Appunti di Atmospheric and space flight dynamics - 3

CONTROLLO DEL ROLLIO (roll control)

Il controllo primario intorno all'asse di rollio è ottenuto mediante la deflessione antisimmetrica degli alettoni. La deflessione antisimmetrica:

• aumenta la portanza sulla semiala dove l'alettone ruota verso il basso,
• riduce la portanza sulla semiala dove l'alettone ruota verso l'alto,

determinando così un momento intorno all'asse di rollio, con una variazione quasi nulla della forza aerodinamica totale. Convenzionalmente, una deflessione positiva degli alettoni fornisce un momento negativo per il controllo del rollio, come mostrato in figura, dove l’alettone destro si sposta verso il basso, aumentando la portanza, e quello sinistro verso l’alto, diminuendola. ⇒ Rollo a sinistra

ΔL < 0

Deflessione positiva alettoni ⇒ Δl < 0 ⇒ c_δa = ^∂C_R/_∂δa < 0

c_δa è detto Roll control power (potere di controllo del rollio)

Quando si deflettono gli alettoni, si ottiene un accelerazione di rollio e quindi il velivolo rolla attorno all'asse di rollio, ovvero si ha un Δp < 0

Se si considera la distribuzione di portanza sull'ala, in volo simmetrico, quando il velivolo rolla (in questo caso) la semiala destra va giù mentre la semiala sinistra va su. Si ha la distribuzione di velocità in figura (la velocità viene da sotto la semiala sinistra e da sopra alla semiala destra).

Quindi: la portanza aumenta ⇒ La variazione di α a sinistra; Δα_L = ρ · y

la distribuzione di portanza cambia, aumentando a sinistra e diminuendo a destra della semiala

CONTROLLO DEL ROLLIO (roll control)

Il controllo primario intorno all'asse di rollio è ottenuto mediante la deflessione antisimmetrica degli alettoni.

La deflessione antisimmetrica:

• aumenta la portanza sulla semiala dove l'alettone ruota verso il basso,
• riduce la portanza sulla semiala dove l'alettone ruota verso l'alto,

determinando così un momento intorno all'asse di rollio, con una variazione quasi nulla della forza aerodinamica totale. Convenzionalmente, una deflessione positiva degli alettoni fornisce un momento negativo per il controllo del rollio, come mostrato in figura, dove l'alettone destro si sposta verso il basso, aumentando la portanza, e quello sinistro verso l'alto, diminuendola. ⇒ Rollo a sinistra

Deflessione positiva alettoni (δ_a > 0) ⇒ ∆ℓ < 0 ⇒ c_ℓδa = ∂C_R / ∂δ_a < 0

c_ℓδa è detto Roll control power (potere di controllo del rollio)

Quando si deflettono gli alettoni, si ottiene un'accelerazione di rollio e quindi il velivolo rolla attorno all'asse di rollio, ovvero si ha un ∆p < 0

Se si considera la distribuzione di portanza sull'ala, in volo simmetrico, quando il velivolo rolla (in questo caso) la semiala destra va giù mentre la semiala sinistra va su. Si ha la distribuzione di velocità in figura (la velocità viene da sotto la semiala sinistra e da sopra alla semiala destra).

Quindi: la portanza aumenta ⇒ La variazione di α a sinistra: ∆α_L = ρ y

ma p < 0y < 0la distribuzione di portanza cambia, aumentando a sinistra e diminuendo a destra della semiala

L'unica cosa che si oppone all'azione di controllo è il ROLL DAMPING

Quindi l'alettone non controllerà un angolo ma controllerà il roll rate (velocità di rollio).

EFFETTI DI ACCOPPIAMENTO

Come indicato per i criteri di stabilità statica, gli assi di rollio e di imbardata sono strettamente accoppiati. Anche i comandi presentano alcuni accoppiamenti rilevanti.

DERIVA (o timone) - la deflessione della deriva genera principalmente un momento di imbardata, ma anche un momento di rollio, a condizione che il centro aerodinamico della deriva verticale sia spostato rispetto all'asse di rollio.

Per una coda verticale convenzionale, montata sulla parte superiore della fusoliera, una deflessione positiva del timone, δ_R > 0, genera una forza laterale positiva, che a sua volta genera, insieme al momento negativo di imbardata ΔN < 0, anche un momento positivo di rollio più piccolo ΔL > 0, ma non trascurabile, per cui è possibile definire una derivata di accoppiamento

L'effetto primario del Rud