Formule per il calcolo della Portanza

[Sebas86]

Depron ma parli solo per consumare un po' i tasti della tastiera? Se non hai tempo per fare una critica COSTRUTTIVA e magari dare un consiglio a chi ti sta chiedendo una mano... ti consiglierei di lasciar perdere. Credo che sia chiaro che non puoi decollare alla velocita' di stallo... nella remota ipotesi che tu possa installare un tupo di pitot (ammesso che tu sappia cosa sia un tubo di pitot), se effettuassi una richiamata alla velocita' di stallo, questa diminuirebbe e l'aeromobile andrebbe in stallo. Ma se vuoi calcolare una velocita' utile per la salita dopo il decollo.. e' ovvio che dovrai moltiplicare la velocita' di stallo per un fattore maggiore di uno, come ho detto in un mio post precedente, che probabilmente tu non hai letto, e che ho omesso nell'ultimo post:
"Per quanto riguarda la velocita' di decollo si potrebbe ipotizzare una salita a velocita' pari a 1.2 volte la velocita' di stallo"

[Depron.Bis]

Originalmente inviato da Sebas86

Raytheon ne una ne l'altra. Proviamo a partire dalla base del problema: cosa vuoi ottenere?
Se vuoi ottenere la velocita' che ti serve per staccarti dal suolo, beh il procedimento prevede l'utilizzo del coefficiente di portanza massimo, cioe' quello di stallo.
Quindi:

Vstallo = [(2*W)/(rho*s*Clmax)]^(1/2)

dove:

• W= peso dell'aeromodello completo in newton (per capirci, pesi l'aeromodello con la bilancia e moltiplichi per 10 il valore letto)

• rho= densita' dell'aria a livello del mare in kg/m^3 (1,225)

• s= superficie alare in m^2

• Clmax= coefficiente di portanza massimo, dovresti utilizzare un programma che te lo calcoli in base alla geometria del profilo, comunque l'ordine di grandezza e' 1,2~1,4

Ottieni cosi' la velocita' al di sotto della quale l'aeromodello non riesce a "volare".
Se invece vuoi sapere la velocita' che il tuo aeromobile puo' raggiungere in crociera... beh li e' un'altra storia, perche' entra in gioco il coefficiente di resistenza di TUTTO l'aeromodello (non solo del profilo). Potresti fare una stima prendendo il coefficiente di resistenza del profilo e moltiplicandolo per un coefficiente peggiorativo che va ipotizzato... a meno che tu non abbia la possibilita' di inserire il modello in una galleria del vento per fare delle prove e misurare direttamente il coefficiente.
Saluti

Originalmente inviato da Sebas86

Depron ma parli solo per consumare un po' i tasti della tastiera? Se non hai tempo per fare una critica COSTRUTTIVA e magari dare un consiglio a chi ti sta chiedendo una mano... ti consiglierei di lasciar perdere. Credo che sia chiaro che non puoi decollare alla velocita' di stallo... nella remota ipotesi che tu possa installare un tupo di pitot (ammesso che tu sappia cosa sia un tubo di pitot), se effettuassi una richiamata alla velocita' di stallo, questa diminuirebbe e l'aeromobile andrebbe in stallo. Ma se vuoi calcolare una velocita' utile per la salita dopo il decollo.. e' ovvio che dovrai moltiplicare la velocita' di stallo per un fattore maggiore di uno, come ho detto in un mio post precedente, che probabilmente tu non hai letto, e che ho omesso nell'ultimo post:
"Per quanto riguarda la velocita' di decollo si potrebbe ipotizzare una salita a velocita' pari a 1.2 volte la velocita' di stallo"

Tu hai detto che per calcolare la velocità di decollo bisogna immettere nella formula della portanza il Clmax.....questo non è assolutamente vero !
Forse non sai che al Clmax possibile per un'ala, nella pratica, ci si arriva aumentando l'angolo di attacco.
Tale angolo, che si crea dal calettamento di progetto dell'ala alle altre strutture dell'aereo, rimane unico nelle stragranti manovre di volo,..... salvo negli aerei 3D.

O in volo livellato o in salita il Cl rimarrà identico, perchè identico sarà l'angolo di attacco al vento relativo.

La portanza permette semplicemente all'areo di sostenersi in aria, ma non certamente gli fa acquistare quota, cioè salire.
Invece per salire l'aereo ha bisogno di trazione.
Quindi in decollo o salita che sia la propulsione deve sia vincere la resistenza aerodinamica che parte del peso dell'aereo.
Ecco perchè quando un aereo acquista quota c'è bisogno di maggiore potenza propulsiva rispetto al volo livellato a medesime velocità.

Non preoccuparti.... perchè non sei l'unico a credere che durante il decollo le ali hanno un Cl maggiore e che quindi sviluppino più portanza.........è semplicemente una falsa interpretazione visiva, in quanto si tende a guarda il maggiore angolo che forma la corda alare rispetto al piano del suolo, ma non ci si rende conto che invece l'angolo da osservare è quello della corda e la direzione di salita.

ps:
mi raccomando pigia bene i tasti e non consumarli.

[frank]

Problema:
In un aereo che sta eseguendo la corsa di decollo, il F/O dice "V1... Rotate". Che cosa fa a questo punto il CPT?

[Sebas86]

la so! La so! Posso rispondere? Effettua una rotazione attorno all-asse trasversale in modo da aumentare l-angolo d'attacco (e quindi il Cl...) per generare una portanza maggiore e iniziare la salita?

[Sebas86]

Vediamo un po'...

Forse non sai che al Clmax possibile per un'ala, nella pratica, ci si arriva aumentando l'angolo di attacco.
Tale angolo, che si crea dal calettamento di progetto dell'ala alle altre strutture dell'aereo, rimane unico nelle stragranti manovre di volo,..... salvo negli aerei 3D.

Partendo dal fatto che non ho mai visto aeromobili in 2D... comunque...
"l'angolo di attacco si crea dal calettamento di progetto dell'ala alle altre strutture dell'aereo" (fusoliera...)? (sto cercando di mantenere la calma....). La cosa che mi stupisce non e' l'errore, per carita', tutti sbagliano,ne dico tante di cavolate che potrei risparmiarmi... mi stupisce la tua convinzione in quello che dici, chi te le ha insegnate queste cose? La fusoliera potrebbe essere attaccata anche a 90 gradi (poveri i passeggei che guardano i alto) ma le caratteristiche aerodinamiche del profilo non cambiano

O in volo livellato o in salita il Cl rimarrà identico, perchè identico sarà l'angolo di attacco al vento relativo.

Quindi tu pensi veramente che l'aeromobile voli sempre con lo stesso coefficiente di portanza? No problem, proviamo ad analizzare insieme la formula della portanza semplificando un po' la situazione, cioe' consideriamo una situazione di volo rettilineo uniforme:
la portanza dovra' essere uguale al peso, giusto?

W=L=1/2 rho V^2 s Cl(alfa)

ipotizziamo che tu stia volando a una certa velocita' molto maggiore rispetto alla velocita' di stallo, ad esempio la velocita' di crociera... e che il controllore di volo, per una qualsiasi ragone ti chieda di ridurre la velocita'. Che fai gli dici prenditela con il costruttore perche' ha calettato in questo modo le ali e quindi non posso farlo? Allora.. dobbiamo ridurre la velocita' continuando a soddisfare l'equilibrio, che facciamo? cosa puoi variare in questa equazione?
-densita'? certo... ma e' poco pratico salire o scendere per soddisfare l'equilibrio
-superficie alare? la vedo dura
quindi..se la velicita' diminuisce... il Cl deve aumentare, ma chi si occupa di far aumentare il Cl? L'angolo di calettamento? No! L'angolo di incidenza... quindi dire che l'aeromobile vola sempre con lo stesso Cl vuol dire che l'aeromobile vola sempre con lo stesso angolo di incidenza! No ragazzi, questo non e' assolutamente vero! Il coefficiente rimane uguale se la velocita' e' la stessa! Quindi, si conclude che:
A PARITA' DI VELOCITA' il Cl rimane quasi invariato (dico quasi invariato perche' ci mettiamo nell'ipotesi di modesti angoli di rampa)
Se vuoi variare la velocita' devi PER FORZA variare l'angolo di incidenza, e ti assicuro che gli aeromobili non volano sempre alla stessa velocita'. Credo che Frank lo possa testimoniare, lo vedo pratico del mondo dell'aviazone.
Ritorniamo a parlare del decollo. Toglimi una curiosita', hai detto un sacco di cose interessanti in questo topic, nel senso che sono servite come input per argomenti interessanti, tu come calcoleresti la velocita' di decollo?
Facciamo cosi', andiamo a vedere cosa dice la regolamentazione FAA;
Preso da FAR 25.107: TakeOff speeds

(b) V2MIN, in terms of calibrated airspeed, may not be less than--
(1) 1.2 VS for-- (1.2 volte la velocita' di stallo)
(i) Two-engine and three-engine turbopropeller and reciprocating engine powered airplanes; and
(ii) Turbojet powered airplanes without provisions for obtaining a significant reduction in the one-engine-inoperative power-on stalling speed;
(2) 1.15 VS for-- (i) Turbopropeller and reciprocating engine powered airplanes with more than three engines; and
(ii) Turbojet powered airplanes with provisions for obtaining a significant reduction in the one-engine-inoperative power-on stalling speed; and
(3) 1.10 times VMC established under Sec. 25.149.

Ma vediamo cos'e' la V2:

(c) V2, in terms of calibrated airspeed, must be selected by the applicant to provide at least the gradient of climb required by Sec. 25.121(b) but may not be less than--
(1) V2MIN, and
(2) VR plus the speed increment attained (in accordance with Sec. 25.111 (c)(2)) before reaching a height of 35 feet above the takeoff surface.

Quindi e' la minima velocita' che che soddisfa un certo gradiente di salita dettato dalla normativa.

Se non sei convinto, facciamo un passo indietro. Prima di raggiungere la V2 l'aeromobile attraversa alcune velocita' caratteristiche. Vediamo la figura:

Una interessante velocita' e' la Liftoff Speed (Vlof) che permette all'aeromobile di acquisire in sicurezza una velocita' di salita diversa da zero e positiva. Questa velocita' e' messa in relazione con la Vmu (minimum unstick speed for safe flight). Infatti la regolamentazione prevede che la Vlof debba essere 1.1 volte la Vmu. La Vmu a sua volta e' messa in relazione alla velocita' di stallo...ecc ecc
A parte tutto questo, ritengo che per calcolare le prestazioni in decollo sia una buona idea quella di ricavare innanzi tutto la velocita' di stallo. Senza la velocita' di stallo credo sia praticamente impossibile avere una stima delle prestazioni. A meno che non si voglia effettuare una corsa di decollo fino alla velocita' di crociera per poi staccare le ruote da terra
Comunque questo e' quello che so io, spero di non aver scritto cose sbagliate e se l'ho fatto... chi ha intenzio di dibattere sull'argomento e' pregato di farlo quando ha tempo per spiegare le sue motivazioni. Sarei felice di imparare cose nuove visto che di aeromodellismo ci capisco molto poco, per cui sono tutto orecchie

[Depron.Bis]

@ Sebas86

Ricalcaldo lo schema di manovre al decollo che hai postato, ti mostro come devi considerare il vento relativo che investe l'aereo........ e come vedi l'angolo fra la corda alare e le linee di flusso rimane costante....e quindi costante rimarrà il Cl.
Invece tu (e non solo) sei ingannato dall'angolo di "rampa" , cioè fra quello che si forma tra la corda alare e la linea del suolo durante la salita.......ma, però, questo angolo non ha assolutamente effetti aerodinamici.

Inoltre e sempre da ciò che hai postato, sbagli altrettanto se vuoi paragonare ciò che è la NORMATIVA di pilotaggio dettata da esigenze di ultrasicurezza con quelle che sono le realtà fisico-aerodinamiche.

Infine e sempre da ciò che hai postato, per aerei 3D nel gergo aeromodellistico si intendono quelli capaci di fare anche a meno della portanza alare grazie all'elevata prestazione della propulsione......tanto per dirla in breve....informati.

Vedi allegato:

[Sebas86]

Ma a parte l'angolo di rampa credi veramente che l'angolo di incidenza si mantenga costante come in figura?
E secondo te chi ha dettato le norme di sicurezza FAA e' un avvocato o un team di Ingegneri che ci capiscono qualcosa di meccanica/dinamica del volo?

[Sebas86]

Il tuo schema presuppone che l'aeromobile viaggi alla stessa velocita' di volo... e quindi allo stesso anglo di attacco. Non e' questo che stiamo dicendo.
Vediamo se con il disegnino riesco a spiegarmi meglio:

Ps. non hai ancora detto come faresti tu per calcolare la velocita' di decollo... qui siamo tutti in ansia di saperlo!

[Depron.Bis]

Originalmente inviato da Sebas86

Ma a parte l'angolo di rampa credi veramente che l'angolo di incidenza si mantenga costante come in figura?
E secondo te chi ha dettato le norme di sicurezza FAA e' un avvocato o un team di Ingegneri che ci capiscono qualcosa di meccanica/dinamica del volo?

Ti ripeto.
Non è un paragone plausibile fra le Norme di sicurezza e l'aerodinamica.

Come non è plausibile il paragone fra la meccanica automobilistica ed il codice della strada.
Il codice della strada ti impone di non superare i 50 Km/h nei centri abitati..... anche se sei alla guida di una blasonata Ferrari.
Capito ora la differenza fra la disciplina tecnica e quella di sicurezza ?????

[Sebas86]

Non parliamo di norme come il noise abatement per la tranquillita' di quei poveri cittadini che abitano sul prolungamento asse pista, parliamo di prestazioni che un aeromobile deve soddisfare per volare in sicurezza. Comunque, non hai nulla da dire riguardo al mio schema? Ti ho convinto?
Saluti