Come trovare il punto giusto?

[MikyFly]

Originalmente inviato da fai4602

A dire il vero il "Centro Aerodinamico", che viene chiamato pure "fuoco", è un punto fisso.

Quello che si muove con il variare di angolo di attacco e velocità è il Centro di Pressione, ovvero il punto di applicazione della risultante chiamata Portanza.
L'unico caso in cui non si ha spostamento del Centro di Pressione si ha con i profili simmetrici.

Io purtroppo a "nomenclatura" sto a zero, comunque intendevo proprio il punto cui si applica la risultante della portanza....

Grazie per la precisazione

[fai4602]

Allego uno stralcio estratto da un mio articoletto :

..............è noto che la portanza generata da un’ala è causata dalla differenza tra le pressioni relative esistenti sul ventre e quelle sul dorso del profilo.
In pratica in ogni punto del profilo esiste una differenza di pressione che si traduce in una spinta verso l’alto.
Tutte queste spinte possono essere sommate fra di loro e rappresentate con una unica spinta risultante che viene chiamata Portanza P .
Quando l’incidenza e/o la velocità cambiano, variano anche tutte le spinte di portanza e conseguentemente varia pure la loro risultante, sia come intensità che come punto di applicazione.
Il punto di applicazione di questa risultante, cioè della Portanza P, è denominato Centro di pressione CP e lo si intende situato lungo la corda del profilo alare,
Il Centro di Pressione CP non è un punto fisso e non sta fermo lungo la corda , tranne nel caso dei profili simmetrici, ma si muove lungo di essa con il variare della pressione e quindi con il variare dell’angolo di attacco e/o della velocità, spostandosi verso il naso del profilo quando la pressione cresce.
Lo spostamento in avanti del CP continua fino al raggiungimento dell’angolo di portanza massima dove, a causa dello stallo e conseguente scollamento del flusso, inizia a muoversi all’indietro fino a raggiungere un punto posto al 50% della corda per un ipotetico angolo di attacco di 90°.
Viceversa, con il diminuire dell’angolo di attacco e/o della velocità, il CP si sposta indietro fino a raggiungere, in corrispondenza dell’angolo di portanza nulla, un ipotetico punto all’infinito situato dietro il profilo.
Inoltre, seppure leggermente, la posizione del CP varia anche con il NRe che a sua volta varia con la quota e quindi con la densità dell’aria.

Quando si deve indicare la posizione del CG è necessario fare riferimento ad un punto fisso e ben definito ed è pertanto evidente che a causa di tali spostamenti il CP non può essere preso in considerazione per il centraggio.
E’ sorta così la necessità di determinare un punto fisso in relazione al quale sia possibile fissare la posizione del CG e siano possibili calcoli e confronti che la variabilità della posizione del CP rende difficoltosi.
Questo punto, fisso e comune, è il Fuoco F del profilo o Centro Aerodinamico.
La sua posizione è stato determinata facendo ricorso alla “ geometria descrittiva”.
Mediante questa è possibile tracciare una curva che inviluppi i valori delle linee di azione della risultante aerodinamica alle varie incidenze ottenendo una parabola, detta curva metacentrica, nella quale il suo centro è fisso e comune ed è posto ad una distanza tale da ogni punto di applicazione che ogni momento corrispondente è costante (ricordiamo che il momento è il prodotto di una forza per la distanza dal suo punto di applicazione) e ciò almeno per gli angoli di attacco di normale utilizzo.
Quanto sopra significa che se per ogni diverso angolo di attacco determiniamo il corrispondente valore della risultante aerodinamica notiamo che la sua grandezza diminuisce con l’aumentare della distanza del CP dal Fuoco, cioè il valore della risultante è inversamente proporzionale alla distanza dal Fuoco.
(disegno)
La posizione del Fuoco F, che non viene influenzata né dalla incidenza né dalla velocità e nemmeno dalla tipologia del profilo, è posta convenzionalmente al 25% della corda per ogni calcolo relativo alla Stabilità Longitudinale, anche per i calcoli interessanti le costruzioni aeronautiche (in effetti la sua posizione è variabile fra il 22% e il 27% - per qualche profilo particolare può arrivare fino al 33% - della corda media alare a partire dal naso del profilo).
C’è anche da dire che dipendendo dal tipo di profilo questo punto può trovarsi internamente od esternamente al profilo ma, per convenzione e per facilitare le cose, viene considerata la sua proiezione sulla corda del profilo.

Ricapitolando :

- Il CP varia con la velocità e si sposta in avanti verso il naso del profilo con l’aumentare della velocità.
- Il CP si sposta indietro verso il bordo di uscita del profilo con il diminuire della velocità.
- Il CP si sposta in avanti all’aumentare dell’angolo di attacco fino al raggiungimento dell’ angolo corrispondente alla portanza massima, poi all’indietro fino al 50% della corda.
- Il CP si sposta indietro al diminuire dell’angolo di attacco fino a situarsi all’infinito dietro il profilo in corrispondenza dell’angolo di portanza nulla.

Riguardo alla tipologia del profilo la posizione del CP è la seguente :

- Profili simmetrici : posizione del CP fissa in corrispondenza del Fuoco.
- Profili asimmetrici e concavoconvessi : posizione del CP sempre dietro al Fuoco.
- Profili autostabili o asimmetrici e concavoconvessi in volo rovescio : posizione del CP sempre davanti al Fuoco.

ecc...ecc...etciummmm ! Salute !!! Grazie.

( Gli anglofili e gli "snob" mi scusino per l'italica terminologia utilizzata.
In caso contrario la prossima volta utilizzerò quella tedesca )

[annoluce]

Io non ho mai parlato di centro di pressione. E' ovvio dalle equazioni della dinamica che, se siamo in volo uniforme e livellato, la somma delle forze agenti sul velivolo deve essere 0, quindi CP=CG.
Per il calcolo di massima della stabilità longitudinale, argomento richiesto da rhobby, sia a comandi bloccati che liberi, si prende in considerazione il CA o fuoco, ed è proprio a questo che io mi riferivo.
Esso è per definizione il punto rispetto al quale il momento non varia al variare dell'incidenza. Quindi possiamo riferirci ad esso per effettuare i calcoli, tenendo conto del momento focale, che è costante e dipende dal profilo.
L'indice di stabilità del velivolo non dipende assolutamente dall'incidenza, ma dalla posizione relativa tra CA e CG, e caratteristiche dei piani di coda (Cp, efficienza, allungamento, rapporto volumetrico) e della fusoliera.
Inoltre quello che ho detto si intende a configurazione fissa: se si varia la geometria e la curvatura del profilo, le cose cambiano.

Per una trattazione semplice ma classica e chiara della stabilità longitudinale online ho trovato questo: http://dida.fauser.edu/aero/quinta/s...t/pastabil.htm

Indicando quindi di riferirsi al 30% della CM come punto di sospensione e porre il velivolo a picchiare, ho voluto dare una indicazione di massima per porre il baricentro in configurazione standard, ovvero tra il 20 e il 30% della CM del profilo.

Ciao
Max

Originalmente inviato da MikyFly

Oltre al punto G delle donne , in realtà anche il CA, ovvero il punto in cui si applica la risultante della portanza del modello (cui concorrono ala, fusoliera, profondità....) NON E' ASSOLUTAMENTE FISSO: altrimenti il modello non potrebbe volare, visto che l'unico modo in cui il modello cambia assetto (sugli assi del rollio e del cabra-picchia) è lo spostamento del CA dal CG, con conseguente generazione di una coppia di forze che genera una rotazione. Mi spiego meglio:

se sei in volo rettilineo, volendo trascurare gli attriti vari per semplicità, il CG DEVE coincidere con il CA. se vuoi cabrare il tuo piano di coda diventa più deportante, quindi il CA, che è la risultante della portanza, si sposta in avanti, e genera conseguentemente una coppia con il CG che fa ruotare il modello.

Se vuoi picchiare, invece, il piano di coda diventa più portante e quindi il CA si sposta all'indietro, verso il piano di coda, appunto: questo genera una coppia che fa ruotare il modello verso il basso...

Se vuoi rollare a destra la semiala destra genera meno portanza di quella sinistra, quindi il CA si sposta verso sinistra e genera una coppia con il CG che è rimasto più a destra, facendo nuovamente ruotare il modello.

Tutto questo per dire che in condizioni di equilibrio è corretto dire che CA=CG (in realtà - tranne forse che per gli acrobatici che puntano ad un comportamento il più neutro possibile - sono a "quote" differenti e possono aumentare la stabilità intrinseca di un modello, come succede per un ala alta che ha il CG più in basso del CA, o l'instabilità e quindi la reattività del modello, come in un ala bassa con poco diedro...) ma in condizioni non stazionarie non è assolutamente vero!!!

Ciao

Inoltre, tanto per informazione, se tu ti riferivi alla risultante areodinamica della sola ala, anche questa cambia posizione in funzione di velocità relativa rispetto all'aria, di angolo di attacco, del profilo (i simmetrici mi sembra che non "soffrano" di questo "spostamento"...) ecc...

[MikyFly]

Originalmente inviato da annoluce

...
Il CA è il punto dove può immaginarsi applicata la risultante della portanza del velivolo. E' un punto al quale possiamo immaginare che l'aereo sia "appeso", come ad un filo.
...

Come ho detto a nomenclatura sto a zero, ma da questa tua frase avevo immaginato che ti riferissi alla risultante della portanza, che non mi sembrava assolutamente fissa. Poi ovviamente se CA è diverso da CP il mio discorso era riferito solo al CP...
Ciao

[annoluce]

In effetti c'è stato un fraintendimento..
Avrei dovuto dire "dove può immaginarsi applicata la portanza, ai fini del calcolo della stabilità longitudinale".
In effetti, la portanza la puoi immaginare applicata dove ti pare ai fini del calcolo, ovviamente poi ti cambia tutto dal punto di vista dei momenti.
E' chiaro che, se parli dal punto di vista strettamente fisico, come tu intendi, allora è applicata nel cp.
Per la stabilità è utile riferirsi al fuoco perchè ti eviti la rogna dei momenti, che sono fissi e quindi puoi fare il calcolo per qualsiasi incidenza e velocità di volo.

Originalmente inviato da MikyFly

Come ho detto a nomenclatura sto a zero, ma da questa tua frase avevo immaginato che ti riferissi alla risultante della portanza, che non mi sembrava assolutamente fissa. Poi ovviamente se CA è diverso da CP il mio discorso era riferito solo al CP...
Ciao