stabilità dell'ala rogallo

[ste1]

olevo chiedere hai piu informati i principi di stabilità longitudinale dell'ala rogallo. che per intenderci è quella usata nei deltaplani di prima generazione (anni '70 circa). la maggior parte delle informazioni on-line che si riescono a reperire la descrivono come autostabile, ma io non riesco a capire come ciò sia possibile.

le ali dei deltaplani moderni sono profilate ed hanno un angolo di svergolamento tale e/o profili da renderle autostabili e fin qui ci siamo, ma queste ali non sono più vere ali rogallo. l'ala rogallo in senso stretto è formata da 2 superfici coniche congiunte, nelle quali non c'è nessun svergolamento.

la possibile soluzione per la stabilità longitudinale potrebbe allora essere ottenuta con l'abbassamento del baricentro per ottenere cosi un effetto "pendolo". ma anche questa spiegazione non è soddisfacente in quanto il collegamento tra ala e "fusoliera/corpo del velivolo" è snodabile (almeno nelle applicazioni con controllo per spostamento del baricentro).

per intenderci parlo di questo tipo di velivolo http://www.youtube.com/watch?v=AyPszC_Jqaw

Modificato 22 Giugno 2013 da ste1

[Vultur]

Non lo so, ma come si vira con il deltaplano? Sicuro che l'ala di Rogallo non è svergolata?

[ste1]

considerando che sto parlando di ala rogallo pura,

come quelle dei deltaplani di prima generazione come questo per intenderci

vederci dello svergolamento mi vien difficile. le sole possibilità per la stabilita longitudinale che mi vengono in mente sono il baricentro basso e (ma qui devo chiedere conferma, ed è per questo che ho aperto il topic) la flessione sotto carico delle stecche che formano la struttura dando poi all'ala un lieve reflex, quindi la trasformandola in un profilo autostabile. ho fatto un disegno per spiegare meglio la teoria.

http://www.flickr.com/photos/97932222@N06/9114147007/

ovviamente aspetto qualcuno che confermi questa teoria o mi dia spiegazioni sulla stabilità longitudinale dell ala in questione.

Modificato 23 Giugno 2013 da ste1

[Vultur]

Inanzitutto trovo che sia un'ala bellissima.

Se il reflex è così sull'asse longitudinale potrebbe dare uno svergolamento minimo inteso come riduzione dell'angolo di incidenza agli estremi alari, comunque anche se il triangolo con il pilota è basculante potrebbe essere che il "pendolo" sia comunque soggetto alla forza centrifuga che dovrebbe spingere il pilota all'esterno della virata.

Portanza verso l'alto, peso verso il basso, forza centrifuga verso l'esterno, centripeta verso l'interno. La portanza totale è inclinata di un angolo pari all'angolo di bank, la risultante di peso e forza centrifuga è il "peso apparente" ed è opposta alla portanza totale.

 

Ripeto non so come si vira in deltaplano, ma tanto le forze saranno queste.

Forse il baricentro è dato dal peso del pilota, ma anche dalla centrifuga, la cui risultante è il peso apparente. In questo modo FORSE il baricentro non bascula molto verso l'interno, ma si sposta comunque in fuori grazie alla centrifuga, dandò così comunque l'effetto pendolo appeso al centro di portanza.

 

Oppure, la forma doppioconica dell'ala può assimilarsi a un diedro positivo? (Essendo anche che l'asse centrale longitudinale cui è appeso il pilota mi pare più basso delle estremità alari)

 

L'ala che si abbassa in virata si deforma in modo diverso grazie a un reflex? Il reflex maggiore della semiala interna alla virata (lato verso cui credo si sposti il peso del pilota) può ridurne l'angolo di incidenza rispetto alla semiala esterna, causando così l'abbassamento della semiala interna e l'innalzamento di quella esterna come appunto in virata (come un effetto primario degli alettoni)?

 

In virata, se il diedro è positivo come ho detto sopra, il vento relativo della virata (che arriva di lato) potrebbe colpire la semiala interna con un angolo di incidenza maggiore di quella interna, così tenderebbe a risollevarla (è autostabile).

Modificato 23 Giugno 2013 da Vultur

[ste1]

 

Se il reflex è così sull'asse longitudinale potrebbe dare uno svergolamento minimo inteso come riduzione dell'angolo di incidenza agli estremi alari,

 

esatto. sempre se la teoria della flessione delle stecche è confermata.

 

per il resto sei gia qualche passo avanti, cioè alla stabilità sull asse di rollio. mi interessa anche quella ma per ora vorrei focalizzarmi su quella longitudinale. cioè sull asse di beccheggio (su/giu per intenderci). il semplice riprendersi automaticamente da un assetto picchiato o cabrato innescato da causa esterna, quello che devono fare tutti gli aerei per essere stabili.

 

per la rete riesco a trovare poco e mai esaustivo. le uniche pubblicazioni serie parlano sempre di vele moderne che con le rogallo ormai hanno ben poco a che fare.

Modificato 23 Giugno 2013 da ste1

[Vultur]

L'asse longitudinale non è l'asse di beccheggio, ma di rollio. L'asse longitudinale è quello che in un aereo entra dalla punta del mozzo dell'elica ed esce dal cono di coda, il movimento attorno ad esso è il rollio (alettoni).

 

Il movimento di beccheggio è quello attorno all'asse trasversale (quello dell'apertura alare per intenderci).

Modificato 24 Giugno 2013 da Vultur

[ste1]

hai ragione scusa. ho confuso l'asse longitudinale con la stabilità statica longitudinale...

[Vultur]

E quindi di che si tratta di rollio o beccheggio o entrambi?? Cosa volevi sapere?

Modificato 24 Giugno 2013 da Vultur

[ste1]

beccheggio per ora.

[Vultur]

Non lo so, ma credo che sarà ottenuto con spostamenti relativi del entro di gravità e del centro di pressione, a meno che on ci siano controlli che ovviamente non conosco per caso sai se in deltaplano si usano anche le gambe?

 

Dato che non vedo impennaggi di coda tutto sarà controllato con peso e portanza, il centro di gravità si sposterà con il peso del pilota, il centro di pressione si sposta variando l'angolo di incidenza (angolo tra corda alare e traiettoria di volo). Aumentando l'angolo di incidenza il centro di pressione dovrebbe spostarsi in avanti lungo la corda alare e viceversa.

Modificato 24 Giugno 2013 da Vultur

[Vultur]

Dal poco che c'ho capito il controllo attorno all'asse trasversale (beccheggio) è ottenuto solo con il peso, le gambe non c'entrano cioè non ci sarebbero funi attaccate ai piedi del pilota o robe del genere: si controlla tutto spostando il proprio peso in avanti o posteriormente.

Se mi tiro in avanti appesantisco il "muso", l'angolo di incidenza si dovrebbe ridurre, quindi dovrei picchiare. Se mi sposto in dietro accadrebbe il contrario. MA SEI SICURO CHE IL TRIANGOLO SOSPESO E' BASCULANTE??

Non so come sono messi centro di pressione e di gravità sul deltaplano, ma probabilmente sono in configurazone "classica": il baricentro è davanti.

Per lo svergolamento c'ho preso mi sembra! La flessione delle stecche dovuta al mio peso (che tira giù) e all'ala gonfiata dal vento di caduta (che stirerebbe su tutta l'ossatura e me con essa), causerebbe una graduale diminuzione dell'angolo di incidenza andando dal muso alle estremità alari. Questo è come sugli aerei: la radice alare (in questo caso il "muso" del deltaplano tenderebbe a stallare per prima, mentre le estremità ancora portano). Questo per le virate troppo strette (o troppo lente cioè dove sono entrato già troppo lento!), o per le cabrate troppo brusche (o anche qui, dove sono entrato già troppo lento senza riserva di velocità).

Mi pare bellissimo! Aggiungo che l'ala di Rogallo, non so se è reale, ma mi sembra abbia un affinità enorme con il classico aereo di carta appuntito, con gli aquiloni e soprattutto con i grandi uccelli veleggiatori come l'ormai mitico gabbiano!

Modificato 24 Giugno 2013 da Vultur

[ste1]

il triangolo sospeso è fisso. il pilota è basculante

[Vultur]

E allora è il peso del pilota che spostandosi in avanti o in dietro fa variare l'angolo di incidenza. L'angolo di incidenza influisce sul centro d pressione e sul coefficiente di portanza.

Se angolo di incidenza aumenta, il coefficiente di portanza dovrebbe aumentare e il centro di pressione si sposta in avanti verso il bordo d'attacco alare fino a che l'incidenza massima non è superata e non si stalla. Viceversa dovrebbe accadere con una diminuzione dell'incidenza.

 

Io l'ala di Rogallo non l'ho studiata, ma sei sicuro che abbia un profilo convenzionale? Mi pare un delta o un romboide. Non so se già lo sai, ma se la definiscono autostabile e non ha impennaggi di coda, significa che con il reflex lo svergolamento di estremità può essere tale da realizzare una S in profilo, per esempio sotto carico e in deformazione l'estremità alare potrebbe raggiungere angoli di incidenza addirittura negativi grazie al reflex, agendo così come "piano di coda". L'angolo di freccia alare positiva poi potrebbe far cadere l'estremità alare nel "punto giusto" per dare il corretto momento deportante:

 

Modificato 26 Giugno 2013 da Vultur

[ste1]

E allora è il peso del pilota che spostandosi in avanti o in dietro fa variare l'angolo di incidenza.

 

ed è cosi che variano il rateo di salita o di discesa, e nella stessa maniera (spostando il peso) virano anche, è per quello che si chiamano pendolari. e fin qui ci siamo.

ora facciamo un passo indietro. prima di dare una risposta bisogna capire bene la domanda. cosa intendiamo per stabilità di un aereo sul piano di beccheggio?.

"Per stabilità statica longitudinale si intende la capacità di un velivolo di riguadagnare un precedente assetto di equilibrio longitudinale una volta esaurito l'effetto di una piccola perturbazione che agisca nel piano di beccheggio del velivolo stesso."

a mio avviso tutto cio deve avvenire senza intervento del pilota, ma a comandi liberi: cioè il pilota non tocca i controlli (nel nostro caso la barra).

ma se il pilota su un delta non è solidale alla barra il principio pendolo va a farsi benedire perche ad un cambiamento dell angolo di incidenza non corrisponde uno spostamento del baricentro.

a questo punto dovrebbe. secondo questa mia teoria, entrare in gioco qualcos d'altro per stabilizzare l'ala. cio potrebbe essere dato da un ala autostabile. di cui conosco perfettamente il principio di funzionamento. tale condizione di autostabilita sarebbe data dall angolo di reflex della vela risultante dalla flessione della struttura

 

Io l'ala di Rogallo non l'ho studiata, ma sei sicuro che abbia un profilo convenzionale?

 

le ali rogallo in pratica sono profili sottili essendo un mono strato di tela. se poi queste ali abbiano un profilo autostabile o uno convenzionale è un po la domanda del topic

[Vultur]

Ok. Tu intendi la stabilità longitudinale del velivolo non l'asse longitudinale.

 

La stabilità longitudinale è il beccheggio, attorno all'asse di beccheggio che nell'aereo si chiama asse Y e si sviluppa nel piano dell'apertura alare.

 

Tu ti riferisci alla stabilità longitudinale (beccheggio) dell'aereo "... senza intervento del pilota, ma a comandi liberi". Questo io credo su un aereo normale (con impennaggi di coda) riguardi la compensazione e il trim.

Senza intervento del pilota infatti un aereo "normale" mantiene la sua posizione di equilibrio attorno ai vari assi (vedi stabilità e trim). In questi aerei (normali) il baricentro è messo davanti al fuoco dell'ala, che ha un profilo convenzionale ed è la coda (piano di coda) che compensa il momento picchiante con un'azione deportante (momento cabrante). Questo perché un'ala a profilo convenzionale da sola (cioè senza piano di coda) non è abbastanza stabile: non potrebbe volare.

 

Ma un delta la coda (impennaggi) non ce li ha, eppure l'ala di Rogallo è stabile lo stesso. E' questo, insieme alla parola "autostabile", che mi ha fatto postare il profilo di cui sopra: l'ala di Rogallo quindi ha probabilmente un profilo non convenzionale, cioè una S, cioè una doppia curva. Questo non è un profilo convenzionale, ma è un profilo per aerei tutt'ala. In cui la doppia curvatura compensa il momento picchiante che avrebbe l'ala da sola se fosse a profilo classico e messa in un aereo normale (ma privato del piano di coda) dove il baricentro è porto davanti al fuoco dell'ala.

Inoltre, non sono un deltaplanista, ma il fatto che il pilota è sospeso non dovrebbe trarre in inganno perché il pilota si fissa con le braccia alla barra e le trasmette lo spostamento del proprio baricentro, del baricentro del proprio corpo. (La cosa richiederà quasi sicuramente per lo meno un discreto allenamento fisico, penso soprattutto ai muscoli addominali e lombari ed alle braccia, perché il corpo andrà mantenuto in asse, dritto sennò il baricentro non si sposta). Un po' come fa un atleta agli anelli:

 

http://www.manualedivololibero.com/delta/delta06.asp

 

Nota anche nei vari disegni del deltaplano come l'ala gonfiata dal vento di caduta agli estremi sembra avere un profilo invertito, cioè una S, cioè un profilo autostabile.

Un velivolo è in equilibrio, da quel che so io, quando l centro di pressione e il centro di gravità (o baricentro) coincidono e/o quando la somma algebrica di tutti i momenti agenti su di esso è zero.

Un'ala a profilo convenzionale da sola dà un momento picchiate all'aereo e ha bisogno del piano di coda che essendo deportante fa abbassare la coda compensando il momento picchiante del muso. Un tutt'ala il piano di coda non ce l'ha per cui ha bisogno di un certo grado di freccia positiva e di un profilo alare non convenzionale a S, con gli estremi che agiscano da "piano di coda".

Modificato 27 Giugno 2013 da Vultur

[ste1]

attenzione. io non sto parlando di deltaplani moderni che sono tuttala autostabili. e questo è certo.

 

 

io sto parlando di ala rogallo pura. deltaplano di prima generazione.

 

 

 

piccolo ot:

 

. In questi aerei (normali) il baricentro è messo davanti al fuoco dell'ala, che ha un profilo convenzionale ed è la coda (piano di coda) che compensa il momento picchiante con un'azione deportante (momento cabrante). Questo perché un'ala a profilo convenzionale da sola (cioè senza piano di coda) non è abbastanza stabile: non potrebbe volare.

 

ni. non è correttissima questa affefmazione. senò i canard senza fly-by-wire non potrebbero volare. ed invece lo fanno.

si puo anche volare con un aereo convenzionale (non canard) con il baricentro dietro il fuoco dell ala se l'aereo è progettato per farlo.

che io sappia il principio base della stabilità degli aereoplani dice che l'ala che sta davanti deve avere un angolo di incidenza maggiore dell ala che sta dietro. tanto maggiore è la differenza di incidenza tanto maggiore è la stabilità. (se non sbaglio si definisce angolo di decalage).

che poi il 90% degli aerei vola con una configurazione con piano di coda deportante è perche tale configurazione, a scapito della perdita di un po di efficienza. porta tanti vantaggi.

 

fine ot.

 

un secondo modo per ottenere stabilità è abbassare il baricentro. ovviamente una soluzione non esclude l'altra e si possono utilizzare entrambe sullo stesso velivolo sommandone gli effetti stabilizzanti.

 

un ala autostabile non deve aver per forza un profilo a "S", ma basta un angolo di reflex anche solo nella parte posteriore. che è quello che secondo me accade sulle ali rogallo. questa foto spiega un pochino il concetto:

 

esistono 4 steche: 2 per i bordi di attacco. una longitudinale (dalla punta alla coda) ed una trasversale. che interseca piu o meno a meta le altre 3.

secondo me in questa foto si vede che le stecche del bordo di attacco, dopo aver incrociato quella trasversale, flettono un pochino verso l'alto e verso il centro. se si guarda il profilo del telo, si vede bene che non è dritto ma cambia angolo di incidenza. ecco secondo me è questo che rende stabile quest ala. sommato anche al baricentro basso rispetto al centro di portanza.

e a guardare le foto dei vecchi deltaplani sembra che la posizione del pilota (la maggior parte del peso) si più bassa rispetto a quella dei delta moderni.

[Vultur]

Ma mi sa che forse la stiamo complicando troppo. L'ala di Rogallo sono due emiconi attaccati su un lato. Quindi il bordo d'attacco non è dritto, ma a freccia.

Chi sa che percorso seguono i rivoli dell'aria sul dorso del cono, dall'apice fino alla "base" cioè fino al bordo d'uscita? Può darsi che il profilo cambi per questo, cioè per il fatto che il cono non investe l'aria dritto nel senso del suo asse longitudinale, ma obliquamente, su un lato. Cioè, il diametro del cono alla punta davanti è piccolissimo e aumenta fino in coda. L'aria lo investe obliquamente su un lato. Non ho un modello tridimensionale, ma potrebbe darsi che in avanti il profilo che incontra l'aria è quasi piatto, mentre in coda quasi verticale.

Questo potrebbe dare lo svergolamento.

Con il peso del pilota poi lo stiramento in basso dell'intelaiatura e il rigonfiamento in alto dell'ala dovrebbero accentuare tutto quanto detto sopra, perchè l'apertura alare per il peso si dovrebbe restringere, per cui le "pareti" dei due emi-coni dovrebbero "verticalizzarsi" ancora di più, specie in coda.

Modificato 27 Giugno 2013 da Vultur

[Robby]

Me l' ero perso questo post...

Dunque, cominciamo col dire che per trovare una risposta forse andrebbe chiarita la domanda, magari mettendo dei paletti.

 

Cominciamo col precisare che autostabile e staticamente stabile sono due concetti differenti.

A me pare che se parliamo esclusivamente di ali in tela, un certo reflex è scontato, e questo spiegherebbe facilmente perchè il profilo è autostabile.

Ben diverso il discorso su stabilità statiche e dinamiche positive, che non mi sembrano proprio caratteristiche tipiche di questo tipo di ala.

 

Poi se è di caratteristiche aerodinamiche che stiamo parlando, il discorso sul pendolo è ininfluente.

[Vultur]

Se la stabilità statica non è di quest'ala allora significa che senza pilota sotto non vola?

[Robby]

In sostanza è così, il reflex la rende autostabile.

Ma parlando di stabilità statica se ci pensi, cabrando si incrementa il reflex che incrementa la deportanza in coda amplificando la cabrata.

Nei velivoli stabili, come hai già detto tu, ogni variazione d' assetto tende ad essere smorzata. in questo caso succede esattamente il contrario.

[Vultur]

E' un'ala geniale anche perchè è semplicissima, mò m'avete fatto venire voglia di costruirmene una. E ti pareva che gli ideatori non erano di origine italiana?

Modificato 29 Giugno 2013 da Vultur

[ste1]

In sostanza è così, il reflex la rende autostabile.

Ma parlando di stabilità statica se ci pensi, cabrando si incrementa il reflex che incrementa la deportanza in coda amplificando la cabrata.

Nei velivoli stabili, come hai già detto tu, ogni variazione d' assetto tende ad essere smorzata. in questo caso succede esattamente il contrario

 

teoricamente. ma in realta cabrando si perde energia e quindi velocita. fino a che o si stabilizza il rateo di salita o si stalla e si butta giu il muso. (se l'energia iniziale era tanta potrebbero verificarsi uno o piu loop).

[Vultur]

No no, non teoricamente mi sa proprio che è così: si cabra spostando in dietro il proprio peso, il baricentro arretra, il reflex arretra, le estremità alari diventano ancor più deportanti. Ma anche senza reflex il profilo del mezzo cono se lo inclini verso l'alto (aumenta incidenza) dovrebbe darti un maggior profilo deportante alle estremità. Sarebbe il contrario di un aereo "classico".

Che poi sali fino a stallare, o andare addirittura in volo invertito lo decidi tu, l'importante è che non sgonfi la gobba dell'ala per questo ho visto che hanno delle stecche profilate nello spessore del tessuto che mantengono il profilo alare.

Modificato 29 Giugno 2013 da Vultur

[Robby]

 

teoricamente. ma in realta cabrando si perde energia e quindi velocita. fino a che o si stabilizza il rateo di salita o si stalla e si butta giu il muso. (se l'energia iniziale era tanta potrebbero verificarsi uno o piu loop).

Beh, i concetti di stabilità statiche e dinamiche non me li invento io...

Se un velivolo reagisce ad una cabrata amplificandola, si definisce instabile...posto che qui si stia parlando delle caratteristiche dell' ala, a prescindere dagli effetti del pendolo.

La metà anteriore è composta fondamentalmente di un triangolo abbastanza rigido ed indeformabile, mentre la metà posteriore è più libera di subire flessioni.

Ad un aumento dell' incidenza la tela dietro "tira" le stecche verso l' interno e verso l' alto, con due effetti: una flessione verso l' alto del profilo, ed una riduzione della superficie proiettata.Entrambi questi effetti amplificano l' effetto cabrante.

Conseguenza: L' ala stalla ed il "muso" cade, si riguadagna energia ed il ciclo si ripete con un bel volo a delfino.

Oppure a seguito dello stallo l' incidenza cala talmente tanto che il profilo si "sgonfia" e va tutto a donne allegre.

[ste1]

non son convinto che il muso stalli sempre. anche se l'angolo di reflex sotto carico aumenta non è detto che aumenti a sufficienza per riuscire a continuare a far cabrare il velivolo.