Costruzione del mezzo aeronautico

CLASSIFICAZIONE DEGLI AEROMOBILI Argomento 1

Definizioni, differenziazioni e strutture.

Definizione di aeromobile: è un tipo di macchina volante in grado di alzarsi da terra trasportando cose o persone.

Esistono due tipi di aeromobile, l aerodine e l aerostato.

Definizione di aerodine: è un aeromobile sostenuto dal principio della portanza.

 Terrestre: concepito per muoversi su superfici dure

 Anfibio: concepito per avere funzioni sia da terrestre che da idrovolante

 Idrovolante: dotato di sistemi per ammarare (flottaggio) in acqua

La struttura degli aeromobili, senza considerare la strumentazione, i motori e l avionica (sono tutti gli

equipaggiamenti elettronici che si dividono per comunicazione, navigazione e radar), viene chiamata cellula.

Essa può essere:

 Traliccio: sono i tipi di cellule più antiche

 Guscio: sono tipi di cellule (senza correntini) molto leggere ed economiche

 Semiguscio: sono tipi di cellule (con correntini) pesanti, robuste e costose

 Geodetica: sono tipi di cellule realizzate con più materiali (legno e ferro), sono robuste, leggere ma costose

 Composito: sono tipi di cellule realizzati con due materiali, matrice (resina) più rinforzo (fibra)

Definizione di aerostato: è un aeromobile sostenuto dal principio di archimede.

 Libero: concepito per muoversi liberamente sfruttando le correnti ascensionali

 Frenato: concepito per ridurre la libertà dell' aeromobile con una zavorra a terra (scopi militari)

NORMATIVE PER L'AVIAZIONE CIVILE Argomento 2

ICAO, EASA, FAA e definizione

ICAO: è un' organizzazione internazionale, incaricata di sviluppare e migliorare i principi e le tecniche per la

navigazione aerea, ha sviluppato anche una sorta di regole e parametri che si utilizzano per convenzione in tutto il

mondo.

L' ICAO si differenzia in FAA (federal aviation administration) ed EASA (european aviation safety agency).

FAA: è incaricata di regolare e sovraintendere a ogni aspetto riguardante l aviazione civile negli USA.

EASA: è incaricata di gestire la sicurezza aerea nell' UE, l'EASA si divide cronologicamente in due dove definiamo "un

primo tempo" dove c'era l'ente tecnico giuridico per ogni nazione e un "secondo tempo" dove nascono tra il 1998 e il

2000 il JAR trasformatasi nell'Easa che corrisponde attualmente all'FAA europea.

APPROFONDIMENTO SU TIPI DI CELLULA Argomento 3

Traliccio, Guscio, Semiguscio, Geodetica e Composito

Traliccio:

La struttura a traliccio è la forma più antica di cellula, in

questa struttura sono presenti dei longheroni che

servono da supporto.

Guscio:

La struttura è più leggera del semiguscio, perché senza

correntini con rivestimento lavorante. Quest' ultimo è

presente nelle struttura a semiguscio e guscio e ha il

compito di dare la forma aerodinamica e contribuire a

resistere alle forze di sollecitazione che interessano la

struttura.

Semiguscio:

La struttura è più pesante della struttura a guscio,

perché con correntini con rivestimento lavorante.

Quest' ultimo è presente nelle struttura a semiguscio e

guscio e ha il compito di dare la forma aerodinamica e

contribuire a resistere alle forze di sollecitazione che

interessano la struttura.

Geodetica:

La struttura geodetica (cellula formata da più

materiali), permette di inglobare innumerevoli pregi dei

propri componenti ad esempio:

 Robustezza

 Leggerezza

 Fail Safe (salvaguardia la cellula da falle)

Unico difetto di questa struttura è il costo non solo di

realizzazione ma anche quello di manutenzione.

Questa struttura venne utilizzata molto nella seconda

guerra mondiale ricordiamo il "bombardiere Wellington

1942".

Composito:

I vantaggi del composito sono molti, oggi rappresenta

la tecnica più evoluta per la costruzione di cellule

aeronautiche (civili e militari).

I vantaggi principali sono:

 Leggerezza

 Resistenza

 Non intercettabile dai Radar

Le forze di sollecitazione che hanno effetto su un aeromobile sono:

 Tensione (tension)

 Compressione (compression)

 Torsione (torsion)

 Taglio (shear)

 Flessione (bending)

La fusoliera può avere una sezione:

 Rettangolare

 Ellittica

 Bilobata

 Mista

 Circolare

CLASSIFICAZIONE AEROMOBILI IN BASE ALLE ALI Argomento 4

Monoplano, Biplano, Triplano e Ali

L'aeromobile può essere un:

Monoplano:

aeromobile che dispone di una sola ala (sezione unita).

Oggi è il modello più utilizzato, il primo monoplano fu il

Bristol-Coanda. Ae270 Spirit

Biplano:

aeromobile che dispone di due ali (due sezioni)

parallele, ma diverse fra loro, per tener rigida la

struttura sono presenti dei montanti.

Furono utilizzati solo fino all'inizio della seconda guerra

mondiale, in seguito (per esigenze tecnologiche)

vennero sostituiti dai monoplani. Fiat C.R. 42

Pluriplano:

aeromobile che dispone di più ali parallele, uguali nella

forma. Sono stati concepiti pochi modelli, causa della

scarsa velocità penalizzata dalla resistenza del profilo

alare. Fokker Dr.l

L'aeromobile può avere l' ala:

Bassa:

L'ala è posta sottostante alla fusoliera.

Media:

L'ala viene chiamata anche trasversale, è posta in prossimità

della mediana della fusoliera.

Alta:

L'ala è posta sopra la fusoliera.

Parasole:

L'ala viene chiamata anche a sbalzo, è posta sopra la fusoliera,

viene sorretta solo nella parte centrale.

L'aeromobile può avere la forma geometrica di ala:

1. Rettiliana: si parla di ala rettiliana, quando non c'è angolo di freccia

2. Freccia positiva: si parla di ala a freccia positivo, quando l' angolo delle semiali è positivo

3. Freccia negativa: si parla di ala a freccia negativa, quando l'angolo delle semiali è negativo

4. Delta: si parla di ala a delta, quando le ali hanno una forma simile a quella del simbolo greco (Δ)

5. Geometria variabile: si parla di ala a geometria variabile, se è possibile variare l'angolo di freccia

6. Obliqua: si parla di ala obliqua, quando si hanno due diversi angoli di freccia fra le semiali

L'ala può avere all'estremità queste forme geometriche:

 Rettangolare.......................................(medio/basse velocità)

 Trapezoidale.......................................(medie velocità)

 Freccia.......................................(medio/alte velocità)

 Delta.......................................(basse/medie/alte velocità)

 Ellittica.......................................(medio/basse velocità)

ANGOLO DIEDRO Argomento 5

Definizione, Momento, Rastremazione e Snellezza ala

Definizione di angolo diedro: è l'angolo formato sul piano orizzontale, tra le due semiali o i piani orizzontali di coda di

un velivolo.

L'angolo diedro è una caratteristica costruttiva che serve a migliorare la stabilità trasversale dell'aereo (asse y).

Il momento raddrizzante riporta le ali livellate ....................................................... Mr = F x b.

Per rendere il volo controllato quindi, stabile, il momento di prua deve essere uguale e contrario al momento di coda

…................................................ +Mp = -Mc.

Riassumendo

Cabrata …......................................................................................... Mp > Mc

Picchiata …....................................................................................... Mp < Mc

Stabilizzato …................................................................................... Mp = Mc

I fattori che determinano la stabilità di un'aeromobile sono:

 FMS: fuel management system, gestisce il consumo del carburante senza spostare il baricentro

 Angolo diedro: è un'angolo che aumenta la stabilità direzionale (asse z)

 Stabilità longitudinale: è la stabilità dell'asse x, viene controllata dallo stabilizzatore

 Stabilità trasversale: è la stabilità dell'asse y, viene controllata dalla stabilità media

 Stabilità direzionale: è la stabilità dell'asse z, viene controllata dall'angolo diedro

 Posizione del baricentro: questo migliora la stabilità sia in volo che nel momento dell'atterraggio

La rastremazione alare: è la distribuzione decrescente delle corde di un ala, cioè il segmento intercettato sulla

bitangente dalla proiezione ortogonale dei bordi d’attacco e d’uscita, dalla mezzeria verso l’estremità. Serve a

ridurre il carico aerodinamico sull'ala e gestire meglio lo stallo delle tip.

Definizione di allungamento alare (λ): è una delle caratteristiche geometriche di un' ala aeronautica, definito come il

rapporto tra l'apertura alare e la corda alare media.

Dalla definizione di allungamento alare si deduce che: maggiore è l'allungamento e minore sarà la resistenza indotta.

Formula:

Estremità rettangolare:

A: allungamento (λ)

b: braccio (semiala)

s: corda

Tutte le altre estremità:

A: allungamento (λ)

b: braccio (semiala)

s: corda

COMANDI AEROMOBILE Argomento 6

Principali, Reversibili, Irreversibili e Flaps

Elementi per governare l'aeromobile:

 Equilibratore

 Timone direzionale

 Alettone

Comandi di volo:

 Comandi di cabina (pedaliera, volantino/ pedaliera, joystick)

 Collegamenti (a cavi, a barre rigide, elettromeccanici, idraulici, sistema fly by wire)

 Superfici

Definizione di comandi di volo reversibili: Sono azionati dal pilota nei due sensi di movimento possibili fino alla

massima escursione.

Sono comandi di volo reversibili quelli:

 Direzionale: (piano direzionale, equilibratore, alettone) questi sono proporzionali alla forza esercitata

 Sensitivi: Il pilota percepisce lo sforzo muscolare che serve per vincere le forze aerodinamiche

 Artificialmente diretti

 Istintivi: l'aeromobile si muove nello stesso verso dei comandi in cabina

Definizione di comandi di volo irreversibili: Sono azionati dal pilota (armati), essi rimangono in tale posizione fino a

quando non verranno retratti dall' apposito comando.

Sono comandi di volo irreversibili quelli:

 Tutti i trim

 Ipersostentatori

 Aerofreni

 Diruttori

Comandi secondari Comandi ausiliari

 

Alette trim: serve ad equilibrare il beccheggio Ipersostentatori (flaps, slats, slots)

 

Servoalette Aerofreni (speed brekes)

 

Stabilizzatore a calettamento variabile Diruttori (spoilers)

I flaps: Sono delle superfici mobili situate nelle ali, servono a rallentare e ad stringere le virate.

Gli usi dei flaps:

 In atterraggio: massima deflessione

 In decollo: minima deflessione

 In volo lento: minima deflessione

Definizione di movimento primario: è quello che il pilota, agendo sui comandi di volo, intende far compiere all'aereo.

PESO MASSIMO PER IL DECOLLO Argomento 7

Baricentro, ATOW, MTOW, BEW e Pay load

Definizione di baricentro: è il punto al quale è applicata la forza risultante di tutte le forze peso parallele.

ATOW: (actual take off weight)

MTOW: (maximum take off weight)

BEW: (basic empty weight)

Per rendere il decollo sicuro l'MTOW </= ATOW

BEW + Passeggeri, Piloti + Bagagli + Carburante = ATOW

Passeggeri, Piloti + Bagagli = Pay load

Oltre il MTOW nelle tabelle mancano i dati perché non rispondono agli standard di sicurezza e i pesi maggiori vanno

caricati il più vicino possibile al baricentro.

Posizione del baricentro: in tutti i casi (in volo, al decollo, a vuoto, all'atterraggio), il baricentro deve stare entro i

limiti immaginari tracciati dal carrello, altrimenti si rischia l'attenuazione dell'aeromobile.

PROFILI NACA Argomento 8

Definizione, Naca, Profili

Definizione di profilo naca: La sigla naca oggi diventata NASA, per profilo alare intende un codice di quattro cifre.

Che identifica:

 Posizione angolo di freccia (primo numero)

 Angolo di freccia valore della linea media (secondo numero)

 Spessore massimo percentuale (terzo e quarto numero)

Ad esempio: