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Deformazione cellula


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Ciao a tutti, qualche giorno fa ero in volo sulle alpi, e cerano 30kt a 5000ft con rotori, il mio istruttore mi ha detto di mantere la velocità sotto la manuvering speed per evitare deformazioni della cellula. La mia domanda è questa: come si deforma? si piegano le ali, o si formano delle piccole crepe che man mano aumentano fino alla rottura? mi ricordo di un grafico che spiegava dell'elasticità e della palasticità che è il punto dove inzia la deformazione qualcuno di voi sa dove posso trovarlo?

 

 

Grazie a tutti

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Dipende, non esiste una deformazione standard.......

 

Potrebbero imbozzarsi i pannelli del rivestimento, sia delle ali, sia della fusoliera.......ci può essere un cedimento più grave come la deformazione plastica delle ali......si possono staccare dei pannelli.....

 

Per quanto riguarda il diagramma a cui fai riferimento, basta prendere un libro di tecnologia dei materiali o cerchi su internet un diagramma Stress/strain.....chiaramente esiste un diagramma per ogni materiale e per ogni condizione di carico.....tensione, compressione.....l variare della temperatura....e della velocità della prova.....

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Quali sono le condizioni perchè ciò avvenga, oltre i limiti G della struttura, aerei come pa-28, da-40.... hanno un limite di vento massimo di 25kt sicuramente perchè l'aereo sarebbe quasi ingovernabile, ma può essere che il vento possa strappare qualche pannello? Poi come ho detto prima riguardo a qualche giorno fa come mai ho dovuto mantenere la speed sotto la Vma? io sapevo che sotto quella velocità posso portare i comandi a fondo corsa, e l'aereo stallera, ma non arriverà mai ai suoi limiti, le turbolenze possono portare l'aereo a 3,8g?

 

Grazie

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Non credo che le turbolenze possano portare un velivolo oltre i limiti del diagramma di manovra......è bene, comunque ricordare che esiste un diagramma di manovra anche per le condizioni di raffica......ed è più conservativo.

 

....considera che le velocità sono relative fra aereo e aria...se c'è vento in punta ad esempio, è come se l'aereo andasse più veloce.

 

Il vento sicuramente limita la possibilità di controllo latero direzionale del velivolo.....basta pensare che un forte vento laterale può impedire un decollo in sicurezza.......

 

Non intendevo dire che il vento ti strappa i pannelli.....ma che le stutture, sottoposte a carichi limite, possono presentare qualche cedimento tipo il distacco dei pannelli.....

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image003.gif

 

Sostanzialmente il tuo istruttore ti ha detto di stare sotto la velocità che nel diagramma dell'inviluppo di volo è indicata con Va.

Al di sotto di tale velocità non è possibile oltrepassare i limiti strutturali del velivolo, proprio perché il limite non lo impone la struttura, ma l'aerodinamica.

L'aereo cioè potrà raggiungere fattori di carico che al massimo sono quelli corrispondenti al coefficiente di portanza massimo. Oltre c'è lo stallo.

 

Se la velocità però oltrepassa Va, una cabrata un po' troppo "allegra" potrebbe portare il velivolo a raggiungere i suoi limiti strutturali senza stallare.

 

Le raffiche che il velivolo deve sopportare per normativa sono invece ben inferiori, perché comunque l'aereo deve volare e non può avere la struttura di un carro armato per resistere a tutto quello che succede per aria.

In effetti le turbolenze possono essere pericolose e ci sono posti in cui è meglio non infilarsi con un aereo (come in un cumulonembo) proprio perché le correnti sono tali da fare a pezzi qualsiasi struttura, specie se si è ben sopra la Va...

Il velivolo però non deve sopportare anche quelle.

Ecco perché il diagramma dell'inviluppo di volo alla fine corrisponde a quello di manovra e non a quello di raffica ed è limitato superiormente da una retta orizzontale che poi corrisponde al fattore di carico massimo sopportabile dal velivolo.

 

Che succede andando oltre? Diciamo che l'istruttore si incazzerà perché oltre quella linea orizzontale le deformazioni del velivolo passano dal campo elastico a quello plastico.

Il velivolo cioè supera il fattore di carico di contingenza.

La portanza è così superiore al peso del velivolo che l'ala ne avrà una deformazione permanente, cioè subirà dei danni, ma sarà ancora in grado di portarti a casa.

Che succede andando ben oltre questo limite (tipicamente 2,5g per un velivolo civile)?

Succede che il velivolo andando a valori 1,5 volte superiori (tipicamente 3,75g) raggiunge i carichi di robustezza e si rischia la pelle...

Il velivolo semplicemente non è più in grado di equilibrare le forze che agiscono su di esso, nemmeno deformandosi in modo permanente.

Tipicamente per un'ala di un velivolo in cabrata ad alto g (condizione dimensionante per un'ala) questo significa che i pannelli e i correnti del dorso alare (sottoposti a taglio e soprattutto compressione) si instabilizzano e si accartocciano...Solitamente questo avviene prima che quelli del ventre (sottoposti a trazione) cedano e si spezzino o si distacchino nei punti di fissaggio (viti, rivetti, incollaggi ecc...)

Oltre quel limite insomma si ha "semplicemente" il collasso della struttura a causa di rotture o instabilità.

 

Il modo in cui tutto ciò avviene dipende tipicamente dai materiali utilizzati e dal tipo di struttura.

Finché si sta sotto i carichi di contingenza non succede nulla, sopra questi e sotto i carichi di robustezza invece più che crepe o rotture parziali soprattutto avremo deformazioni permanenti (i pannelli si storcono, i correnti si stirano, le chiodature si danneggiano ecc...).

Edited by Flaggy
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Grazie Flaggy mi hai chiarito molti dubbi :adorazione:

Ho un'altra domanda che però non centra con gli aerei civili ma comunque riguarda le deformazioni, stavolta però su aerei militari, ogni tanto sulle schede dei velivoli si trova: limiti g di operatività 7,5 limiti g della struttura 9g, questo vuol dire che l'aereo in un dogfight potrebbe arrivare al massimo a 7,5 per poter essere operativo e continuare a combattere? poi tu hai detto che in un aereo della general aviation i limiti si aggirano a 2,5 e la stuttura subirà deformazioni permanenti, ma sull'afm dell'aereo come valore mettono solo 3,8 come mai?

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Grazie Flaggy mi hai chiarito molti dubbi :adorazione:

Ho un'altra domanda che però non centra con gli aerei civili ma comunque riguarda le deformazioni, stavolta però su aerei militari, ogni tanto sulle schede dei velivoli si trova: limiti g di operatività 7,5 limiti g della struttura 9g, questo vuol dire che l'aereo in un dogfight potrebbe arrivare al massimo a 7,5 per poter essere operativo e continuare a combattere? poi tu hai detto che in un aereo della general aviation i limiti si aggirano a 2,5 e la stuttura subirà deformazioni permanenti, ma sull'afm dell'aereo come valore mettono solo 3,8 come mai?

Sinceramente simili indicazioni nelle schede non è che siano molto frequenti...

Sia il fattore di carico a contingenza che quello a robustezza sono dei limiti strutturali.

Il primo è l'effettivo limite di utilizzo della struttura, perchè standone al di sotto non si hanno danni alla stessa, mentre il secondo è un limite di sicurezza, andando oltre il quale si rischia la pelle...Tra i due valori l'integrità strutturale non è garantita, ma non è nemmeno che si abbiano con certezza dei danni: di sicuro sono necessarie delle verifiche alla cellula se si supera il fattore di carico di contingenza e in ogni caso il rapporto tra i due valori deve essere 1,5 per dare un sufficiente margine tra semplici danni e...accartocciamento.

Se 7,5 è il fattore di carico a contingenza (quello utilizzabile in pratica operativamente e che per certi caccia è anche 9) quello di sicurezza automaticamente è 1,5 volte più grande e quindi arriva a 11.25 e non certo solo a 9.

Ci sono però aerei che possono superare il fattore di carico a contingenza senza subire grossi danni.

Tempo fa per es lessi che l'F-18 poteva superare i suoi 7,5g e arrivare ai fatidici 9 facendo qualche intervento strutturale, probabilmente proprio ad alcuni componenti specifici che altrimenti subirebbero danni e non all'intera struttura che rimarrebbe del tutto integra (salvo ovviamente ridurne la vita a fatica).

 

Quanto al limite del tuo aereo non so a che si riferisca.

Ogni aereo ha due limiti strutturali e quel 3,8 non so quale dei due possa essere, anche se a dire il vero è parecchio vicino a quel famoso 3,75 (anzi ne sembra proprio l'approssimazione per eccesso) a cui corrisponde il limite a contingenza di 2,5 che è abitualmente utilizzato in aviazione generale e che è il minimo richiesto.

C'è comunque da dire che aerei che fanno ampio uso di materiali compositi hanno tendenzialmente un comportamento elasto-fragile e può essere che sopra il limite a contingenza e sotto il limite di robustezza ancora non si abbiano deformazioni permanenti di rilievo.

In ogni caso spero che non ti venga in mente di superare 3.8g per scoprire a quale dei due valori si riferisca questo numero...

Edited by Flaggy
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In ogni caso spero che non ti venga in mente di superare 3.8g per scoprire a quale dei due valori si riferisca questo numero...

Grazie, ma sei un ingeniere? perchè spieghi molto bene :adorazione::adorazione:

:rotfl::rotfl::rotfl: non ci penso neanche a superare quel fattore :rotfl::rotfl::rotfl:

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Ottimo, allora puoi rispondere ad un altra mia domanda, è la seguente: come mai la Va se il peso diminuisce diminuisce anche lei???? Grazie ancora

eee BUON NATALE A TUTTI

Se il peso cala, serve meno portanza per tenere per aria l'aereo e di conseguenza aumenta quella che possiamo sfruttare per manovrare, prima che insorga lo stallo.

D'altra parte la velocità di stallo cala al calare del peso.

Anche per raggiungere i fattori di carico limite basta meno portanza e di conseguenza minore velocità.

E tutta la curva che delimita l'inviluppo di volo nelle velocità minime che tende a spostarsi a sinistra verso velocità minori.

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