prestazioni in manovra - polismanettoni · 2013. 12. 4. · su – 27 flanker demonstration of the...

Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Politecnico di Milano

Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali

Politecnico di Milano



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Promemoria lezione AA 2012-2013

Prestazioni in manovra

Condizioni di equilibrio

Prestazioni puntuali

Prestazioni integrali






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Volo manovrato acrobatico

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Frecce.tricolore.fairford.arp.jpghttp://www.difesa.it/default.htm






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Figure

acrobatiche






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o Figure acrobatiche






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Su - 27 was intended as a direct competitor for the

new generation of American fighters (which emerged

as the F-14 Tomcat, F-15 Eagle, F-16 Fighting Falcon,

and F/A-18 Hornet), with exceptional range, heavy

armament, and very high agility.

Pugachev’s Cobra

Su – 27 Flanker Demonstration of the pitch control authority, high angle

of attack (AOA) stability and engine/inlet compatibility at

high angles of attack of the aircraft. The manoeuvre

allows for very quick turns which can make an attack fail

or put the pilot in a position to execute an attack. test pilot Victor Pugachev

1989 Su-27 demonstrations on the Paris Airshow

http://en.wikipedia.org/wiki/United_Stateshttp://en.wikipedia.org/wiki/F-14_Tomcathttp://en.wikipedia.org/wiki/F-14_Tomcathttp://en.wikipedia.org/wiki/F-14_Tomcathttp://en.wikipedia.org/wiki/F-14_Tomcathttp://en.wikipedia.org/wiki/F-14_Tomcathttp://en.wikipedia.org/wiki/F-15_Eaglehttp://en.wikipedia.org/wiki/F-15_Eaglehttp://en.wikipedia.org/wiki/F-15_Eaglehttp://en.wikipedia.org/wiki/F-15_Eaglehttp://en.wikipedia.org/wiki/F-15_Eaglehttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F-16_Fighting_Falconhttp://en.wikipedia.org/wiki/F/A-18_Hornethttp://en.wikipedia.org/wiki/F/A-18_Hornethttp://en.wikipedia.org/wiki/F/A-18_Hornethttp://en.wikipedia.org/wiki/F/A-18_Hornethttp://en.wikipedia.org/wiki/F/A-18_Hornethttp://en.wikipedia.org/wiki/Pitch_%28flight%29http://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attackhttp://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attackhttp://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attackhttp://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attackhttp://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attackhttp://www.answers.com/topic/1989http://www.answers.com/topic/sukhoi-su-27http://www.answers.com/topic/sukhoi-su-27http://www.answers.com/topic/sukhoi-su-27http://www.answers.com/topic/paris-air-show






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o Pugachev’s Cobra

Sukhoi Su-27

Sukhoi Su-33

Minorano MiG-29

Mikoyan MiG-35

Saab Draken

Sukhoi Su-30MKI

F-22 Raptor

Dassault Rafale

Sukhoi Su-37






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o Pugachev’s Cobra

Thrust vectoring aircraft include:

Sukhoi Su-27 'Flanker'

Mikoyan MiG-29OVT

Mikoyan MiG-35 'Fulcrum' TVC

Sukhoi Su-47 TVC

F-15 ACTIVE

F-16 MATV/VISTA

Rockwell-MBB X-31

F-18 HARV






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o Typhoon

supermanouverability






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o Prestazioni in manovra






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D Q

L

X Y

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assi vento

assi corpo

Volo in manovra

Angolo di rampa

Angolo di rotta

assi orizzonte locale






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Fattore di carico Load factor

Il fattore di carico è una grandezza adimensionale e come tale non ha

bisogno di un'unità di misura. Tuttavia, nella pratica aeronautica, si fa

spesso riferimento ad esso in termini di numero di `g', indicando quindi

una manovra a fattore di carico pari a x come una manovra `a x-g'.

Rapporto fra le forze (propulsive + aerodinamiche) ed il peso

Rapporto fra le forze totali di massa ed il peso

Fattore di contingenza






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• ad angoli di incidenza moderati

• ad angoli di deriva moderati

• a valori di efficienza aerodinamica medi o elevati

Fattore di carico

Rapporto fra le forze (propulsive + aerodinamiche) ed il peso

Fattore di contingenza

Fattore di contingenza longitudinale

Fattore di contingenza laterale

Fattore di contingenza normale

Quasi una definizione

Load factor






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• Limitazioni fisiologiche, dovute al fatto che l'organismo umano risente dei valori elevati

(positivi e negativi) di accelerazione, producendo malessere, riduzione della capacità di

controllare il velivolo ed eseguire la missione, fino alla perdita di coscienza;

• Limitazioni strutturali, dovute alla resistenza delle strutture e degli equipaggiamenti,

nonché alle capacità di funzionamento corretto degli impianti.

I valori del fattore di carico normale per cui si producono effetti negativi per la sicurezza

del volo dal punto di vista fisiologico possono variare leggermente da individuo ad

individuo, ed in particolare risentono significativamente di un addestramento mirato (come

nel caso dei piloti acrobatici e da caccia).

Nel caso di velivoli civili, si tende generalmente ad evitare condizioni di volo che

producano fastidi significativi, senza arrivare ai limiti di sicurezza.

Dal punto di vista strutturale, il fattore di carico massimo ammissibile, detto

fattore di contingenza ultimo ultimate load factor tiene conto di tutte le

limitazioni strutturali rilevanti.

Fattore di carico limite Limit load






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Manovre Componenti forze

aerodinamiche

Manovre simmetriche

Vettore velocità e forze

aerodinamiche contenute

nel piano di simmetria

Le manovre simmetriche sono quelle

che possono realizzare i minori raggi

di curvatura e costituiscono la classe

di manovre con maggior agilità






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Verticale, Local horizon,

moving Earth, NED

Origine nel baricentro del velivolo

Scopi della meccanica del volo

Tangenti alla superficie terrestre

Diretto verso il basso

Angolo di rampa

Classificazione manovre

Velocità angolare

Angolo di rotta






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Volo

Uniforme costante

Rettilineo infinito

Orizzontale

Discesa

Salita

Manovra

Richiamata, affondata

Virata positiva, negativa

Classificazione delle condizioni di volo






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Diagramma di manovra manuevering load factor envelope

Limite di stallo positivo

Velocità di manovra

Velocità di crociera di progetto

Velocità di affondata di progetto

Limite di stallo negativo

Velocità di progetto con ipersostentatori estesi

design airspeed with fully deflected flaps

design maneuvering airspeed

design cruising airspeed

design diving airspeed

per velivoli civili non acrobatici, per velivoli militari da trasporto

per velivoli civili acrobatici e per velivoli militari da combattimento






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Diagramma di raffica gust load factor envelope

nel volo in aria agitata, il velivolo può subire raffiche

verticali che ne variano pressoché istantaneamente

l'incidenza e quindi il coefficiente di portanza.

fattore di attenuazione di raffica gust alleviation factor






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Esubero di potenza specifico e manovre

esubero di potenza specifico

specific excess power, SEP

potenza necessaria al volo livellato

quota energetica

energy height

Copyright © A. Filippone (1999-2005).

Inviluppo di volo flight envelope

potenza disponibile

potenza necessaria






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a parità di SEP, n risulta tanto maggiore, quanto più è elevata la velocità, quanto più è bassa la

quota, quanto più è basso il carico alare e quanto più è elevato l'allungamento alare.

Polare parabolica

la differenza tra i coefficienti di resistenza

in manovra simmetrica ed in volo livellato

è proporzionale al fattore

nel caso di mantenimento

della quota totale

n






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Richiamata

Richiamata stazionaria

Pull up

Inverted

Pull down






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Per virata s'intende una manovra compiuta nel piano orizzontale allo scopo di

cambiare l'angolo di rotta (track angle)

Virata turning flight

Il pilota ha diverse opzioni per eseguire la virata.

Fondamentalmente, ci sono due meccanismi possibili per sviluppare la forza

normale alla traiettoria necessaria a mantenere il velivolo in virata:

• manovrando il timone, può determinare la nascita di un'ulteriore forza

aerodinamica normale alla traiettoria, ossia una devianza, in aggiunta alla

portanza;

• manovrando gli alettoni, può inclinare il velivolo in modo che la portanza

abbia una componente nel piano orizzontale.

Naturalmente, è possibile combinare i due meccanismi accennati.

Nella pratica, le virate vengono eseguite facendo riferimento ad uno solo dei

due meccanismi:

la virata corretta è di gran lunga preferibile nella maggior parte dei casi, per

motivi di praticità, di economia e di prestazioni.

• nel primo la virata piatta (flat turn),

• nel secondo la virata corretta coordinated turn oppure true banked turn






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o Virata piatta

Virata corretta

Virosbandometro






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L

Q

W

C

C Q

V Virata piatta

Le virate piatte sono caratterizzate da grandi raggi di curvatura e vengono utilizzate

solitamente per aggiustamenti della rotta di pochi gradi

• ad angoli di incidenza e deriva moderati






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o Prestazioni in manovra






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Virata corretta equilibrio






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Quota 10000

Virata Corretta

potenza necessaria al

variare del fattore di carico

per differenti quote

Quota 0

n

n






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a parità di assetto

Virata Corretta

Costruzione della curva di

potenza necessaria al

variare del fattore di carico

Resistenza

Potenza necessaria






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Prestazioni in manovra

Virata Corretta

Limitazioni per stallo






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o Virata Corretta Inviluppo di prestazioni

Regime I limitazione per stallo

Regime II limitazione per potenza disponibile

limitazione per fattore di carico massimo






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Prestazioni per una data quota Virata Corretta

Controllare

limite di stallo

Controllare limite di n






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Prestazioni per una data quota Virata Corretta






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Prestazioni in quota Virata Corretta






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o Virata Corretta

Espressioni del raggio di virata






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o Virata Corretta

n

Excess power

esubero di potenza specifico

specific excess power, SEP






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Quota 0

Quota 10000

Virata Corretta

Raggio di virata al variare

del fattore di contingenza

n

Quota 0

Limite di stallo






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Quota 1000 ft

Quota 10000

Virata Corretta

n

Quota 1000 ft

Raggio di virata al variare

del fattore di contingenza






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o Potenza necessaria, soluzioni analitiche

Polare parabolica, adimensionalizzazione

Quota 0

n






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Biquadratica che, per un assegnato valore di trazione, esprime il legame fra il fattore di

carico e la velocità

Turbogetto semplificato

Soluzioni analitiche

n

Raggio minimo, virata stretta

che comporta

fattore di carico massimo

tempo minimo, virata rapida






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Motoelica semplificato

Soluzioni analitiche

Raggio minimo, virata stretta

fattore di carico massimo

tempo minimo, virata rapida






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Turbogetto semplificato

Motoelica semplificato

Assetti significativi

prestazioni in manovra - polismanettoni · 2013. 12. 4. · su – 27 flanker demonstration of the...

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