Meccanica del volo - Esercizi

ESERCITAZIONI D’AULA

Esercitazione No. 1

Volo librato

Un aliante da addestramento biposto ha le seguenti caratteristiche:

• Superficie alare             S    15.5           m²
• Apertura alare        b      17           m
• Fattore di Ostwald     e           0.9

a) Durante le prove di volo il minimo rateo di discesa in planata viene ottenuto per i seguenti valori letti sugli strumenti (assunti privi di errore e perfettamente calibrati):

• pressione             p         610           mm Hg
• temperatura esterna        T          4           °C
• velocità indicata       IAS         42         nodi
• rateo di discesa       RoD      145         fpm

Dopo aver valutato l’efficienza massima, identificare i coefficienti della polare e stimare i coefficienti di portanza degli assetti caratteristici (massima efficienza e massimo indice di quota).

b) L’aliante viene rilasciato da una quota di 1250 m e deve rientrare a un campo volo posto a 22 km di distanza con un margine di quota di 200 m rispetto alla quota del campo (295 m s.l.m.). Verificare se è possibile effettuare l’approccio al campo secondo le modalità sopra descritte.

c) Dopo aver stimato il peso dell’aliante, valutarne la durata della planata descritta al punto precedente. Calcolare la durata della planata assumendo

1. una variazione di densità con la quota descritta dalla formula ρ(h) = ρ_SL exp^(-h/H)
   • con H = 9061 m;
2. ρ = ρ_SL 1.225 kg/m = const;
3. ρ = ρ_avg = (ρ₁ + ρ₂/2);
4. calcolando in modo approssimato il rateo medio di discesa.

d) Verificare se è possibile arrivare al campo volo in sicurezza in presenza di un vento contrario di 10 nodi o in presenza di una corrente verticale discendente di 400 fpm.

e) Valutare il valore minimo della velocità verticale di un’ascendenza che permette all’aliante di guadagnare quota.

f) Assumendo di incontrare un’ascendenza con velocità verticale del vento pari a 500 fpm, stimare il tempo minimo necessario a guadagnare 500 m di quota.

Fattori di conversione1 mm = 1 852 m1 ft = 0.3048 m1 atm = 760 mmHg = 101325 Pa

CostantiR = 287 J kg^-1 K^-1Θ_SL = 15 °C = 288 K

Esercizio 1

• S = superficie alare
• b = apertura alare
• A = rapporto d
• E_max = ?
• c_d0, K c_dmin, c_d, ?
• l_max = q
• TAS = V: EAS √
• ρ= 1.022 kg/m³
• R_D = 145 fpm = ?

V = EAS √

• R_p: Costante
• V_√ = E_c=1
• C_Lmax =?
• Massa m = W/g

b) h = 1250 m, x = 72 km, h_targ = 255 m

• Δh = x/t

Esercizio 2: Prestazione in volo livellato del velivolo T3

Massa iniziale: W_i = 4000 Kg

PS3: W_ps3 = 2400 Kg

CARBUSCUM: W_carb.= 4800 Kg 480 Kg 4Kg = 2135 N

Superficie alare: S = 6.600 ft² = 600 = 3048(1m)² = <35.74m>²

Polar aerodinamica CE₀C_g = 0.072 0.056C_L

Max peso al decollo max = 6000 Kg = 26688 N

Spinta al variare della quota Max (h) = max_inf(h) seco (h)

Con T(b) T_max-σ(h)

Con T(b) λ σρ(h) A1 500(1-m₁)

Consumi specifico 0.35 P^-1h_-1 (h-2000)

Mach della del velivolo M_de = 0.92

1. Quota a raganiţa specificaD=2

Spazi di sang SL = 1.225 Kg/m³

V_{F SL} = 2w_l/S = 41.68 m/s

V_{min SL} = 2688 N/b 25235.43 10.12w

g > 0.88 = A1 P2 > Aeluco   > Ael > scp

W_{min SL}= 26 W/b

VFeq = [VFe|max_SL ∙ (2 / λ)² ∙ (A^-1)_SL ∙ (B^-1)_W/Si ∙ G(A/W)_SL]^1/3 ∙ 25587,33 = 12^1/3

VFe|SL = 259,36 m/s ≅ 260 m/s

VFe|∞ = VFe|SL / ∙ √(2 / λ)

EFL = CL|pc / C₁FC ∙ C_D0 + KCL|FC²

Sin βRC = 1 / E _max|bandFL_RC = 0,1575 rad

(ρ_{FL RC}) (VFe|∞ / V_i)^3/2 = (1 / W/S_i) 1 / VFe

= 241,11 m/s

PBR CON ASSENSO DURSI RICORDA CHE (K / λ) (A ∙ λ ^-1) = cost

GU + NO BASTA

SCARIC(a) COS (ALFA) 1 / G(A) cos (T(H)) 1 / (M) cos (v)

INDUSEN ANCRA_iCLPE NOM = COSTANTE

CLE NOM e COSTANTE SE

3) CALCOLA FANDRI CRRRN VO C M GU C AS a (M = COST) a C L^{1 = COST}

CDMA = 0,455 ∙ (c - cos β)^3/2

c = 1 / 8πβ(√2)_CL]

[A_se]: 1 / (W/S_{SL CLEM A} ∙ (1 - 0,9435)

CON M_V = V

α ∙ S V² = M ∙ 2pR

dΘ / dL

=

(-1)/2gnec

CL_φ (1 - √nH qu)d (h')

--1/ Δ²

M = 444

δ' = 1,44

P: 288,15 KJ / k M²

M = VFe|∞

REG∞ 160 / 9.7

A =

= -6,5 / C

/ L/km = 6,3

= (-274,15 / 27387,585)

K / Km = 0,00055

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4) SSE CON, 8.1N

LA SALITA RIPRDA e UN VEL GU’IN SPOMIENTO

VFL POSSIMA N CALCANALIA IN SEME è N CA С COSTATES

NA NON POSSIMA CALCRALIDIZ C SEME MACH N A L COSTANTE!

IN SEME НАРА Nd SPOMN N VFe Na! ‘НОСС:ЕАН COSA A

MACH CCOST POSSIRA AVÉID M’ C_cost MA NON SIRRIBA PIU

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5) VELOCAR SALITE RIPFOR DI RAPDA CON UN NSTR M

NNANA IDDEL)

VI8MI/23213 IN 50% BASIN SPAÐN= (T / T_RC)_MAX|SL= 0,125

RISNS VCALCOL, CON QUESTO NUO0 VALREA

Esercitazione No. 5

Prestazioni in virata di un velivolo turbogetto

Un velivolo bimotore a getto ha le seguenti caratteristiche:

• carico alare W/S 100 psf
• polare C_D = 0.016 + 0.065 C_L²
• coefficiente di portanza massimo C_L,max 1.8
• rapporto spinta peso (a livello del mare) (T/W)_max,SL 0.25
• spinta al variare della quota [T(h)/W]_max = (T/W)_max,SL σ(h)
• con σ(h) = exp(-h/H), H = 9061 m

Determinare le condizioni di virata stazionaria

1. al massimo fattore di carico
2. alla massima velocità angolare
3. di minimo raggio di virata

a livello del mare e a due quote intermedie comprese fra quota 0 e la quota di tangenza, valutando

• velocità di volo, coefficiente di portanza, efficienza, fattore di carico, rateo e raggio di virata.

N.B.: verificare che la condizione ottima di volo sia ammissibile.