Se l'aereo non rientra nel cono di Mach

[Rexor_1]

Salve a tutti, perchè è il mio primo post.

 

Leggendo sul Su-47 Berkut, ho notato che vi sono due stime sulla sua velocità max ; una afferma che dovrebbe essere ben oltre Mach 2, l'altra intorno a Mach 1,6 "perchè con le ali a freccia negativa è difficile far rientrare l'aereo nel cono di Mach".

 

Mi chiedevo se qualcuno potesse spiegarmi cosa comporterebbe avere l'estremità delle ali, ad esempio, fuori dal cono di Mach ?

Esempi : Difficoltà o impossibilità di controllo ? Esagerata resistenza aerodinamica ? Impossibilità al superamento di velocità oltre che lievemente supersoniche ?

 

Grazie in anticipo.

[Flaggy]

Più che di cono di mach è una questione d’interazione fra deformazione dell’ala, aerodinamica e onde d’urto prodotte dall’ala e dal resto del velivolo.

Essenzialmente, davanti all’ala in un velivolo supersonico, le onde d’urto si possono formare in vari punti di discontinuità (prese d’aria, radice alare, estensioni di bordo d’attacco, canard e ovviamente il muso.

D'altra parte, nel Berkut, le onde d’urto che si staccano dai canard arrivano a interessare l’ala a velocità anche inferiori a quelle prodotte dal muso.

 

Perciò, non è che l’ala del velivolo e le sue onde d'urto non possano incontrare anche l’onda d’urto prodotta dal muso e i progettisti russi sapevano che se volevano superare mach 1.6 dovevano affrontare questa condizione.

Il problema è però che quando l’aria attraversa un’onda d’urto possono succedere fenomeni spiacevoli come, distorsioni del flusso, interazioni fra diverse onde d’urto che s’incrociano, turbolenze e modifiche della distribuzione delle forze aerodinamiche sull’ala, che si può deformare in modo anche vistoso considerate le velocità e quindi le forze aerodinamiche in gioco.

 

Purtroppo un’ala a freccia inversa, oltre ad anticipare l’entrata delle estremità alari nell’onda d’urto prodotta dal muso (nel Berkut questo avveniva effettivamente attorno a mach 1.6 con l’onda d’urto inclinata di circa 40°), avrebbe la naturale tendenza ad amplificare le oscillazioni: tendenzialmente un aumento di portanza torcerebbe l’ala a cabrare aumentando ulteriormente la portanza con conseguente ulteriore torsione.

Quindi, da un lato è necessario l’utilizzo di materiali compositi che la rendano più rigida e soprattutto atta ad accoppiare flessione verso l’alto e torsione a picchiare in modo da contrastare la deformazione naturale a cabrare e dall’altro è necessario un sistema di comandi di volo opportunamente programmato per agire sulle superfici mobili e contrastare tutti le oscillazioni, cosa tutt’altro che facile.

 

Il Berkut raggiunse mach 1.6, ma potenzialmente poteva andare oltre, solo che i test terminarono prima che si fosse in grado di ampliare l’inviluppo di volo affrontando le grosse problematiche aeroelastiche insite nella formula.

Modificato 8 Aprile 2014 da Flaggy

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Wow, gran bella risposta. Complimenti !