Calcolare il punto neutro

[flyhight]

Originalmente inviato da Clabe

Perdonami personalmente pigrizia al cabra nella coda a V mai vista, se manca qualcosa é la risposta al direzionale che é molto penalizzata. Dopo di che la coda a V, al di la di tutto o la si ama o la si odia. A me piace da una particolaritá al velivolo che lo rende unico.
Claudio

Perdonami anche tu, scusate il fuori argomento di nuovo, ma è la prima persona che non ha notato la minore risposta del V rispetto un pianetto tradizionale; quanto al direzionale conconcordo tanto più, se si vuole fare acrobazia, coltelli bisogna dare una escursione visivamente esagerata alle parti mobili, direi che non è la configurazione migliore per la reattività, comunque non per questo significa che non piaccia anche a me, comunque

[mattafla]

Flyhight hai scritto:
"scusate se mi permetto ma, uno non vedo la complicazione legata all’argomento in caso di piani a V, e due, coseno al quadrato non si può vedere, la superficie di coda ai fini orizzontali va semplicemente o fatta la totale reale per cos 35 o misurando la proiezione orizzontale, che è la stessa cosa a seconda di cosa è più comodo..."

UNO
L'esatto valore di K è determinante nei calcoli del PN anche con piani di coda a V. Però il rapporto volumetrico di coda K non è lo stesso che con lo stabilizzatore non a V.

DUE
Riguardo al valore della superficie da considerare per la stabilità longitudinale con piani a V, è vero che la superficie di coda è minore della superficie reale della V, che chiamerò Sc.
Tuttavia non è affatto vero che la superficie da considerare sia pari alla proiezione orizzontale di Sc, cioè ad esempio è errato considerare semplicemente Sc * cos 35° = Sc * 0,819, nel caso di un angolo diedro di coda = 35°.

Invece occorre seguire l'alternativa proposta dal prof. Mark Drela e riferita da Favonio, cioè si deve fare Sc * cos^2 dello stesso angolo, esempio per 35° fare Sc * 0,670.

Per la teoria del cos^2 vedere i seguenti links:
https://www.kitplanes.com/wind-tunnel-169/
https://www.rcgroups.com/forums/show...5-V-Tail-angle
https://charlesriverrc.org/articles/...-vtail-sizing/

Tornando al punto UNO, solo il risultato esatto (cioè nell'es. per diedro 35°... *0,670) andrà poi immesso nella definizione di K.
Partendo ad esempio da K = 0,4 per stabilizzatore non a V, mettendo una coda a V di pari Sc si sottodimensiona, non con K = 0,4 * 0,819 = 0,327, bensì si sottodimensiona con K = 0,4 * 0,670 = 0,268, riducendo sempre più il valore di K, quindi sempre più avanzando un po' il PN.

A meno che non si decida di aumentare Sc per equiparare la stabilità della coda a V al caso senza coda a V, allo scopo di ottenere K = 0,4.
In tal caso si dovrà aumentare la superficie di coda al valore Sc * 1/0,670 = Sc * 1,492, come già compare nell'allegato Allegro di Favonio.

Il fatto che a Drela nell'Allegro piaccia poi volare con K = 0,2631 è affar suo, che non riguarda direttamente il problema suddetto.]

[flyhight]

Provo a farla concisa:

intendevo non vedo complicazioni con piani a V nel senso che per il calcolo del punto neutro la formula è la stessa ma non si sa di quanto è ridotto K per i piani a V, quindi si va a finire su un altro argomento che è il due, cioè il mistero dei piani a V (spero ora di essere stato chiaro, capisco che c’è sempre un margine di incertezza nell’esprimersi chiaramente da parte mia);
riassumo, per piani a V la formula usata è la stessa, ma ci sono discordanti teorie riguardo l’efficacia di questi, e quindi ci sono discussioni solo riguardo la superficie, e quindi il K, da utilizzare per piani di coda con configurazioni a V

quindi, tagliata la testa al problema del primo punto, che si riduce evidentemente al punto due, sti cavolo di piani a V: qui non è facile farla breve, dunque secondo la teoria del quadrato di cos e sin, si parte dal fatto che non corrispondendo la semplice considerazione geometrica della proiezione, al comportamento reale (applicando semplicemente cos e sin rispettivamente per la superfice orizzontale e quella verticale), dice il tipo che secondo prove di laboratorio non ben riportate di piani a V, ma ci posso credere, oltre che essendo matematico che la proiezione geometrica vada con cos, pare che la portanza sempre nel caso V, si comporti di nuovo con un andamento ridotto di nuovo per un fattore cos, da cui cos quadro; con tale stratagemma empirico si fa notare che, con semplici calcoli, la superficie efficace di un V equivale a una coda classica con piano orizzontale e verticale (praticamente diventa il teorema di Pitagora!; prendendo dei numeri semplici, la terna più semplice dei numeri 3 4 e 5 che rispettano la formula di Pitagora, se un aereo ha 3 di verticale e 4 di orizzontale, la superficie totale geometrica è di più di un V che con proiezioni identiche, di superficie ha 5, assurdo nella pratica che un V con stesse proiezioni sia equivalente; applicando quindi la teoria dei quadrati diciamo che fa pareggiare le configurazioni a V con quella classica, in quanto la superficie efficace, applicando la loro formula, sarebbe identica; il che sarebbe quindi l’uovo di Colombo! meno materiale, meno peso, meno superficie, stessa efficacia; questo però andrebbe confrontato con la realtà…); in conclusione la formula dei quadrati nella trattazione del tuo primo link, non ha alcun significato geometrico, ma deriva da una parte geometrica indiscutibile, accoppiata ad una data da misurazioni di laboratorio che danno approssimativamente il risultato quindi del tutto empirico; quello che penso io è che non si tiene conto del fatto che in aerodinamica non valgono leggi applicabili a sistemi geometrici rigidi, per i flussi che sono tridimensionali e influenzati anche da angoli e forma delle superfici di coda, non solo alla pura superficie scomposta vettorialmente nelle due componenti; per questo continuo a ritenere le V inferiori come stabilità, a parità di superficie, a piani orizzontali e verticali; le considerazioni teoriche non considerano che ogni volta che applichi cavea, due componenti orizzontali si devono inevitabilmente annullare, e questo genera resistenza, seppur poco, rispetto un classico; nel momento in cui sei in virata e applichi anche timone per coordinare la virata, la situazione passerebbe a vantaggio del V; per questo ha il suo motivo di esistere, sommando tutte le considerazioni anche pratiche; poi ripeto non per questo li disdegno, nel caso in cui gli svantaggi sono minimi e i vantaggi costruttivi, pratici e di comodità prevalgano.

non sono riuscito a farla concisa! cmq tutto interessante

[favonio]

Il PN del modello completo, dove i momenti si equilibrano per un ragionevole range di angoli di attacco, è determinato tra l'altro dal rapporto volmetrico di coda K.
Ma come si equipara il K dei piani a V con quello degli orizzontali? Questo nel volo rettilineo....e in virata?
Mah

[flyhight]

dalle considerazioni fatte, da cui ho scoperto e ragionato di un mondo di cose, pare da esperti citati che si possa considerare il K di un V di poco inferiore al quadrato del cos di 35 per modelli a V 110 che pare essere il miglior compromesso; non mi addentro in considerazioni teoriche in virata

[mattafla]

Il rapporto volumetrico di coda (K) caratterizza la stabilità longitudinale di un certo modello.
Il K non cambia se il modello ha un timone a V, oppure un piano orizzontale convenzionale classico, purché con superfici di pari efficacia.
E' la superficie della V equivalente a quella del piano orizzontale, cioè la famosa Sc * cos^2 (diedro di coda δ), che determina il valore di K, nel caso di un modello a V.
Allego la pag. 14 dell'Analisi con XFLR5, dove K = TV (tail volume) e Sc = Area Elev.

In virata, oltre al K, subentra il concetto di rapporto volumetrico dell'impennaggio verticale.
Nel caso dei modelli con coda a V tale rapporto contiene Sc * sen^2 (diedro di coda δ), oltre ai dati influenzanti la stabilità direzionale...
Il concetto dell'impennaggio verticale però ci porterebbe lontano, mentre preferirei rimanere nel trend della stabilità solo longitudinale.

[favonio]

E' la conferma di quanto supponevo ma non ne avevo conferma.
Ma a questo punto, supposto che troviamo un accordo sulla influenza dei piani di coda, per cui abbiamo trovato il punto neutro, rimane il problema del margine di stabilità.
Ovvero: Diminuiamo le superfici sabilizzanti, il punto neutro avanza e noi avanziamo il baricentro per mantenere quel margine di stabilità che ci siamo prefissi.
A questo punto perchè andare ad aumentare la superficie dello stabilizzatore che è tutta resistenza. Abbassiamo il K, avanza il PN e noi avanziamo il CG come fa LUI. Che cosa Cambia?

Originalmente inviato da mattafla

Il rapporto volumetrico di coda (K) caratterizza la stabilità longitudinale di un certo modello.
Il K non cambia se il modello ha un timone a V, oppure un piano orizzontale convenzionale classico, purché con superfici di pari efficacia.
E' la superficie della V equivalente a quella del piano orizzontale, cioè la famosa Sc * cos^2 (diedro di coda δ), che determina il valore di K, nel caso di un modello a V.
Allego la pag. 14 dell'Analisi con XFLR5, dove K = TV (tail volume) e Sc = Area Elev.

In virata, oltre al K, subentra il concetto di rapporto volumetrico dell'impennaggio verticale.
Nel caso dei modelli con coda a V tale rapporto contiene Sc * sen^2 (diedro di coda δ), oltre ai dati influenzanti la stabilità direzionale...
Il concetto dell'impennaggio verticale però ci porterebbe lontano, mentre preferirei rimanere nel trend della stabilità solo longitudinale.

[favonio]

Originalmente inviato da favonio

E' la conferma di quanto supponevo ma non ne avevo conferma.
Ma a questo punto, supposto che troviamo un accordo sulla influenza dei piani di coda, per cui abbiamo trovato il punto neutro, rimane il problema del margine di stabilità.
Ovvero: Diminuiamo le superfici sabilizzanti, il punto neutro avanza e noi avanziamo il baricentro per mantenere quel margine di stabilità che ci siamo prefissi.
A questo punto perchè andare ad aumentare la superficie dello stabilizzatore che è tutta resistenza. Abbassiamo il K, avanza il PN e noi avanziamo il CG come fa LUI. Che cosa Cambia?

PS mi sono espresso come un libro stracciato! Scusatemi spero che sia arrivato il concetto.

[flyhight]

Originalmente inviato da mattafla

Il rapporto volumetrico di coda (K) caratterizza la stabilità longitudinale di un certo modello.
Il K non cambia se il modello ha un timone a V, oppure un piano orizzontale convenzionale classico, purché con superfici di pari efficacia.
E' la superficie della V equivalente a quella del piano orizzontale, cioè la famosa Sc * cos^2 (diedro di coda δ), che determina il valore di K, nel caso di un modello a V.
Allego la pag. 14 dell'Analisi con XFLR5, dove K = TV (tail volume) e Sc = Area Elev.

In virata, oltre al K, subentra il concetto di rapporto volumetrico dell'impennaggio verticale.
Nel caso dei modelli con coda a V tale rapporto contiene Sc * sen^2 (diedro di coda δ), oltre ai dati influenzanti la stabilità direzionale...
Il concetto dell'impennaggio verticale però ci porterebbe lontano, mentre preferirei rimanere nel trend della stabilità solo longitudinale.

scusate, di solito taglio troppo corto sui passaggi matematici banali, e per rispetto dei più praticoni riassumiamo: consideriamo un modello a coda normale con una superficie alare e di coda; poi sostituiamo alla coda un V 110 con la stessa impronta orizzontale e la stessa corda, la superficie del V è aumentata di 1/cos 35 e il K a parità di tutto scade circa del cos quadro di 35, non mi chiedete la dimostrazione piuttosto intuitiva, da cui la stabilità longitudinale diminuisce;

riassumendo quello che intendevo, una V con la stessa impronta di una classica, semplificando che abbia la stessa corda alare, ha K diminuito di 1/cos quadro 35

evito la teoria sulla virata…

[favonio]

A questo punto, scoprendo senza vergogna la mia ignoranza, mi domando che cosa cambia nel comportamento del modello se:
Per mantenere fisso un certo margine di stabilità cambiamo il rapporto volumetrico di coda spostando di conseguenza il CG.
Ovvero se cambiamo il momento del modello completo rispetto al fuoco dell'ala isolata?