Perchè ????

[giubilina]

Originalmente inviato da lesath82

Lo stesso succede sull'eli, dove l'unico punto privilegiato è il baricentro attorno al quale tutto ruota. Perché quando un corpo rigido è fermo è il baricentro che è fermo, e il corpo può ruotare attorno ad esso. E' una tentazione pensare il corpo dell'eli appeso al rotore principale, ma se l'eli deve ruotare lo fa attorno al baricentro, non attorno al centro del rotore (altrimenti vorrebbe dire che il baricentro stesso si sta muovendo, cosa che in condizione di velocità e accelerazione traslatorie nulle non deve succedere).

Giuby is back!!

Lesath82, non concordo. Il corpo dell'eli, eventualmente definito rigido, può ruotare per 2 motivi
1) è applicata una coppia
2) è applicata una forza ed il corpo è vincolato

In entrambi i casi l'asse rotazione non è legato necessariamente al baricentro.
Considera quanto hai scritto, che in parte poi condivido: al rotore è applicata una coppia determinata da una portanza non equamente distribuita; si genera una coppia che agisce sul rotore (con un ritardo dovuto alla precessione giroscopica) ma nessuno dice che l'asse del rotore passi per il baricentro dell'eli (anche se hai controllato il CG col la flybar, difficilmente sarai così fortunato da avere questa coincidenza; e se poi non avessi controllato il CG?).

Lesath, se vuoi riprendiamo la discussione, però non con una trattazione fiume, ma affrontando le cose step by step in modo da convenire su tutti i punti, altrimenti non si va da nessuna parte. Che ne dici?

P.S. quel documento che cercavo per il momento è stato fagocitato dall'hard disk, non lo trovo più.

[Derkein]

Originalmente inviato da giubilina

Giuby is back!!

Lesath82, non concordo. Il corpo dell'eli, eventualmente definito rigido, può ruotare per 2 motivi
1) è applicata una coppia
2) è applicata una forza ed il corpo è vincolato

In entrambi i casi l'asse rotazione non è legato necessariamente al baricentro.
Considera quanto hai scritto, che in parte poi condivido: al rotore è applicata una coppia determinata da una portanza non equamente distribuita; si genera una coppia che agisce sul rotore (con un ritardo dovuto alla precessione giroscopica) ma nessuno dice che l'asse del rotore passi per il baricentro dell'eli (anche se hai controllato il CG col la flybar, difficilmente sarai così fortunato da avere questa coincidenza; e se poi non avessi controllato il CG?).

Lesath, se vuoi riprendiamo la discussione, però non con una trattazione fiume, ma affrontando le cose step by step in modo da convenire su tutti i punti, altrimenti non si va da nessuna parte. Che ne dici?

P.S. quel documento che cercavo per il momento è stato fagocitato dall'hard disk, non lo trovo più.

Quoto Giubilina su questo punto :
bisognerebbe reiniziare da capo con un attimo di calma.
Mi rivolgo in particolar modo a Lesath82:
Concordo con il tuo approccio rigoroso.

Propongo di reiniziare il discorso con i disegnini delle forze e procedere a un calcolo numerico su un caso "reale" dell'inclinazione dell'elicottero in hovering.
Per un classe 50 da stime personali(calcolini approssimati) reputo che l'angolo (banking) che calcoleremo potrebbe essere tra 2° e 7°(speriamo di riuscire a postare i numeri sul forum).

Per il discorso della posizione del rotore di coda alto/basso credo che fino ad ora non si sia affrontato in modo corretto.
La posizione del rotore di coda rispetto al rotore principale impatta
più che altro sulla aerodinamica (cosa che non si vede mettendo giù il diagramma delle forze), in funzione dell'iterazione tra rotore principale e di coda.
I fattori che influenzano la scelta della posizione sono :
-Energia richiesta al rotore di coda per bilanciare la coppia.
-Efficacia del controllo di imbardata.
-Invarianza della autorita' di controllo in diverese condizioni operative vento/potenza del motore (anche il problema della autorita del ruotino o LTE lost of tail rotor effectiveness )
-Rumore!
Il problema non è per niente facile da trattare.

A supporto di quanto affermato sulla posizione del rotore cito un testo noto in letteratura e che tutti possiamo consultare
"Tail rotor design guide" della Boeing Vertol . PDF scaricabile da
http://stinet.dtic.mil/oai/oai?&verb...fier=AD0775391

Lesath82, Lance, Stroker sforziamoci di mettere i numeri e chiarificare i diagrammi delle forze.

[giubilina]

Grandeeeeee Derkein,

finalmente ho trovato qualcosa per potermi addormentare

Scherzo! Ok, verifico se ho qualcosa di utile in proposito o comunque se siamo in + di uno cerco di dare il mio contr..imbuto.

Ciaooooo

[lesath82]

The show must go on !! Proprio ieri mi chiedevo: ma abbiamo davvero finito con quella discussione? Ebbene no! Dunque diamoci da fare! Comincio a risponderti di getto punto a punto:

Originalmente inviato da giubilina

Giuby is back!!

Lesath82, non concordo. Il corpo dell'eli, eventualmente definito rigido, può ruotare per 2 motivi
1) è applicata una coppia
2) è applicata una forza ed il corpo è vincolato [E il vincolo che cosa fa se non applicare una forza? In particolare una forza tale da annullare qualunque altra che farebbe muovere il corpo in un modo che il vincolo non permette? Per esempio se appoggi una penna sul tavolo il tavolo esercita sulla penna una forza uguale e contraria al peso in modo che sulla penna la risultante delle forze sia nulla e la penna se ne stia lì buona. La forza poi, anche se vicolare, moltiplicata per il braccio dà un momento, quindi può contribuire a fare una coppia e quindi a creare rotazioni, ma non sarebbe che un caso particolare del punto 1, il punto due non è concettualmente diverso.]

In entrambi i casi l'asse rotazione non è legato necessariamente al baricentro. [Qui non sono d'accordo e mi tocca insistere. Non c'è niente da fare, se il bilancio totale delle forze applicate, qualunque sia il punto di applicazione, è nullo il baricentro deve stare fermo. E' una verità! Anche senza fare una dimostrazione analitica del fatto, quale altro punto del corpo potresti prendere a riferimento per poter dire "il corpo nel suo complesso non subisce accelerazioni traslatorie"? Se una rotazione non la fai attorno al baricentro significa che lo fai muovere (perché lui ruoterebbe attorno al tuo altro centro di rotazione), e questo non può succedere!]
Considera quanto hai scritto, che in parte poi condivido: al rotore è applicata una coppia determinata da una portanza non equamente distribuita; si genera una coppia che agisce sul rotore (con un ritardo dovuto alla precessione giroscopica) [tutto perfetto] ma nessuno dice che l'asse del rotore passi per il baricentro dell'eli [hai ragione, ho dato per scontato che succedesse, ma anche se non fosse aggiunderesti solo un'altra coppia dovuta al disallineamento fra il rotore, dove ha origine la portanza, e il baricentro, sul quale agisce la forza peso. Nessuna forza netta in più, perché portanza e peso sono comunque uguali e contrarie, quindi il baricentro continua a starsene bello fermo. Piuttosto devi premurarti di compensare questa coppia creandone una opposta col ciclico per evitare che l'elicottero si metta a ruotare, cosa che farebbe comunque attorno al baricentro] (anche se hai controllato il CG col la flybar, difficilmente sarai così fortunato da avere questa coincidenza; e se poi non avessi controllato il CG?).

Lesath, se vuoi riprendiamo la discussione, però non con una trattazione fiume, ma affrontando le cose step by step in modo da convenire su tutti i punti, altrimenti non si va da nessuna parte. Che ne dici? [Mi sembra un'ottima idea, ora come ora però non ce la faccio a organizzare un discorso ordinato e suddiviso con raziocinio. Se vuoi proponi tu un settore da cui iniziare! Tieni conto che non potrò esimermi dal chiamare in causa la fisica, quella da libro di testo... ]

P.S. quel documento che cercavo per il momento è stato fagocitato dall'hard disk, non lo trovo più.

[lesath82]

Ora tocca a te!

Originalmente inviato da Derkein

Quoto Giubilina su questo punto :
bisognerebbe reiniziare da capo con un attimo di calma.
Mi rivolgo in particolar modo a Lesath82:
Concordo con il tuo approccio rigoroso.

Propongo di reiniziare il discorso con i disegnini delle forze [in realtà mi sembra di aver fatto un discreto lavoro con i miei disegnini delle forze con paint, più che altro secondo me sarà il caso che punto per punto cerchiamo di capire quali sono i nuclei del discorso su cui non siamo d'accordo] e procedere a un calcolo numerico su un caso "reale" dell'inclinazione dell'elicottero in hovering. [Non è per niente una cattiva idea. A occhio e croce non sarà banalissimo, perché è fondamentale poter stimare la resistenza aerodinamica del rotore principale, o equivalentemente la coppia esercitata dal motore, o ancora equivalentemente la forza di spinta del rotore di coda da moltiplicare poi per la sua distanza dal................ dal............. baricentro! Si potrebbe fare così, si annulla il passo del rotorino di coda e si vede quale forza si deve applicare a mano sulla coda per non fare imbardare l'eli (riproducendo sul rotore principale la velocità e il passo dell'hovering). Per misurare si dovrebbe usare un dinamometro (chi non ce l'ha a casa...)]
Per un classe 50 da stime personali(calcolini approssimati) reputo che l'angolo (banking) che calcoleremo potrebbe essere tra 2° e 7°(speriamo di riuscire a postare i numeri sul forum). [se sei disposto a condividere i tuoi calcoli, per approssimati che siano, ci facciamo un'idea comune. Puoi scriverli usando + - * / ^ oppure scannerizzare quelli fatti a mano, oppure ancora puoi usare latex ... ]

Per il discorso della posizione del rotore di coda alto/basso credo che fino ad ora non si sia affrontato in modo corretto.
La posizione del rotore di coda rispetto al rotore principale impatta
più che altro sulla aerodinamica (cosa che non si vede mettendo giù il diagramma delle forze), in funzione dell'iterazione tra rotore principale e di coda.
I fattori che influenzano la scelta della posizione sono :
-Energia richiesta al rotore di coda per bilanciare la coppia.
-Efficacia del controllo di imbardata.
-Invarianza della autorita' di controllo in diverese condizioni operative vento/potenza del motore (anche il problema della autorita del ruotino o LTE lost of tail rotor effectiveness )
-Rumore!
Il problema non è per niente facile da trattare.

A supporto di quanto affermato sulla posizione del rotore cito un testo noto in letteratura e che tutti possiamo consultare
"Tail rotor design guide" della Boeing Vertol . PDF scaricabile da
http://stinet.dtic.mil/oai/oai?&verb...fier=AD0775391
[Ti ringrazio della perla! E' un po' datato, ci ho messo una vita per scaricarlo, ma sembra che ne valga davvero la pena. Vedo se riesco a dargli un'occhiata prima di cedere alla tentazione di parlare ancora del posizionamento del rotore di coda!]

Lesath82, Lance, Stroker sforziamoci di mettere i numeri e chiarificare i diagrammi delle forze.

[giubilina]

[IMG][/IMG]

Originalmente inviato da lesath82

The show must go on !! Proprio ieri mi chiedevo: ma abbiamo davvero finito con quella discussione? Ebbene no! Dunque diamoci da fare! Comincio a risponderti di getto punto a punto:

Movimento del baricentro di un corpo vincolato soggetto a coppia.

Il baricentro di un corpo (rigido) (per me) non ha nessuna peculiarità se non quella di poter pensare lì concentrata la forza peso, ma è un punto come un'altro del corpo rigido.

[lesath82]

Mica voglio negare l'evidenza! E' ovvio che se c'è un vincolo il corpo ci gira attorno, ma questo succede nel pieno rispetto della regola secondo cui il baricentro accelera in funzione della risultante delle forze, ma di tutte le forze! Nel tuo disegno le forze che hai disegnato avrebbero risultante nulla, quindi il baricentro starebbe fermo, ma il vincolo aggiunge proprio quella forza necessaria per far muovere il baricentro così da permettere al corpo di mantenere fisso non il baricentro ma il punto attraversato dal vincolo. Quel vincolo dovrà essere ancorato per poter fare il suo lavoro (e non è il caso dell'eli!) perché scarica a terra l'inevitabile reazione che nasce dall'aver esercitato un'azione sul corpo rigido.
Mi spiace aver scritto di corsa, però ho completato il disegno in cui si vede l'istante iniziale in cui il baricentro da fermo riceve la prima accelerazione che lo mette in moto (freccia rossa) a causa della forza del vincolo (freccia blu, è lunga uguale a quella rossa per coincidenza, perché sono grandezze di tipo diverso non confrontabili)

[giubilina]

Ma quello che tu dici puotrebbe essere ripetuto per ogni punto del corpo, mentre il baricentro è per convenzione il punto cui si può assumere essere concentrata la massa, cui è applicata la forza peso.
Ora cambia vincolo e appoggia su un piano la pietra, applica la stessa coppia.

Poi l'ultimo step il più ardito. La pietra è sospesa in aria perchè alla forza peso che è applicata al baricentro io applico un'altra forza di direzione opposta ed uguale intensità; poi applico la coppia, non mi dirai che la pietra ruota per il baricentro! Il centro di istantanea rotazione dipende dai punti di applicazione della coppia! o No?

[giubilina]

Originalmente inviato da Derkein

Quoto Giubilina su questo punto :
bisognerebbe reiniziare da capo con un attimo di calma.
Mi rivolgo in particolar modo a Lesath82:
Concordo con il tuo approccio rigoroso.

Propongo di reiniziare il discorso con i disegnini delle forze e procedere a un calcolo numerico su un caso "reale" dell'inclinazione dell'elicottero in hovering.
Per un classe 50 da stime personali(calcolini approssimati) reputo che l'angolo (banking) che calcoleremo potrebbe essere tra 2° e 7°(speriamo di riuscire a postare i numeri sul forum).

Per il discorso della posizione del rotore di coda alto/basso credo che fino ad ora non si sia affrontato in modo corretto.
La posizione del rotore di coda rispetto al rotore principale impatta
più che altro sulla aerodinamica (cosa che non si vede mettendo giù il diagramma delle forze), in funzione dell'iterazione tra rotore principale e di coda.
I fattori che influenzano la scelta della posizione sono :
-Energia richiesta al rotore di coda per bilanciare la coppia.
-Efficacia del controllo di imbardata.
-Invarianza della autorita' di controllo in diverese condizioni operative vento/potenza del motore (anche il problema della autorita del ruotino o LTE lost of tail rotor effectiveness )
-Rumore!
Il problema non è per niente facile da trattare.

A supporto di quanto affermato sulla posizione del rotore cito un testo noto in letteratura e che tutti possiamo consultare
"Tail rotor design guide" della Boeing Vertol . PDF scaricabile da
http://stinet.dtic.mil/oai/oai?&verb...fier=AD0775391

Lesath82, Lance, Stroker sforziamoci di mettere i numeri e chiarificare i diagrammi delle forze.

Derkein, ritorniamo a noi, hai qualche dato sul classe 50, momento di inerzia del rotore principale, di quello di coda, della fusoliera, numero di giri per un hovering, che ne so, con 5° di incidenza delle pale, dimensioni profilo e peso delle pale del rotore principale e di quello di coda ecc. ecc.? Così iniziamo a mettere giù qualche cosa!

Ad esempio potremmo partire con il calcolo della portanza e della resistenza aerodinamica delle pale del rotore principale, con una serie di ipotesi che poi a posteriori possiamo verificare controllando il peso del modello. Sarebbe interessante introdurre subito una elasticità concentrata sulla radice della pala per introdurre anche il flappeggio, che potrebbe avere una certa influenza sull'angolo di bancking quindi sarebbe interessante individuare un coefficiente elastico credibile.

Si parte?

[Derkein]

Originalmente inviato da giubilina

Derkein, ritorniamo a noi, hai qualche dato sul classe 50, momento di inerzia del rotore principale, di quello di coda, della fusoliera, numero di giri per un hovering, che ne so, con 5° di incidenza delle pale, dimensioni profilo e peso delle pale del rotore principale e di quello di coda ecc. ecc.? Così iniziamo a mettere giù qualche cosa!

Ad esempio potremmo partire con il calcolo della portanza e della resistenza aerodinamica delle pale del rotore principale, con una serie di ipotesi che poi a posteriori possiamo verificare controllando il peso del modello. Sarebbe interessante introdurre subito una elasticità concentrata sulla radice della pala per introdurre anche il flappeggio, che potrebbe avere una certa influenza sull'angolo di bancking quindi sarebbe interessante individuare un coefficiente elastico credibile.

Si parte?

Visto il poco tempo che purtroppo posso stare con voi qui sul forum e che alcune di queste cose ci serviranno per arrivare al calcolo dell'angolo di rollio in hovering parto con il calcolo dell'energia immagazzinata nel rotore principale dell'elicottero in autorotazione(sono più orientato a calcoli sugli autogiri che sull'elicottero)(che è poi anche interessante di per se)

Def. simboli.
d=diametro rotore=1.32 m
p=peso ely=3.5 kg
pp=peso pala=150 gr
rpm=giri al minuto
w=velocità angolare 1/s
b spessore pala [m]=13 mm
r=raggio pala [m] =d/2
Ir=inerzia delle pale rispetto al rotore principale
s=spessore massimo profilo
rhor=massa per unita di area del rotore=pp/(b*r)
Ecr=energia cinetica rotore
Ece=energia cinetica ely
Epot=energia potenziale ely



Per calcolare l'energia cinetica del rotore principale utilizzo la formula
Ecr=Energia cinetica rotore
Ecr=0.5*massa*velocita^2=0.5*Ir*w^2 [Joule]
Ir=2*(s*r^3)/3*rhor [kgm^2] (approx :la pala è stata assunta di densità omogenea e geometria tipo parallelepipedo)

Ir=43.4e-3kgm^2 ( questa inerzia verra usata più avanti per calcolare la precessione in fase di hovering)

Se rpm=1700 allora Ecr=687 J
Se rpm=100 allora Ecr=237 J

Adesso che ho l'energia immagazzinata nella pala che gira ad un certo regime
allora (oltre che raggiungere la pace dei sensi...) posso conoscere il limite superiore di prestazioni e stimare le prestazioni di una configurazione particolare(ma solo studiando l'aerodinamica, vedi più avanti)
Nel caso di autorotazione (trascurando ogni dispersione di energia... )
Ece+Epote+Ec=cost
Il caso ideale appena proposto può sembrare ingenuo ma racchiude tutta una serie di comportamenti "provati sul campo" da molti di noi (xes si evince dalla formulazione energetica che è meglio che il motore ti pianti non troppo in basso e con una discreta veloctià (che novita!) e anche che se sei molto alto non è importante se sei in hovering per autorotare bene (l'uovo di colombo))

Per quanto riguarda calcoli più dettagliati in regime di autorotazione con una testa dotata di flappeggio e brandeggio e per forza necessario affrontare una trattazione analiticamente pesante e che tenga conto dell'aerodinamica del rotore. E' tuttavia più facile andare a riusare quello che è gia noto in letteratura ...

Per quelli di voi bramosi di numeri riporto il link(valo per l'autorotazione con testa articolata)
http://naca.central.cranfield.ac.uk/...report-487.pdf
Sottolineo l'importanza della formula 8-10 che se tutto va bene potremmo utilizzare più avanti.

Conoscendo l'energia immagazzinata nel rotore tra la'altro è anche possibile farsi un idea della forza media in gioco durante una collisione pale/palo della luce (per esempio) analogamente a quanto fatto sul forum http://www.baronerosso.it/forum/show...t=50327&page=3.


Per lesath82 :
Il latex non lo uso per una strana allergia al lavoro ... se per caso vuoi fare una raccolta delle formule e dei graficuzzi e poi farmene avere una copia

Adesso che sento parlare di latex ... non è che qualcuno utilizza matlab(essenziale per fabricare dei numeri) ?

Giubilina ho letto il tuo commenti ed effettivamente individui problemi/particolari essenziali per il volo dell'elicottero : di flappeggio e di brandeggio ne parliamo più avanti, abbi un po' di pazienza che abbiamo carne e, se mi date una mano, anche fuoco.