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Domenico Gattuso – Lezione 10 1

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA - FACOLTÀ DI INGEGNERIA

Corso di Tecnica ed Economia dei Trasporti I

TRASPORTO AEREO

- Lezione 10 -

Prof. Domenico Gattuso

[email protected]

0965/875218




VELIVOLO




Parametro fondamentale del moto di un corpo nell’aria:

NUMERO DI MACH

rapporto tra velocità di un velivolo e quella del suono (340 m/s)

Regime Velocità

Subsonico < 0,8 M

Transonico 0,8 1,1 M

Supersonico 1,1 5 M

Ipersonico > 5 M

N.B. M=1 per v=340 m/s

REGIMI AERONAUTICI




FORZE AGENTI SU UN VELIVOLO

• Forza Peso (P)

• Portanza (Q)

• Resistenza aerodinamica (Ra)

• Resistenza a rotolamento (Rr)

• Forze laterali (D)

• Forza di Trazione (T)




VELIVOLO

P

P = m∙g

Peso (P)




2

2

1vcSF fma

2

2

1vcSR ra

2

2

1vcSQ q

, densità assoluta dell’aria (variab. con quota)

v, velocità relativa aria-corpo

S, superficie alare

coefficiente di forma

cr, coefficiente di resistenza

cq, coefficiente di portanza

22 RQFa

22

qrf ccc


Portanza(Q) e Resistenza aerodinamica(Ra)

Q

R

REAZIONE AERODINAMICA

P – Portanza, R - Resistenza

A – Distribuzione della depressione

B – Distribuzione della sovrapressione

A

B

FA

Q

R

REAZIONE AERODINAMICA

P – Portanza, R - Resistenza

A – Distribuzione della depressione

B – Distribuzione della sovrapressione

A

B

FA

Q

Fa




r

q

c

c

R

QE

q

r

c

c

Q

R

EI

1

Efficienza

aerodinamica

Impedenza

2

2

vS

Rcr

2

2

vS

Qcq

2

2

1vcSR r

2

2

1vcSQ q

COEFFICIENTI




COEFFICIENTE DI PORTANZA

c q

o crit

c q,max

0

Vento relativo

Angolo di

incidenza

Corda alare

Vento relativo

Vento relativo

Angolo di

incidenza

Corda alare




α

cr

Vento relativo

Angolo di

incidenza

Corda alare

Vento relativo

Vento relativo

Angolo di

incidenza

Corda alare

COEFFICIENTE DI RESISTENZA




Diagramma

polare

dell’ala

Emax (Incidenza ottima)

β= angolo di rampa

COEFFICIENTE DI PORTANZA/RESISTENZA

20

0 10 20

0°

3°

7°

10°

12°

14°

100Cp

-4°

40

60

80

100

120

140

Cq,max

86 161412 18 224

cq·102

cr·102





Resistenza aerodinamica in fase di decollo/atterraggio (Rt)

rra cvSR 2

2

1

, densità dell’aria


S, superficie alare

crr, coefficiente di resistenza aerodinamica a terra





Resistenza a rotolamento (Rt)

2'

2

1vScPfQPfR prr

• P, peso gravante sul carrello

• f, coeff. di attrito a rotolamento

• , densità assoluta dell’aria

• v, velocità relativa aria-corpo

• S, superficie alare

• cpr, coefficiente di portanza corrispondente all’incidenza assunta dal

velivolo sulle ruote del carrello alla velocità v





Resistenza complessiva (Rt)

FASE DI VOLO

2

2

1vcSRR rmat

FASE DI DECOLLO

rrprart cvSvScPfRRR 22

2

1

2

1

FASE DI ATTERRAGGIO

Fart RRRR





Forze laterali (X)

2

2

1vScX d

, densità dell’aria


S, superficie alare

cd, coefficiente di devianza

Le forze laterali che agiscono sul velivolo sono dovute alla

componente della forza aerodinamica secondo l’asse x ed alle

condizioni di moto curvo del velivolo




EQUILIBRIO DELLE FORZE

FASE DI REGIME

r

q

cT R 1I

P Q c E

2

2

m r

m q

1T R S c v

2

1P Q S c v

2

2

2

1smax,qm vcSQP

max,qm

scS

Pv

2




v=0

v=vd v≈vd


RAPPRESENTAZIONE SCHEMATICA FASE DI DECOLLO

A-B→ Fase di rullaggio

Il velivolo parte da fermo (v=0) ed accellera fino a raggiungere la velocità di decollo vd

B-C→ Fase di manovra

Il velivolo si stacca da terra

C-D→ Fase di involo

Il velivolo prosegue all’assetto di manovra fino al superamento dell’ostacolo di altezza h





FASE DI DECOLLO/ATTERRAGGIO

'' wg

PFu

g

PFa

g

PF zx

z

x

SSaz

SaSx

senRTPFF

senFRTF

)(cos

cos)(

SSaz

SaSx

senRTPFag

P

senFRTag

P

)(cos

cos)(




POTENZA DEL MOTORE

Potenza richiesta dal motore

affinché la spinta prodotta sia T:

T vN




IMPATTI - CONSUMI

;

;

ESEMPIO – Boeing 737

velocità di crociera v= 917 km/h (254 m/s)

quota: q=30.000 ft (9.240 m)

consumo a velocità di crociera kv=5.700 l/h

carico massimo m=18.950 kg

Consumo specifico chilometrico km

l

v

kk v

l 21,6917

700.5

Consumo specifico per km e

per kg di massa trasportata kgkm

l

m

kk l

m 000328,0950.18

21,6

Consumo specifico per kg di

massa trasportata e per ora (hp 1lt carburante: 0,85 kg)

hkg

kg

m

kk v 255.0

950.18

85,05700

http://www.aerospace-technology.com/projects/boeing737_NG/




IMPATTI - CONSUMI

;

;

Relazione tra il consumo specifico k e la velocità v

1.2

1.4

1.6

1.8

k kg/ kgh

0 100 200 300 400

v m/sec

z=0

n=10250

1 ks0

vu=550 m/sec

sperimentaleConsumo specifico

per unità di massa




IMPATTI - CONSUMI

;

;

Relazione tra il consumo specifico k e la quota z

k kg/ kgh

z (m)

n=10250

v=0

0 2000 8000 12000 140001000060004000

1.1

0.9

1

0.8

0.7

0.6

0.5

kso

Consumo specifico

per unità di massa




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