pneumatici tendono a "sparare" acqua e oggetti, quindi ci vuole uno studio per evitare questo.
I motori in coda permettono tendenzialmente bank maggiori in atterraggio (ma dipende dal carrello)
minori danni in caso di atterraggio senza carrello (non pensiamo ai soli liner ma anche a macchine più piccole)
Sulle macchine fino a certe dimensioni la soluzione coi motori in coda resta la migliore o l'unica (c'è chi dice chela stessa Boeing si accorse che la soluzione dell'MD non era male, infatti affondò il programma 717 per non aver concorrenza interna col 737).
Just my two cent
Vanni

[Prisucci89]

ovviamente ha i suoi vantaggi ma anche svantaggi
dal punto di vista economico mi viene da dire: "ma il tipo col il rimorchio per il push-back è un pagamento extra?"

[I-AINC]

Considerate anche il fattore manutenzione. Un motore sotto le ali è facilmente raggiungibile dai tecnici, basta aprirlo e si può operare. Un motore in coda o sopra le ali necessita per forza di una scala...

[JT8D]

I difetti principali dei motori in coda, oltre a qualche problemino di bilanciamento, risiedono come già detto nell'aumentato rischio di FOD dovuto a detriti sollevati dalle ruote e nel fatto che è indispensabile un impennaggio a T, quindi con il piano di coda in cima alla deriva, soluzione che è soggetta al deep stall.

Paolo

[Zortan]

I difetti principali dei motori in coda, oltre a qualche problemino di bilanciamento, risiedono come già detto nell'aumentato rischio di FOD dovuto a detriti sollevati dalle ruote e nel fatto che è indispensabile un impennaggio a T, quindi con il piano di coda in cima alla deriva, soluzione che è soggetta al deep stall.

Paolo

spiega il deep stall che è interessante , lo avevo letto ma non ricordo il fenomeno. comunque i motori in coda fanno un aereo come l'80 comodissimo e silenziosissimo davanti, ma rumoroso da far paura nelle file dietro. nel 737 il rumore è più, uniforme ecco. e comunque anche in zona ala, il rumore non è così tanto perchè i motori non sono fissati alla fusoliera direttamente.
Comunque preferisco la trazione posteriore.

[Prisucci89]

I difetti principali dei motori in coda, oltre a qualche problemino di bilanciamento, risiedono come già detto nell'aumentato rischio di FOD dovuto a detriti sollevati dalle ruote e nel fatto che è indispensabile un impennaggio a T, quindi con il piano di coda in cima alla deriva, soluzione che è soggetta al deep stall.

Paolo

spiega il deep stall che è interessante , lo avevo letto ma non ricordo il fenomeno. comunque i motori in coda fanno un aereo come l'80 comodissimo e silenziosissimo davanti, ma rumoroso da far paura nelle file dietro. nel 737 il rumore è più, uniforme ecco. e comunque anche in zona ala, il rumore non è così tanto perchè i motori non sono fissati alla fusoliera direttamente.
Comunque preferisco la trazione posteriore.

Specificatamente alla situazione: (astenendomi da una spiegazione del tutto generalizzata del fenomeno)
a parole povere è un tipo di stallo dovuto ad un flusso turbolento proveniente (parlando di 80 ) dall'ala che investe gli impennaggi di coda rendendoli inutilizzabili. ho trovato una immagine interessante che fa proprio capire a parole povere di che si tratta
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... _stall.svg

[noone]

Io sapevo che l'impennaggio a T però riduce la drag perchè il flusso che lo investe non è reso turbolento dall'ala che lo precede quindi fa meno resistenza è può inoltre essere leggermente più piccolo... è una cavolata?
Just my two cent
Vanni

[FAS]

visto che i commerciali delle compagnie aeree non scelgono i velivoli per le loro caratteristiche di stabilità e manovrabilità....

per un solo motivo....:

è una configurazione che favorisce le operazioni aeroportuali relative al carico pagante:
-imbarco, sbarco pax direttamente ai ponti e quindi all'aerostazione....
-cargo load/ deload


meno tempo spendi per queste necessità, più il tuo velivolo vola e fa contento le casse della compagnia

[Superkick]

visto che i commerciali delle compagnie aeree non scelgono i velivoli per le loro caratteristiche di stabilità e manovrabilità....

per un solo motivo....:

è una configurazione che favorisce le operazioni aeroportuali relative al carico pagante:
-imbarco, sbarco pax direttamente ai ponti e quindi all'aerostazione....
-cargo load/ deload


meno tempo spendi per queste necessità, più il tuo velivolo vola e fa contento le casse della compagnia

Quindi una configurazione a T sarebbe migliore aerodinamicamente parlando?

[sardinian aviator]

L'EASA ha calcolato che gli aerei con i motori sotto le ali correrebbero un rischio di ingestione volatili cinque volte superiore a quelli con i motori in coda.
Non chiedetemi però che parametri abbiano usato.

[JT8D]

I difetti principali dei motori in coda, oltre a qualche problemino di bilanciamento, risiedono come già detto nell'aumentato rischio di FOD dovuto a detriti sollevati dalle ruote e nel fatto che è indispensabile un impennaggio a T, quindi con il piano di coda in cima alla deriva, soluzione che è soggetta al deep stall.

Paolo

spiega il deep stall che è interessante , lo avevo letto ma non ricordo il fenomeno.

Si ha deep stall quando i piani di coda sono investiti dal flusso turbolento dell'ala stallata. In pratica lo stabilizzatore è messo in ombra aerodinamica. In una situazione simile, i piani di coda perdono la loro efficacia, e quindi la manovra di rimessa dallo stallo è inefficace: puoi non uscire più dallo stallo.

Paolo

[b747-8]

I difetti principali dei motori in coda, oltre a qualche problemino di bilanciamento, risiedono come già detto nell'aumentato rischio di FOD dovuto a detriti sollevati dalle ruote e nel fatto che è indispensabile un impennaggio a T, quindi con il piano di coda in cima alla deriva, soluzione che è soggetta al deep stall.

Paolo

spiega il deep stall che è interessante , lo avevo letto ma non ricordo il fenomeno.

Si ha deep stall quando i piani di coda sono investiti dal flusso turbolento dell'ala stallata. In pratica lo stabilizzatore è messo in ombra aerodinamica. In una situazione simile, i piani di coda perdono la loro efficacia, e quindi la manovra di rimessa dallo stallo è inefficace: puoi non uscire più dallo stallo.

Paolo

Domanda: sarebbe a dire che l'aria che si è "staccata" dall'ala per superamento dell'angolo di attacco critico va a perturbare anche quella che passa sopra i piani di coda?

[87Nemesis87]

si esatto ...è più o meno così

[b747-8]

si esatto ...è più o meno così

Thanks, sir!

[Aldus]

L'EASA ha calcolato che gli aerei con i motori sotto le ali correrebbero un rischio di ingestione volatili cinque volte superiore a quelli con i motori in coda.
Non chiedetemi però che parametri abbiano usato.

Presumo abbiano usato le dimensioni dei motori.
Il concetto non è tanto dove si trovano montati i motori sulla struttura dell'aereo, bensì quanto sono grossi.
Motori di diametro enorme hanno più possibilità di ingurgitare un pennuto rispetto a motori di diametro più piccolo.
E' un po' come usare un retino da pesca in una vasca di pesciolini.
Più il retino è grande, più hai possibilità di prendere pesci.
Da questo punto di vista quindi gli affusolati motori della serie JT montati sull'md80 (e su altri vecchi aerei) sono statisticamente meno tendenti al bird strike rispetto a dei poderosi GE90 che hanno una "bocca" frontale di 3 metri e passa (sembrano fatti apposta per dire "vieni quì che ti mangio" ).
Non solo, statisticamente parlando conta anche il numero di motori montati su un aereo.
Se due motori (es GE90) hanno tot probabilità di ingerire un volatile, quattro motori (sempre GE90) hanno doppia tot probabilità di ingerire dei volatili.

Naturalmente però non bisogna prendere per certe queste statistiche.
Una cosa è la statistica calcolata sulla casualità, un'altra è la sfiga vera e propria.
Avere un bird strike è solo sfiga a prescindere da quanto sono grossi i motori e da quanti sono.
Puoi capitare benissimo che passi un A380 e non ingerisca nulla.
Poi arriva un cessnino 172 e si becca una cicogna in pieno sull'elica, sbucata da chissà dove.
Sfiga... appunto.

[luinev]

Grazie a tutti per le interessantissime e precise risposte.

Premesso il fatto che non sono un esperto ma ritengo lo stesso di aver compreso quasi tutto, mi chiedo: dalle vs risposte si evince che ambedue le soluzioni hanno vantaggi e svantaggi (ai svantaggi dei motori dietro ci aggiungo il notevole rumore alle ultime file, anche se ciò magari non interessa ai fini prestazionali) ma mi pare di aver capito (se non sbaglio) che la soluzione con i motori in coda (tipo md80) abbia un rapporto vantaggi/svantaggi maggiore della soluzione con i motori sotto l'ala.
Come mai i costruttori "si ostinano" a montare i motori sotto l'ala anche su aerei + piccoli tipo 737 o A319 o sukhoi superjet?

[Aldus]

Beh...prima perchè l'altezza da terra delle semiali di questi aerei è pienamente idonea al montaggio di motori subalari.
Inoltre perchè possono montare dei bei turbofan moderni, assicurandosi quindi un buon rapporto potenza-prestazioni-consumi.
Montare due CFM56 in coda all'aereo, in stile MD80, sarebbe un po' complicato.

[JT8D]

Beh...prima perchè l'altezza da terra delle semiali di questi aerei è pienamente idonea al montaggio di motori subalari.
Inoltre perchè possono montare dei bei turbofan moderni, assicurandosi quindi un buon rapporto potenza-prestazioni-consumi.
Montare due CFM56 in coda all'aereo, in stile MD80, sarebbe un po' complicato.

Con i dovuti adattamenti, riguardanti in particolare gli attacchi motore e le nacelle, si può benissimo mettere due turbofan ad alto BPR in coda. Prova ne è che l'MD90 utilizza due IAE V2500 (versione -D5), come anche la serie A320 può utilizzare lo steso motore (versione -A5).
Anche il 717 utilizza il RR BR715, che è un turbofan ad alto BPR.

Da questo punto di vista quindi gli affusolati motori della serie JT montati sull'md80 (e su altri vecchi aerei) sono statisticamente meno tendenti al bird strike rispetto a dei poderosi GE90 che hanno una "bocca" frontale di 3 metri e passa (sembrano fatti apposta per dire "vieni quì che ti mangio" ).

Ogni caso di bird strike è diverso dall'altro e quindi anche i danni riportati non possono essere generalizzati, però in linea teorica un Turbofan ad alto BPR (in particolare se ha il fan con pale wide chord) ha più possibilità di subire danni meno rilevanti dall'impatto con un volatile rispetto ad un motore di vecchia generazione, perchè è molto probabile che gli elementi estranei vengano espulsi dal condotto del flusso freddo senza quindi penetrare nel core del motore, dove produrrebbero danni molto maggiori.

Paolo

[sunny life]

sarà forse perchè è il posto migliore per essere sostenuti (visto il loro peso) dalle ali,
lontani dalle ali genererebbero coppie indesiderate, considero anche che in atterraggio sono vicini ai
carrelli e ovviamente al baricentro dell' aereo...o no?

[Almost Blue]

Non solo sotto le ali o in coda.

[sardinian aviator]

"Una cosa è la statistica calcolata sulla casualità, un'altra è la sfiga vera e propria.
Avere un bird strike è solo sfiga a prescindere da quanto sono grossi i motori e da quanti sono."

Mi spiace, non sono d'accordo.
La teoria dell'"Act of God" a proposito dei bird strike è superata da tempo, anche nei tribunali.
Esistono precisi fattori attrattivi e misure per la valutazione e mitigazione del rischio.
Un aeroporto che omette di eliminare i fattori attrattivi (es.discariche, coltivazioni agricole, pozze d'acqua e...) e che non quantifica il rischio o non adotta i mezzi di allontanamento adatti alle specie più rischiose, in funzione dell'ambiente, aumenta le probabilità che la c.d. sfiga si concretizzi.
L'incidente dell'Hudson si sarebbe probabilmente evitato se il La Guardia avesse avuto il nuovo modello di radar appositamente studiato per gli uccelli. L'inconveniente RYR di Ciampino del 2008 sarebbe stato evitato se un uomo con pistola lanciarazzi si fosse trovato nei pressi della recinzione prima della testata 15, sapendo che a quell'ora e in quella stagione gli storni si muovono con traiettorie e quote ben conosciute agli ornitologi. Se li spaventi ti evitano. Per non parlare dei falchi, veri o come aeromodelli.
Insomma, si può fare. Abbandonarsi alla sfiga è solo un comodo pretesto per non investire risorse nella sicurezza.

[Aldus]

Non sto dicendo che non si può far niente per evitare i bird strike.
Sto dicendo che, a prescindere dalle contromisure che puoi mettere in atto, un bird strike rappresenta spesso un evento sfigato
Dipende da caso a caso.
Se con l'aereo ti butti volontariamente dentro uno stormo di uccelli (magari già segnalato da un radar "scruta pennuti") non si può parlare di sfiga, si può parlare semmai di incoscenza perchè il rischio di bird strike è sicuramente alto.
E' come gettarsi in una vasca di Piranha sperando di farla franca.
Chi lo fa è un incoscente, non uno sfigato.
Ma il punto non è questo.
Il punto è che un aereo non è agile quanto un pennuto.
Se un pennuto solitario sta volando per gli affari suoi in un punto preciso dello spazio, che io sappia non esiste radar capace di individuarlo e permettere all'aereo di prevederne le mosse.
Uno stormo forse sì.
Un singolo pennuto no.
E se per caso in quel punto preciso dello spazio i due "contendenti" si incontrano, c'è poco da fare, è sfiga.
Facile col senno di poi dire "eh ma si potevano sparare i cannoni antiuccelli...eh ma si poteva usare le trombette o la falconeria".
Rimane il fatto che se deve capitare, capita.
Un corvo solitario non è un grosso temporale che si può prevedere e aggirare per tempo.
E' un oggetto solitario nel cielo che va dove vuole, avanti, indietro, sopra, sotto, e lo può fare in modo improvviso, rapido, assolutamente imprevedibile.
Se per malaugurata sorte durante il suo volteggiarsi sconfusionato, a random, decide di intersecare la rotta di un liner, il "bacio" tra i due è assicurato.
A quel punto non è più possibile parlare di "prevedibilità" o di "si poteva evitare".
E' sfiga e basta.
Il pennuto ci lascerà quasi sicuramente le penne (sembra una battutaccia, ma purtroppo è quello che avviene quasi sempre), e l'aereo riporterà conseguenze che posso essere del tutto irrisorie o insignificanti, oppure più serie, dipende ovviamente da tantissimi fattori, da caso a caso, da evento a evento, da dinamica a dinamica.
Non sono quindi daccordo sul discorso "Insomma si può fare" in riferimento alla presunta possibilità di impedire sempre i bird strike.
Si può fare qualcosa sicuramente, anzi molto per contribuire alla sicurezza.
Ma che esistano dei mezzi fantascientifici che impediscano sempre e matematicamente l'avverarsi di un bird strike non corrisponde al vero.
Si può cercare di mettere in campo tutti gli stratagemmi che si vuole, ma finchè gli uccelli continueranno a volare nel cielo, solitari, imprevedibili, i bird strike avverrano ancora.
E' matematico.
L'unico nostro conforto è che i nostri aerei siano sempre più sicuri in caso di collisioni contro pennuti (e già lo sono, molto bene anche direi), e che tali e rarissimi (per fortuna) "scontri accidentali" siano sempre più rari.

[luinev]

Domanda IPERbanale:
per evitare il bird strike, non si può mettere una griglia a protezione delle turbine dei motori altrimenti si forma ghiaccio quando l'aereo è in quota? O comunque a quelle velocità non serve a nulla in quanto lo scontro manderebbe "in pezzi" il pennuto e tali "pezzi" entrerebbero lo stesso?

[JT8D]

Domanda IPERbanale:
per evitare il bird strike, non si può mettere una griglia a protezione delle turbine dei motori altrimenti si forma ghiaccio quando l'aereo è in quota? O comunque a quelle velocità non serve a nulla in quanto lo scontro manderebbe "in pezzi" il pennuto e tali "pezzi" entrerebbero lo stesso?

Quella che poni tu è una domanda a cui abbiamo già risposto molte volte sul forum .
Non è possibile mettere una griglia davanti al fan, in quanto essa perturberebbe notevolmente il flusso in ingresso al fan penalizzandone molto il rendimento, inoltre darebbe problemi con il ghiaccio.

Paolo

[FAS]

il bird strike è più che considerato in fase di analisi rischio