Design of transportation infrastructures and systems

Meccanica della locomozione

Va =v 12,96 ⋅ RFS oggi adotta, per l’alta velocità, valori dell’accelerazione verticale compresi tra 0,15 e 0,4 m/s che2portano a raggi dei raccordi verticali tra livellette compresi tra 20 e 23mila metri. Appunti di Design of Transportation Infrastructures La meccanica della locomozione studia il comportamento in marcia dell’unità di trazione, dellecarrozze e dei carri, distinguendo i problemi di propulsione (condizioni e fasi del moto), di resistenzeal moto e di moto in rettilineo e in curva. Le grandezze caratteristiche della meccanica dellalocomozione sono lo sforzo di trazione, l’aderenza e l’attrito. Lo sforzo di trazione è lo sforzo da realizzare per creare il moto del veicolo e determina il consumo• di forza motrice occorrente per eseguire il trasporto, utile anche a fissare la convenienzaeconomica dei sistemi di trasporto; L’aderenza è il massimo sforzo tangenziale che può

essere trasmesso attraverso il contatto ruota-• rotaia in fase di avviamento, mantenimento della velocità e di frenata;

L’attrito è lo sforzo periferico che si genera quando non c’è una trasmissione diretta di sforzi tra• ruota e rotaia ma vi è uno stracciamento o slittamento tra i due corpi a contatto.

Nel moto del veicolo ferroviario è possibile, quindi, individuare diverse fasi che sono distinte in:

• FASE DI TRAZIONE, in cui la ruota deve rotolare, senza slittamento e la forza da applicare alla ruota dovrà essere F < f*P;
• FASE DI FRENATURA, in cui il sistema frenante non deve provocare il bloccaggio delle ruote con pattinamento e la forza da applicare dovrà essere - F < f*P;
• FASE DI ARRESTO, in cui tutta l’energia cinetica si trasforma in calore che si genera per effetto di attrito tra i ceppi in ghisa col cerchione.

Nei fenomeni di aderenza e attrito le due grandezze fondamentali sono date dai

rispettivi coefficienti per cui si può osservare che: all'aumento della velocità il coefficiente di aderenza diminuisce fino ad attesarsi ad un valore costante, mentre il coefficiente di attrito parte da un valore più alto ma precipita molto più rapidamente. Anche in fase di frenatura il coefficiente di attrito (ceppo in ghisa-cerchione) decresce più rapidamente del coefficiente di aderenza per questo per garantire una maggiore efficienza nella frenata si dovrebbe prevedere un freno a due stadi di pressione che mantenga un certo equilibrio nel decremento di aderenza e attrito. RESISTENZE AL MOTO Le resistenze al moto sono classificate come: - RESISTENZE ORDINARIE, che sono le resistenze sempre presenti in ogni istante del moto e sono a loro volta suddivise in: Resistenza al rotolamento ruota-rotaia, data dalla reazione d'appoggio tra ruota e rotaia che, per effetto dell'isteresi, non agisce sulla stessa retta d'azione della.forza-peso e genera un momento resistente; Resistenza al rotolamento perni-cuscinetto, data dall'accoppiamento tra assile e carrello che può essere utilizzato mediante cuscinetti a strisciamento o a rotolamento; Resistenza aerodinamica, composta dalla componente frontale e da quella laterale, che nasce per pressioni della superficie del veicolo causate dal moto relativo tra lo stesso e l'aria; Resistenza dell'aria in galleria, che si verifica per la diminuzione di spazio tra convoglio e galleria per cui si assoggetta il moto del treno a quello di uno stantuffo in un cilindro; Resistenza per giunzioni delle rotaie, dovuta alla flessione elastica delle due testate delle rotaie giuntate che genera un urto al passaggio del veicolo da una rotaia all'altra, per effetto dellaluce di dilatazione tra le stesse; Resistenza per moto di serpeggiamento, dovuta alla non perfetta linearità del moto dei veicoli ferroviari sul binario per.

via di conicità dei cerchioni o irregolarità del piano di rotolamento;

RESISTENZE ACCIDENTALI, che sono quelle resistenze che compaiono solo in determinatecircostanze, sono associate alle configurazioni plano-altimetriche del tracciato e possono essereclassificate a loro volta in:

• Resistenza accidentale dovuta alla pendenza, che si oppone al moto in salita o lo favorisce in discesa;
• Resistenza accidentale in curva, dovuta ad urti e strisciamenti delle ruote sul binario quando si affronta una curva;
• Resistenza dovuta all’inerzia, dovuta all’accelerazione o decelerazione del veicolo che comportano un movimento roto-traslatorio delle masse rotabili con dispendio aggiuntivo di energia;
• Altre resistenze accidentali, determinate sperimentalmente e principalmente dovute all’energia spesa per le deformazioni dei richiami elastici (sospensioni, smorzatori, tamponi in gomma, ecc..), per la deformazione degli organi di trazione e repulsione, per

La deformazione elastica delle rotaie e dell'armamento. Appunti di Design of Transportation Infrastructures

TRASPORTO AEREO

Il trasporto aereo consiste nel trasferimento di persone e merci da un punto all'altro utilizzando un mezzo viaggiante in aria. È attuato mediante velivoli ad ala fissa (aerei da trasporto) o ad ala rotante (elicotteri da trasporto). L'autorità di regolazione tecnica, certificazione, vigilanza e controllo nel settore dell'aviazione civili in Italia è l'Ente Nazionale per l'Aviazione Civile (ENAC), istituito nel 1997.

Tra gli aspetti del settore aereo che rientrano nel mandato istituzionale di questo Ente uno dei più importanti è senza dubbio quello relativo al controllo della sicurezza, nelle accezioni di safety e security. Per safety si intende la sicurezza dal punto di vista della progettazione, costruzione, manutenzione ed esercizio degli aeromobili, nonché la valutazione

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dell'idoneità degli operatori e del personale di volo. Con il termine security, invece, mci si riferisce alla sicurezza a terra, a bordo degli aeromobili, all'interno e all'esterno degli aeroporti per la prevenzione di atti illeciti. Le compagnie aeree nazionali che possono esercire servizi di trasporto aereo devono essere titolari di Licenza di Esercizio di Trasporto Aereo e di COA (certificato di operatore aereo). Il servizio low-cost si differenzia da quello offerto dai voli charter in quanto è un servizio di linea e non occasionale, razionalmente organizzato al risparmio in modo tale da offrire un biglietto dal costo contenuto. L'idea dei voli low-cost si basa sul presupposto che il servizio offerto deve essere unicamente il viaggio da un punto ad un altro, mentre tutti i servizi accessori devono costituire opzioni a pagamento. In genere, questo tipo di servizio ha come punti di riferimento aeroporti secondari, in ogni caso abbastanza vicini a quelli principali.

In cui i costi per il vettore aereo sono inferiori ed è possibile avere a disposizione un maggior numero di slot, cioè rotte di collegamento aeree. Il contenimento della spesa è dovuta anche ad una flotta aerea ridotta, che comporta una carenza (o assenza) di aerei di scorta per sostituirne altri in eventuale avaria. L'unico punto su cui non si adotta alcuna politica di risparmio è la sicurezza/manutenzione dei velivoli.

ORGANIZZAZIONE DEL TRASPORTO AEREO

L'organizzazione del servizio aereo può avvenire secondo due modelli: il modello hub-and-spoke e il modello point-to-point. Il modello hub-and-spoke è caratterizzato da collegamenti con un aeroporto principale che fa da hub, da cui tutti i voli in arrivo partono verso tutte le destinazioni. L'obiettivo principale di questo tipo di organizzazione del servizio, operata soprattutto dalle compagnie tradizionali o da alleanze tra le stesse, è cercare di far viaggiare gli aerei con

Il maggiornumero di passeggeri possibili, quindi nella maniera economicamente più conveniente. Il modello point-to-point, invece è costituito da servizi diretti tra aeroporti, in genere secondari, senza che siano previste coincidenze con la stessa compagnia aerea. Obiettivo delle compagnie che operano con questo tipo di modello è ridurre al minimo i tempi di permanenza dell’aeromobile a terra, in modo da compensare i costi operativi con maggiori introiti legati alla maggiore operatività del mezzo. Difatti, questo modello viene applicato per la maggior parte dalle compagnie low-cost.

CLASSIFICAZIONE DEI SERVIZI DEL TRASPORTO AEREO

I servizi di trasporto aereo possono essere distinti in funzione del tipo di attività svolta, del servizio offerto e del tipo di collegamento realizzato. Per quanto riguarda il tipo di attività svolta si possono distinguere:

• Trasporto aereo commerciale, nonché quello effettuato per trasportare persone o cose

dietroremunerazione e comprende il trasporto aereo di linea, charter e aerotaxi; - Trasporto aereo non commerciale o di aviazione generale, nonché quello effettuato per attività di aeroclub, scuole di volo, aerei privati e servizi aerei pubblicitari, di rilievo aerofotografico, di trasporto di carico o altro. Dal punto di vista del servizio offerto si possono definire, invece: Servizio aereo di linea, nonché quello per passeggeri e merci dietro remunerazione, accessibile al pubblico ed operato in base ad un orario pubblicato con caratteristiche di regolarità e frequenza tali da costituire una serie sistematica di voli; Servizio aereo non di linea, nonché quello per passeggeri e merci in forza di un contratto di noleggio stipulato da uno o più contraenti per l'utilizzo dell'intera capacità dell'aeromobile; nel caso di trasporto di passeggeri si parla di aerotaxi fino a 12 posti altrimenti si parla di voli charter. Infine,

Per quanto riguarda il collegamento realizzato, possiamo distinguere:

• Trasporto aereo internazionale, nonché quello realizzato mediante collegamenti con aeroporti situati fuori dallo stato italiano;
• Trasporto aereo nazionale o domestico, nonché quello realizzato mediante collegamenti fra aeroporti della stessa nazione.

Appunti di Design of Transportation Infrastructures

STRUTTURA DELL'AEREO

Un aereo nella sua configurazione principale è formato da 7 componenti:

1. FUSOLIERA, ovvero l'organo principale che contiene al suo interno le cabine dei piloti e dei passeggeri. La fusoliera ha una forma tubolare e per ricavare al suo interno i vari spazi presenti viene divisa in senso longitudinale e trasversale e la parte inferiore viene utilizzata per lo stivaggio dei bagagli e per l'alloggiamento del carrello;
2. ALI, collegate alla fusoliera e contenenti i serbatoi di combustibile, esse sono composte da una parte fissa ed una mobile che possono essere definite come:

i quali hanno il compito di permettere al veicolo all'occorrenza di inclinare le ali pe