ITISG Viterbo Corso di Costruzioni Aeronautiche Aerotecnica e impianti di bordo

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1 ITISG Viterbo Corso di Costruzioni Aeronautiche Aerotecnica e impianti di bordo 1 1

2 ITISG Viterbo Corso di Costruzioni Aeronautiche Aerotecnica e impianti di bordo 2 2

3 Comandi di volo A alettoni momento di ROLLIO; stabilità LATERALE B leva, volante e pedaliera C elevatore momento di BECCHEGGIO; stabilità LONGITUDINALE D timone direzione momento di IMBARDATA; stabilità DIREZIONALE 3 3

4 IPERSOSTENTATORI LEGENDA: 1. aletta d'estremità (winglet) 2. alettone d'estremità 3. alettone interno 4. carenatura degli attuatori 5. ipersostentatore di bordo d'attacco (slat) 6. ipersostentatore di bordo d'attacco slat) 7. ipersostentatore di bordo d'uscita (flap) 8. ipersostentatore di bordo d'uscita (flap) 9. diruttore di flusso (spoiler). 10.diruttore di flusso (spoiler). 4 4

5 IPERSOSTENTATORI 5 5

6 IPERSOSTENTATORI 6 6

7 IPERSOSTENTATORI 7 7

8 IPERSOSTENTATORI 8 8

9 1 - aletta d'estremità (winglet) Le alette d'estremità sono usate anche per l'aerodinamica delle auto da corsa, anche se il nome più appropriato sarebbe di paretine antiscorrimento. Qui dei musetti della Jordan di Formula

10 1 - aletta d'estremità (winglet) Alette d'estremità su un Airbus A319, notare le numerose punte per la dispersione dell'elettricità statica

11 1 - aletta d'estremità (winglet) Aletta d'estremità su un Boening della South African Airways 11 11

12 2 alettone d'estremità L'alettone è una parte mobile presente, di solito, nel bordo d'uscita dell'ala di un aeromobile. Viene sollevato o abbassato per modificare temporaneamente la portanza della semiala in cui si trova, in modo da permettere all'aeromobile lo spostamento sull'asse di rollio. I due alettoni sono collegati tra loro in modo che quando uno si abbassa l'altro si alza, in modo da aumentare la portanza su un'ala e contemporaneamente diminuirla nell'altra, producendo così il movimento di rollio lungo l'asse longitudinale dell'aereo. Un effetto collaterale nell'uso degli alettoni è lo slittamento laterale (tecnicamente definito imbardata inversa), fenomeno che può essere contrastato con l'uso del timone. I moderni aerei di linea dispongono di un secondo set di alettoni nella parte interna dell'ala, quella più vicina alla fusoliera, che vengono usati per una stabilità maggiore alle alte velocità. Alcuni aerei utilizzano gli spoiler per ottenere lo stesso effetto che si ottiene con gli alettoni. Il sistema è stato sviluppato indipendentemente dalla Aerial Experiment Association per merito di Alexander Graham Bell e Robert Esnault-Pelterie, progettisti francesi, e si è imposto su quello più rudimentale inventato dai Fratelli Wright

13 2 alettone d'estremità Gli alettoni sono una superficie mobile nell'estremità alare. In primo piano si vedono i flap 13 13

14 3 alettone interno Alettone interno (inner aileron or high spedd aileron) Alettone esterno (outer aileron or low spedd aileron) 14 14

15 4 carenatura degli attuatori Flap track fairings (carenatura degli attuatori) sotto le ali di un A

16 4 - carenatura dei MOTORI Large engine fairings of the Tupolev Tu

17 5-66 IPERSOSTENTATORI BORDO D ATTACCO Kruger flaps This mechanism is a leading edge Krueger flap, allowing the wing to increase the maximum lift coefficient. It's used to produce more lift at relatively slow speeds on take-off and landing. This is visible on a former Fedex Boeing

18 5-66 IPERSOSTENTATORI BORDO D ATTACCO Kruger flaps 18 18

19 5-66 IPERSOSTENTATORI BORDO D ATTACCO Kruger flaps Meccanismo di estensione del Krueger flaps 19 19

20 5-66 IPERSOSTENTATORI BORDO D ATTACCO Kruger flaps General Dynamics F-111C Aardvark - Australia - Air Force 20 20

21 5-66 IPERSOSTENTATORI BORDO D ATTACCO - SLAT 21 21

22 5-66 IPERSOSTENTATORI BORDO D ATTACCO - SLAT Bombardier BD

23 5-66 IPERSOSTENTATORI BORDO D ATTACCO - SLAT L'Eurofighter

24 5-66 IPERSOSTENTATORI BORDO D ATTACCO - SLAT L'Eurofighter

25 7-88 Ipersostentatore I di bordo d'uscita (three slotted inner flaps American Airlines Airbus A

26 7-88 Ipersostentatore I di bordo d'uscita (three slotted inner flaps Boeing 737-8AS Ryanair 26 26

27 7-88 Ipersostentatore I bordo d'uscita Boeing /ER - British Airways 27 27

28 7-88 IpersostentatoreI bordo 'uscita P51 Mustang 28 28

29 9 Spoilers air brakes Lufthansa Airbus A X 29 29

30 9 Spoilers air brakes Aer Lingus Airbus A

31 Ipersostentatori bordo d d uscita: aletta piana (plain( flap) Beech E-18S Super 18 Pictorial Tour 31 31

32 Ipersostentatori bordo d d uscita: aletta di intradosso (split flap) Rappresenta il più semplice ipersostentatore realizzato, è costituito da una piastra applicata alla parete ventrale dell ala (intradosso) in corrispondenza del bordo d uscita, e può ruotare verso il basso in tre posizioni individuate dall angolo di deflessione (α), di solito l abbassamento dell aletta porta ad un aumento della curvatura del profilo quindi ad un aumento della circolazione attorno all ala (teoria circolatoria della portanza), che porta ad un incremento del coefficiente di portanza; dal punto di vista geometrico, per ottenere la migliore efficacia, si dovranno rispettare le seguenti proporzioni: c/l = b /b = 0,5 0,6 Come si può vedere il valore del Cpmax con aletta chiusa e con aletta alla massima apertura passa rispettivamente 1.4 a

33 Ipersostentatori: un po di teoria bordo d d uscita: aletta di intradosso (split flap) Dietrich Hrabak's Bf109F 33 33

34 Ipersostentatori: un po di teoria bordo d d uscita: aletta zap E simile alla precedente ma, oltre ruotare verso il basso, si sposta all indietro provocando un aumento della superficie alare e la conseguente diminuzione di carico alare. I parametri geometrici e aerodinamici sono gli stessi dell aletta di intradosso ma, la velocità di stallo ottenuta risulta più bassa per effetto della diminuzione del carico alare 34 34

35 7-88 IpersostentatoreI bordo 'uscita: aletta Zap 35 35

36 pict1.jpg Ipersostentatori bordo d d uscita: aletta di curvatura a fessura (slotted( slotted-flap) Si tratta di un aletta posta sul bordo d uscita alare la quale ruotando verso il basso apre una fessura che mette in comunicazione il ventre con il dorso del profilo. L aria risucchiata in questa fessura va ad energizzare la corrente fluida sul dorso ritardandone il distacco, causa dello stallo. Si avranno quindi due effetti, aumento della curvatura ed effetto fessura. Il valore del C pmax, con aletta chiusa e quello con aletta completamente aperta, passa rispettivamente di 1.4 a circa 2,2. Dal punto di vista geometrico i parametri atti ad ottenere la migliore efficacia sono: c/l = b /(b/2) = Questo tipo di aletta viene utilizzata, soprattutto su aerei di aviazione generale, di solito può essere ruotata in tre posizioni rispettivamente ε = 13 (pos. di in decollo) ε = 30 e ε =

37 Ipersostentatori bordo d d uscita: aletta di curvatura a fessura (slotted( slotted-flap) SkySim BAe Hawk T

38 Ipersostentatori bordo d d uscita: aletta Fowler E simile alla precedente ma, oltre a ruotare verso il basso, si sposta dietro in modo tale che tra il bordo d attacco dell aletta e li bordo di uscita dell ala rimanga una fessura di larghezza uguale a circa 0,025 l (l corda alare). Con questo tipo di ipersostentatore si ottiene una notevole diminuzione della velocità di stallo perché oltre all aumento della curvatura, e della presenza della fessura, si ha anche un aumento della superficie alare che porta alla diminuzione del carico alare. I parametri geometrici atti ad ottenere la migliore efficacia sono gli stessi di quelli visti per l aletta di curvatura a fessura ma, come si può vedere sui grossi aerei di linea, può essere utilizzata anche con più fessure. Il valore di Cp max con aletta chiusa e con aletta completamente aperta passa rispettivamente da 1,4 a circa 2,

39 Ipersostentatori bordo d d uscita: aletta Fowler Tutti questi tipi di ipersostentatori posti sul bordo d uscita alare, aumentano notevolmente il C Pmax ma, come si puo notare dai grafici, presentano il difetto di diminuire α cr cioè provocano lo stallo ad un valore più basso di angolo di incidenza rispetto a quello con aletta chiusa. Inoltre durante la loro apertura provocano un momento cabrante che deve essere contrastato dal pilota. L aumento del coefficiente di resistenza provocato dalla loro apertura può essere calcolato sperimentalmente oppure utilizzando la seguente formula: Cr=0,0075 (c/l) ε dove (c) rappresenta la corda dell aletta, (l) la corda alare ed (ε) l angolo di deflessione. Per ovviare all inconveniente della diminuzione di α cr si utilizzano gli ipersostentatori sul bordo d attacco

40 Ipersostentatori bordo d d attacco: aletta Handley-Page E costituita da una parte del bordo d attacco dell ala, la quale può assumere una posizione in avanti e verso il basso rispetto alla posizione di chiusura. Il flusso d aria attraverso la fessura ha l effetto di ritardare il distacco della vena fluida dal dorso dell ala aumentando l angolo di incidenza critica α cr. L aumento del coefficiente di portanza massimo risulta modesto ma lo stallo avviene ad α cr = 24 rispetto ad α cr = 16 del profilo con aletta chiusa

41 Ipersostentatori: aletta Kruger E simile alla Handley-Page ma non crea fessura in quanto, essendo incernierata anteriormente, ruota semplicemente in avanti permettendo l aumento di α cr. Anche questo tipo di aletta è di solito accoppiata all aletta Fowler in genere nella parte d ala posta vicina alla fusoliera

42 Ipersostentatori: Fowler + Handley-Page Per quanto visto precedentemente risulta evidente che il miglior tipo di ipersostentatore risulta quello ottenuto con l accoppiamento del tipo Fowler, sul bordo d uscita, con l aletta Handley- Page sul bordo d attacco. L accoppiamento dell aletta Fowler + l aletta Handley-Page porta ad ottenere un C pmax = 2.8 con α cr

43 Ipersostentatori: Tornado A - Flap e Slat in posizione retratta (lo Spoiler è attivato dai comandi di volo) A B - Flap e Slat deflessi alla prima posizione (utilizzati normalmente in fase di decollo) B 43 43

44 Ipersostentatori: Tornado C C - Flap e Slat in posizione intermedia (utilizzati durante l avvicinamento per l atterraggio) D - Flap e Slat alla massima deflessione (utilizzati in corto finale, poco prima del contatto con la pista). E 44 44

45 Ipersostentatori: un po di teoria 45 45

46 Ipersostentatori: un po di esercizi 46 46

47 ITISG Viterbo Corso di Costruzioni Aeronautiche Aerotecnica e impianti di bordo 47 47