8. prestazioni (parte 1) - polare, crociera, salita,...

8. PRESTAZIONI (Parte 1) - Polare, Crociera, Salita, Decollo

Prestazioni (parte I) 1

POLARE PARABOLICA

Prestazioni (parte I) 2

POLARE PARABOLICA

Prestazioni (parte I) 3

POLARE PARABOLICA

Prestazioni (parte I) 4

CURVE SPINTA E POTENZA NEC/DISP

Si capisce perché alle altevelocità il sistema propulsivo adelica non è efficace

Spinta elica

Spinta jet

Prestazioni (parte I) 5

SPINTE

L’elica si usa per avere spintegrosse a basse velocitàgrosse a basse velocità.Velivoli STOL

Velivoli come ATR o C27J o G222turbofan Velivoli come ATR o C27J o G222hanno come caratteristicaprimaria quella di avere distanzedi decollo piccole e non velocitàpparticolaramente elevate.

Prestazioni (parte I) 6

PARAMETRI DI PROGETTO1 fbS

CDeARC eEL ⋅⋅π=⋅⋅⋅π= 20

1

4 24

eE b

Wf

WVρπ

=f

bCDARE ee

E

2

44⋅

π=

π=

- Carico di area parassita- Carico di apertura

e fCD0 44

W/bAR 2ππCarico di aperturabe è l’apertura lare effettiva W/f

W/bCDARE ee

E0 44

⋅π

=π

=

Si vede come la velocità del punto E (a cui sono collegate anche le velocità deipunti P ed A) cresce al crescere dei due carichi, cioè se decresce f e se decrescebe. L’efficienza massima, invece cresce solo se decresce f in quanto una riduzionedi be comporta una riduzione di efficienza.

PER AUMENTARE LA VELOCITA’ BISOGNA RIDURRE LA SUP ALARE S.

Prestazioni (parte I) 7

Ma in alcuni casi, come la salita, bisogna agire con un aumento di apertura alare.

PARAMETRI DI PROGETTOPer velivoli a getto bisogna quindi, per aumentare sia E che Ve, agire con S piccolae be contenuta.Tipicamente AR nei velivoli a getto va da 7 a 9 mentre in quelli ad elica (almenoTurboprop regionali) da 10 a 12.

AREA PARASSITA

SCDf S)CD(VDT 2 111SCDf ⋅= 0 S)CD.(VDT ⋅⋅⋅⋅ρ== 0

2 1121 fVDT ⋅⋅ρ== 2

21

fb

CDARE ee

E

2

44⋅

π=

π=

Prestazioni (parte I) 8

fCD0 44

PARAMETRI DI PROGETTOSuperficie alare.Si è visto che una riduzione di S:

1) Fa aumentare l’efficienza massima (perché si riduce f)2) F t l l ità di ffi i i2) Fa aumentare la velocità di efficienza massima

Ma anche :

3) Riduce il peso strutturale e quindi fa aumentare il carico utile4) Riduce il costo di fabbricazione

In definitiva per la fase di crociera è utile avere S piccola.Ma in effetti ci sono altre prestazioni (DECOLLO ed ATTERRAGGIO e SALITA, almeno per l’elica) che necessitano di S grandealmeno per l elica) che necessitano di S grande.

Prestazioni (parte I) 9

PARAMETRI DI PROGETTOPOTENZA MINIMA (Salita)

4 6432

234

64272 /

P bfWP ⋅

πρ⋅⋅=

27 ebπρ

( )quota;f;b;WfunzP 1/4// 2323=

In definitiva per la fase di salita hanno un

( )quota;f ; b ;WfunzP eP =

pgrosso effetto:- Il peso- l’apertura effettiva

Un po’ meno l’area parassita f.

Prestazioni (parte I) 10

PARAMETRI DI PROGETTOPOTENZA MINIMA (Salita)POTENZA MINIMA (Salita)

4 64 3223

4

642 /P

fWP ⋅⋅⋅=( )quota ; f ; b ;WfunzP 1/4/

e/

P2323=

6324 27 eP bπρ

3⎞⎛

424

324

64272

Wf

bWWP

eP ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

πρ⋅⋅=

Si vede come il carico di apertura ha un peso 3 volte superiore a quello di areaparassita.p

Prestazioni (parte I) 11

PARAMETRI DI PROGETTOCARICO EQUIVALENTE mCARICO EQUIVALENTE m

mWWVS 4412=≈=

Avendo espresso la densità nel sistema tecnico con W espresso in Kg

mCLSCLS

VMAXMAXo

S ⋅ρ

Avendo espresso la densità nel sistema tecnico con W espresso in Kg.

Si vede come il prodotto di S e CL_max forma proprio una superficie equivalenteChe fornirà il parametro da cui dipendono le distanze di decollo ed atterraggio.p p gg

S_eq=30 mq

S= 20 mq CL_max=1.5S= 10 mq CL_max=3.0

La riduzione di peso dell’ala sarà piu’ del 50%, infatti si riduce anche la sollecitazione flettente al ridursi dell’apertura.

Prestazioni (parte I) 12

SALITA VELIVOLO

PARAMETRI DI PROGETTO

SALITA VELIVOLO

Prestazioni (parte I) 13

SALITA VELIVOLO ELICA

PARAMETRI DI PROGETTO

SALITA VELIVOLO ELICA

5023

41213051 972 /

//.ao

bfW.

WRC ⋅

−σΠ⋅η

=

RC=a-c

5023 ./ebW σ⋅

A quote basse il primo termine è molto forte. A quote alte il secondo diviene dello stesso ordine di grandezza.

( )ISA;z;f;b;;WfRC eaoΠ=

⎟⎞

⎜⎛

ISAWWWfRC ⎟⎟⎠

⎜⎜⎝ Π

= ISA;z;f

;b

;fRCeao2

PESI : -1 -3/4 1/4

Prestazioni (parte I) 14

SALITA VELIVOLO JET

PARAMETRI DI PROGETTO

SALITA VELIVOLO JET

Prestazioni (parte I) 15

SALITA VELIVOLO JETPARAMETRI DI PROGETTO

Prestazioni (parte I) 16

SALITA VELIVOLO JET

PARAMETRI DI PROGETTO

SALITA VELIVOLO JET

Prestazioni (parte I) 17

SALITA VELIVOLO JET

PARAMETRI DI PROGETTO

SALITA VELIVOLO JET

21

2740

2100 22541 /

e./

)b/W(.f

TWT.RC

⎞⎛−σ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

413021

0 ./

fTfW

σ⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠

⎜⎝

A quote basse il primo termine è predominante rispetto al secondo.

( )ISA;z;f;b;T;WfRC = ( )ISA;z;f;b;T;WfRC e0=

⎟⎞

⎜⎛

ISAWTTfRC 00⎟⎟⎠

⎜⎜⎝

= ISA;z;b

;f

;W

fRCe2

00

L’effetto maggiore è quello del rapp T/W.Riguardo l’effetto dei parametri del velivolo:

Prestazioni (parte I) 18

L’effetto di To/f è maggiore di quello di W/be^2(compare in entrambi i membri)

SALITA VELIVOLO JET – Tangenza teorica

PARAMETRI DI PROGETTO

SALITA VELIVOLO JET – Tangenza teorica

( )6060

2

.

b/W⎥⎥⎤

⎢⎢⎡

⎟⎞

⎜⎛ TTW( )

00421 e

TT

fT

WT

b/W.

⎥⎥⎥

⎦⎢⎢⎢

⎣

=σ ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛σ=σ

fT;

WT;

bW

eTTTT

002

fW ⎥⎦⎢⎣

A quote ELEVATE be ed f iniziano ad assumere la stessa importanza.

Importanza 1 -1 -1

q p

Ecco perché velivoli a getto che devono operare ad alte quote devono anche considerare un certo opportuno valore dell’apertura alare.

Prestazioni (parte I) 19

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 20

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

VR VLOF V2 VMC

Ma in effetti dopo la fase di LIFT OFF il velivolo accelera molto poco

Prestazioni (parte I) 21

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 22

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 23

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 24

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 25

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 26

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 27

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

=m

Prestazioni (parte I) 28

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 29

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 30

DECOLLO – TOR ; 1 Motore inoperativo da V=V1

PARAMETRI DI PROGETTO; p

Prestazioni (parte I) 31

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 32

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 33

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 34

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 35

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 36

DECOLLO – Dist INVOLO (Airborne Dist)

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO – Dist INVOLO (Airborne Dist)

Dipende dalla manovra

Prestazioni (parte I) 37

DECOLLO –Distanza Effettiva

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO –Distanza Effettiva

Prestazioni (parte I) 38

PARAMETRI DI PROGETTODECOLLO Abortito (Accelerate-Stop Distance)

Prestazioni (parte I) 39

DECOLLO Abortito (Accelerate-Stop Distance)

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO Abortito (Accelerate-Stop Distance)

Prestazioni (parte I) 40

DECOLLO Abortito (Accelerate-Stop Distance)

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO Abortito (Accelerate-Stop Distance)

Prestazioni (parte I) 41

DECOLLO Abortito (Distanza ARRESTO)

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO Abortito (Distanza ARRESTO)

Prestazioni (parte I) 42

DECOLLO Distanza Bilanciata di decollo (tipicamente intorno al 15-20%i di ll l )

PARAMETRI DI PROGETTO

maggiore di quella normale)

Distanza bilanciata di decollo ottenutadecollo ottenuta Quando B+C=D+E

La velocità di failure V riconosciuta dal pilota corrispondente a talecorrispondente a tale condizione è la VEL di DECISIONE V1

La normativa parla di FAR25 take-off distance come la più grande tra :

- La distanza di decollo normale (35ft) x 1.15- La distanza bilanciata

Prestazioni (parte I) 43

Fonte: Mc Cormick

La distanza bilanciata

DECOLLO Distanza Bilanciata

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO Distanza Bilanciata

Distanza di decollo ottenuta con una corsa con tutti i motori fino alla V di failure (asse x)con tutti i motori fino alla V di failure (asse x) ed in cond OEI fino al sup ostacolo.Corsa completa con

un motore in meno fino al sup. ostacolofino al sup. ostacolo

Distanza di decollo abortito in funzione della velocità di failure.

Prestazioni (parte I) 44

DECOLLO Distanza Bilanciata

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO Distanza Bilanciata

Prestazioni (parte I) 45

DECOLLO Distanza Bilanciata

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO Distanza Bilanciata

Prestazioni (parte I) 46

DECOLLO Distanza Bilanciata

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO Distanza Bilanciata

Prestazioni (parte I) 47

DECOLLO Distanza Bilanciata

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO Distanza Bilanciata

Prestazioni (parte I) 48

DECOLLO Distanza Bilanciata

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO Distanza Bilanciata

Prestazioni (parte I) 49

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 50

DECOLLO

PARAMETRI DI PROGETTO

DECOLLO

Prestazioni (parte I) 51