Appunti di Meccanica del volo

MOMENTO DI CERNIERA DELL'EQUILIBRATORE

Il momento di cerniera dell'equilibratore è quello che permette di determinare gli sforzi di barra effettuati dal pilota. A causa della forza che agisce sull'equilibratore si genera un momento aerodinamico attorno all'asse di cerniera che, in assenza di attuatore deve essere equilibrato dal pilota. Quest'ultimo determina lo sforzo di barra.

Per equilibrare tali sforzi il pilota agisce tramite comandi meccanici reversibili costituiti da funi o aste.

Le forze che agiscono sull'equilibratore sono di diversa natura:

• Forze di massa: se il baricentro dell'equilibratore non è situato sull'asse della cerniera si avrà un momento rispetto a quest'ultimo. Per ora, però, si considera l'equilibratore staticamente equilibrato.
• Forze aerodinamiche: sono le forze di pressione e quella di attrito. Siccome le forze di attrito sono piccole e tangenziali alla superficie aerodinamica esse hanno braccio piccolo rispetto alla cerniera per cui sono trascurate.

Rispetto all'asse di cerniera si valuta il momento della forza aerodinamica ed essendo H il momento di cerniera, si ha:

H = C_H S_e c_e ¹/₂ ρ V²

In cui S_e e c_e sono rispettivamente la superficie dell'equilibratore e la corda dell'equilibratore rispettivamente. Inoltre, C_H è il coefficiente di momento di cerniera e:

C_H = f (α_e, δ)

Aumentando la dimensioni del velivolo e la velocità i momenti di cerniera aumentano notevolmente.

Nella figura prossima, oltre all'equilibratore ed allo stabilizzatore, è presenta un'aletta che forma un ulteriore angolo con l'equilibratore. Inoltre,

MOMENTO DI CERNIERA DELL'EQUILIBRATORE

Il momento di cerniera dell'equilibratore è quello che permette di determinare gli sforzi di barra effettuati dal pilota. A causa delle forze che agiscono sull'equilibratore si genera un momento aerodinamico attorno all'asse di cerniera che, in assenza di attuatore, deve essere equilibrato dal pilota. Quest'ultimo determina lo sforzo di barra. Per equilibrare tali sforzi il pilota agisce tramite comandi meccanici reversibili costituiti da funi o aste.

Le forze che agiscono sull'equilibratore sono di diversa natura:

• FORZE DI MASSA: se il baricentro dell'equilibratore non è situato sull'asse della cerniera si avrà un momento rispetto a quest'ultimo. Per ora, però, si considera l'equilibratore staticamente equilibrato.
• FORZE AERODINAMICHE: sono le forze di pressione e quelle di attrito. Siccome le forze di attrito sono piccole e tangenziali alla superficie aerodinamica esse hanno braccio piccolo rispetto alla cerniera per cui sono trascurate.

Rispetto all'asse di cerniera si calcola il momento della forza aerodinamica ed essendo H il momento di cerniera, si ha:

H = C_H S_e c_e ¹⁄₂ ρ V²

In cui S_e e c_e sono rispettivamente la superficie dell'equilibratore e la corda dell'equilibratore rispettivamente. Inoltre, C_H è il coefficiente di momento di cerniera e:

C_H = f (α₁, δ)

Aumentando la dimensioni del velivolo e la velocità i momenti di cerniera aumentano notevolmente. Nella figura prossima, oltre all'equilibratore ed allo stabilizzatore, è presente un'aletta che forma un ulteriore angolo con l'equilibratore. Inoltre:

α_s=(α_o)_{lato suolo}

L’angolo α_s si ha tra il vettore velocità e la direzione di portanza nulla, quest’ultima raggiunta quando le superfici mobili sono in posizione neutra. L’aletta può essere correttiva, servoarmonica o compensatrice. Quindi:

C_H=b₀ + b₁α_s + b₂δ + b₃δ_s

In cui il coefficiente b₀=0 se il profilo è simmetrico. L’intervallo di variazione di α_s, δ, δ_s deve essere limitato in quanto è necessario esprimere i termini del coefficiente di cerniera. Considerando il tratto lineare della curva in le variabili devono essere contenute quindi:

b₁=∂C_H / ∂α_s |_cost.

b₂=∂C_H / ∂δ |_cost.

b₃=∂C_H / ∂δ_{s |cost.}

• b₂<0

In una situazione in cui δ_s è positivo si ha una sovrapressione sul ventre ed una depressione sul dorso. Si genera in presenza di equilibratore in posizione neutra, un momento negativo (picchiante) che determina b₂<0.

Ruotando l’equilibratore di δ₍₁₎ e stabilendo la velocità allineata con la direzione che determina C_L=0, si genera ancora un momento picchiante che definisce b₂<0.

Ugualmente abbassando s