quanto può essere grande un aereo

[cap.med.cpl.]

Quali limiti tecnici ci sono alle dimensioni di un aereo. Per esempio, al dilà dei costi, un immaginario idrovolante a scafo ( così non avrebbe problemi di piste) da usare come cargo per portare velocemente carri armati o aiuti umanitari , quanto potrebbe essere grande ?In parole diverse : ci sono limiti dinmensionali alla struttura di un aereo oltre i quali chessò l'ala si spezza o la fusoliera si spacca ecc.?,

[Maurice]

Non sono molto sicuro, ma credo che i limiti vengono imposti dalla tipologia dei materiali che si impiega: le caratteristiche chimico-fisiche del materiale determineranno le caratteristiche macroscopiche della struttura, e queste non sono proporzionali con le dimensioni. Detto in altre parole, i moduli di elasticità/taglio non rimangono costanti con le dimensioni della struttura, per esempio una trave di 10cm non si comporta come una trave simile ma 100 volte più grande. Sinceramente non ho riferimenti bibliografici per quanto detto (probabile mi sto sbagliando), chi è esperto di materiali dica il suo parere

[Robby]

Ci sarebbe da fare una lunghissima dissertazione sull' argomento, per spiegare bene il concetto,

ma fondamentalmente la risposta è: Si, ci sono certamente dei limiti fisici.

Il motivo fondamentale, detto in due parole, è che aumentando le dimensioni di una qualsiasi struttura, l' aumento del volume, e quindi del peso e dei carichi, non è proporzionale con l'aumento delle misure lineari.

L' esempio banale che si può fare per semplificare il concetto di rapporto tra misure e pesi è quello del cubo d' acqua:

Prendiamo un cubo di un metro di lato, peso 1000Kg. Moltiplichiamo per 2 le sue misure, ovvero otteniamo un cubo di 2metri di lato. Il volume (e peso) però non raddoppia, ma va al cubo (appunto), perciò 8000Kg.

Se applichiamo questo banale concetto fisico a un qualsiasi oggetto o struttura, si capisce facilmente che aumentando all' infinito le dimensioni, arriveremo prima o poi a dei carichi insostenibili dalla struttura stessa.

[cap.med.cpl.]

proprio da questo nasce la mia domanda. Qualcuno ha valutato questi limiti? Con la tecnica attuale quanto grande può essere un ala e di conseguenza il resto?

[Robby]

La questione non è quanto grande PUO' essere un' ala, ma quanto grande DEVE essere...

Non è possibile dare una risposta univoca, ogni caso specifico fa storia a sè.

Per farti un esempio, in base al concetto espresso prima, se volessimo raddoppiare (quindi scala 2:1) le dimensioni di un dato aereo, volumi e pesi si ritroverebbero moltiplicati per 8 volte.

Pertanto l' ala (la cui superfice è aumentata al quadrato) che in scala 1:1 andava bene, in questo caso non sarebbe più sufficiente a sostentare l' aereo, sia per una semplice questione di carenza di superficie aerodinamica, sia per insufficiente solidità strutturale.

A questo punto quindi sarebbe necessario incrementare la superficie ed estensione della stessa, oltre a rinforzarla a causa dell' aumento esponenziale dei carichi strutturali, e questo ovviamente comporterebbe un' ulteriore incremento di peso, ecc. ecc.

E' inoltre evidente che più grandi sono le strutture che si vogliono realizzare, e maggiore sarà la necessità di adoperare materiali che associno pesi contenuti ad elevate caratteristiche meccaniche.

Questo aspetto, associato alle maggiori difficoltà di progettazione, ingegnerizzazione e quant' altro, comportano ovviamente aumenti esponenziali nei costi.

Pertanto, in genere ci si ferma molto prima per problemi di costi, che per reali limiti tecnici.

[Cyberpunk2024]

La questione non è quanto grande PUO' essere un' ala, ma quanto grande DEVE essere...

Non è possibile dare una risposta univoca, ogni caso specifico fa storia a sè.

Per farti un esempio, in base al concetto espresso prima, se volessimo raddoppiare (quindi scala 2:1) le dimensioni di un dato aereo, volumi e pesi si ritroverebbero moltiplicati per 8 volte.

Pertanto l' ala (la cui superfice è aumentata al quadrato) che in scala 1:1 andava bene, in questo caso non sarebbe più sufficiente a sostentare l' aereo, sia per una semplice questione di carenza di superficie aerodinamica, sia per insufficiente solidità strutturale.

A questo punto quindi sarebbe necessario incrementare la superficie ed estensione della stessa, oltre a rinforzarla a causa dell' aumento esponenziale dei carichi strutturali, e questo ovviamente comporterebbe un' ulteriore incremento di peso, ecc. ecc.

E' inoltre evidente che più grandi sono le strutture che si vogliono realizzare, e maggiore sarà la necessità di adoperare materiali che associno pesi contenuti ad elevate caratteristiche meccaniche.

Questo aspetto, associato alle maggiori difficoltà di progettazione, ingegnerizzazione e quant' altro, comportano ovviamente aumenti esponenziali nei costi.

Pertanto, in genere ci si ferma molto prima per problemi di costi, che per reali limiti tecnici.

 

Quindi se in un prossimo futuro dovessero inventare qualche particolare lega o materiale (vedi gli ultimi ritrovati come i nanotubi di carbonio) teoricamente sarebbe possibile costruire aerei di dimensioni "spropositate", persino più grandi dell'An-225 o del Boeing Clipper? E questo mi porta alla seconda domanda: riuscirò mai a vedere i volo le famose aeronavi presenti su Ace Combat (vedi x es. l'Aigaion di Ace Combat 6)?

 

Aigaion durante rifornimento in volo con KC-10

Modificato 1 Febbraio 2010 da Cyberpunk2024

[Robby]

Non cè dubbio che con nuove tecniche costruttive e materiali più avanzati in futuro sarà tecnicamente possibile superare gli attuali limiti.

Ma la scelta sarà sempre tra ciò che è tecnicamente possibile fare, e dove è conveniente fermarsi per problemi connessi a costi ed effettiva utilità.

Comunque l' immagine postata mi pare decisamente inverosimile, a prescindere dai possibili scenari futuri...

[Gianfra1987]

al di la di tutto , pare che la Boeing stia facendo un pensierino guardando al B2 per realizzare un bestione tutt'ala in grado di trasportare merci e carburante, pare che la formula tutt'ala dovrebbe essere qualcosa di abbastanza concreto per un aereo di capacità superiori.

La notizia la lessi su focus con un rendering appicato su girovagando per la ret ho trovato invece quest'articoletto

http://www.miniwatt.it/mwarchivio/mwb2006/...i%20volanti.pdf

 

spero di esserti stato in parte d'aiuto

[eaglewild]

Ciao a tutti!

 

Io personalmente non vedo l'utilità di superare gli attuali limiti di progettazione e credo sia anche difficile che in un prossimo futuro vengano prodotti aerei tanto più grandi dei nostri attuali;

Se non è un capricio, costruire un aeromobile di stazza molto elevata, comporta solo a grossi costi e dispendio di energia.

 

A parer mio il carico pagante è tutto! e per carico pagante intendo tutto quello che si può trasposrtare con l'aereo.

 

Ma vi immaginate cosa significa portare a velocità di decollo un affare che pesa moltissime migligia di tonnellate con struttura extradimensionata per sopportare tutti i carichi del caso??

 

Se va bene il carico utile o pagante sara intorno ai 3/8 lasciando perdere tutti i problemi del caso come potenza motori e consumi.

 

Ritornando a noi, è possibile in questa terra progettare nonchè produrre qualsiasi cosa;

 

il vero punto è: Il gioco vale la candela?

 

Mi trovate comunque d'accordo sull'opera....ovvero creare un velivolo immenso deve essere non poco facile e se si riuscisse un giorno deve essere un risultato straordinario.

 

Salutoni

Eaglewild

[Renegade]

Quoto EagleWild, produrre aerei da trasporto "enormi" non ha molto senso, e comporta solo un enorme dispendio di soldi ed energia, basta citare ad esempio L'Antonon An-225 ""Mriya", per ora definito il più grosso aereo da trasporto al mondo. Ne è stato costruito un solo esemplare, che gli Ucraini affittano al miglior offerente per trasporti eccezionali.

Il problema è che costruendo aerei enormi con una grossa capacità di carico pagante ne perdi in autonomia e prestazioni dell'aereo, senza contare il consumo di carburante.

Citando il collega Eaglewild, a parer mio il gioco non vale la candela.

Comunque, per farti un esempio di un idrovolante a scafo "enorme", vai a vedere lo Hughes H4 "Hercules".. E' un aereo molto vecchio ma può renderti l'idea.

Ciao

[flanker pilot]

Scusate se al messaggio aggiungo un pizzico di aerotecnica, per comprendere meglio la problematica. Forse conoscerete la formula della portanza (la forza che sostiene l'aereo) P=1/2 x densità aria x velocità al quadrato x superfice alare x coefficente di portanza.

E' evidente che per mantenere un aereo di 20 tonnellate in volo rettilineo orizzontale, serve una portanza uguale e contraria al peso. Dalla formula si deduce che i fattori che possono incrementare la portanza sono la velocità e la superfice alare. Quindi più l'aereo pesa e più uno di questi due fattori (se non entrambi) deve aumentare. Se si decide di aumenta la velocità, la pista deve essere più lunga, in quanto aumenta la corsa di decollo e di atterraggio. Se si decide che per farlo volare si aumenti la superficie alare, si deve tener conto dei grandi problemi costruttivi. Indubbiamente traspostare una quantità maggiore di materiale, in minor viaggi, sarebbe un grandissimo vantaggio, si risparmierebbe in tempo, tonnellate di carburante, tasse aeroportuali ecc. In realtà si è già arrivati a costruire veri e propri mostri del cielo, con l'airbus A380 e il boeing 787, con il problmema che pochi aeroporti ne consento la corsa di decollo e di atterraggio. in conclusione tutto si può fare, il gioco varrà la candela dal momento incui ci sarà la necessità e le giuste condizioni per farlo.

[Hobo]

I limiti alle dimensioni di un aereo secondo me sono:

 

Primo: il motore, cioè la potenza. La presenza a bordo di più motori, con l'aumento di resistenza ecc... deriva dal fatto molto semplice che un solo motore non basta, quindi ne sono necessari più di uno. Nessuno ne metterebbe 4 o 8 di motori se potesse metterne uno solo.

Nessun aereo del mondo può prescindere dalle prestazioni del suo motore, senza il quale non vola.

I grandi idro di un tempo derivano dal fatto che operare dall'acqua fa sì che non si abbia necessità di una pista, questo può essere utile per esempio in campo militare dove le piste sono bersagli (ma allora lo sono anche gli idroscali), ma la verità è anche che i grandi idro prosperarono in un'epoca in cui ancora non si conoscevano grandi motori abbastanza potenti da far decollare aerei così grandi da terra per cui ci voleva una corsa di decollo talmente lunga che era più economico farli operare sull'acqua.

 

Secondo: carburante. Il carburante in realtà a bordo è un carico obbligatorio, ma NON pagante (anzi, io operatore del velivolo pago per comprarlo e imbarcarlo il carburante!) e che toglie spazio per altre cose (cioè passeggeri-merci).

Il motore ideale sarebbe un motore con il massimo di potenza, ma con consumo zero, cioè che funzioni senza alcun carburante. Ovviamente è impossibile, però meno consuma un motore a parità di potenza erogata e meglio è e più vantaggioso sul piano economico mi diventa il trasporto perchè a parità di tutto io con un motore meno assetato carico meno carburante e più merci o passeggeri.

Quindi un aereo in questo senso più carburante imbarca e peggio è, perchè si tiene a bordo un peso che non paga, ma che si paga per imbarcarlo e toglie spazio ai passeggeri/merci.

 

Quindi un aereo molto grande oggi di quanti motori e di quante centinaia di tonnellate di cherosene avrebbe bisogno?

 

Uno dei motivi della messa a terra dei Concorde fu proprio questo: il costo e la quantità di carburante di cui avevano bisogno in rapporto al numero di passeggeri trasportato.

 

Sotto questo punto di vista allora mi hanno sempre affascinato i grandi dirigibili.

 

Quanto si potrebbe trasportare su un grande, enorme dirigibile, che tra l'altro non necessita nemmeno di piste, ma solo di pilone di ancoraggio? (E magari con propulsione più o meno "pulita"?).

 

 

Non a caso lo chiamano nave del cielo:

 

 

 

PS.

 

L' An-225 è un po' a sè stante e il ruolo di cargo è venuto dopo. In realtà serviva per il Buran e per trasportare gli enormi componenti del razzo "Energhia".

E ce n'erano almeno due di An-225.

Il secondo, ancora incompleto, è stato cannibalizzato nei pezzi di ricambio e nei motori per completare il primo, subito dopo il crollo dell'URSS e la secessione dell'Ucraina dalla Russia.

Modificato 3 Marzo 2011 da Hobo

[eaglewild]

Ciao a tutti!

Bè, leggendo le vostre risposte si deduce quindi che se non ti serve per un motivo valido...tipo trasporto di merce gigantesca( razzi, parziali satelliti ecc ecc)....si può dire che un aereo enorme non serve a nulla!

 

Per Hobo...

Guarda il link che posto...parla di roba interessante; vogliono addirittura utilizzare i dirigibili per spegnere gli incendi!

Non so dirti quanto riesce a trasportare di preciso...ma ti confermo che la tua passione dei dirigili si può accendere ancora di più in quanto sta tornando di moda come mezzo volante!

 

Articolo su http://www.ilconsapevole.it/articolo.php?id=8770

 

Saluti e buon fine settimana!

[Hobo]

Grazie del post mo lo leggo.

 

No, veramente entro certi limiti l'aereo enorme serve eccome, perchè caricando di più rende più economico il viaggio.