Citazione:
Originalmente inviato da Packy  Intanto che aspettavo vostre risposte ho fatto qualche ricerca on line ed ho trovato un bellissimo programma: XFLR5!
Con questo ho creato un modello 3D dell'aereo con la modifica che avevo in mente ed ho eseguito un'analisi di stabilità (il tutto seguendo un tutorial su youtube).  
Nel tutorial si diceva che dato che le oscillazioni sono smorzate, allora l'aereo è stabile!!!
Francamente ci capisco poco... Magari qualcuno di esperto può dirmi di più!!!  |
In generale, e non solo in aeronautica, un qualsiasi sistema oscillante è composto di tre parti: una parte che accumula e restituisce energia cinetica, una che accumula e restituisce energia potenziale ed una parte che dissipa energia. L'esempio più comune che abbiamo di questo sistema è l'ammortizzatore delle macchine, composto di una molla e di uno stantuffo che tende a smorzare i movimenti, e della relativa ruota.
Immaginiamo che le condizioni iniziali siano che tutto il sistema è fermo (cioè che la macchina si muove su un piano perfettamente piano, senza alcuna asperità). In queste condizioni il peso della macchina è sostenuto dalla molla, la quale non è soggetta a comprimersi o ad allungarsi in quanto, appunto, il piano su cui si muove la macchina è perfettamente liscio.
Ad un certo punto la ruota incontra un piccolo dosso, che la spinge verso l'alto. La ruota ha acquisito dall'esterno (il dosso) dell'energia cinetica. Il movimento verso l'alto della ruota viene ostacolato dalla molla, che trasforma quindi l'energia cinetica (la ruota smette di salire) in energia potenziale (la molla si comprime). Quando la ruota si ferma, la molla inizia a restituire la sua energia potenziale (la molla si ridistende) alla ruota, che inizia a muoversi verso il basso (energia cinetica).
se non ci fosse l'ammortizzatore, che trasforma il movimento in calore e quindi sottrae energia al sistema, questo scambio di energia cinetica e potenziale proseguirebbe all'infinito, con una frequenza (detta di risonanza) che dipende dalla massa della ruota e delle caratteristiche elastiche della molla.
Se la ruota venisse colpita da una serie di piccoli dossi, ad una frequenza corrispondente (o almeno prossima) a quella di risonanza, in mancanza dell'ammortizzatore (cioè in mancanza di qualcosa che scarichi l'energia dal sistema) la ruota avrebbe delle oscillazioni di ampiezza sempre maggiore.
Nel caso reale ci troviamo quindi con i dossi che forniscono energia al sistema e con l'ammortizzatore che sottrae energia. Se l'energia fornita dai dossi è superiore a quella dissipata dall'ammortizzatore allora la ruota avrà un comportamento oscillante e saltellerà sull'asfalto, se invece la potenza dissipata dall'ammortizzatore è superiore a quella fornita dai dossi, allora la ruota avrà un comportamento "autostabile" e rimarrà sostanzialmente sempre incollata all'asfalto.
Da un punto di vista matematico, se chiamiamo P0 la potenza erogata dall'esterno e P1 la potenza dissipata dall'ammortizzatore, abbiamo quindi tre condizioni:
P0 = P1: sistema in oscillazione costante uniforme (non aumenta e non diminuisce)
P0 > P1: sistema in oscillazione che aumenta costantemente
P0 < P1: sistema in oscillazione che diminuisce costantemente, fino a fermarsi (oscillazioni smorzate).
Se non ricordo male, il rapporto Po / P1 viene chiamato Z. Z minore di 1 significa "sistema stabile"
Carlo