Aerei acrobatici

[Filo]

Ciao a tutti,

ho letto che alcuni aerei acrobatici possono arrivare a sopportare 12 G, un valore superiore a molti caccia militari, anche moderni. Come è possibile? Mi sembrano abbastanza semplici come struttura ed utilizzano materiali non particolarmente elaborati.

Quali sono le caratteristiche di un aereo acrobatico?

[Robby]

La semplicità in questo caso è un vantaggio, meno cose ci sono e meno se ne possono rompere.

In ogni caso si tratta di velivoli parecchio più piccoli e meno complessi rispetto ad un caccia, con costruzione solitamente in compositi e/o a traliccio metallico.

Pertanto è proprio la massa ridotta, unita a soluzioni strutturali semplici e robuste, a renderli particolarmente tolleranti agli "strapazzi".

[proximo]

Ciao a tutti,

....

Quali sono le caratteristiche di un aereo acrobatico?

La leggerezza (come scritto sopra).

Modificato 4 Febbraio 2018 da proximo

[proximo]

Ciao a tutti,

ho letto che alcuni aerei acrobatici possono arrivare a sopportare 12 G, un valore superiore a molti caccia militari, anche moderni. Come è possibile? Mi sembrano abbastanza semplici come struttura ed utilizzano materiali non particolarmente elaborati.

Quali sono le caratteristiche di un aereo acrobatico?

Riprendo la discussione perchè non avevo tempo. Io penso che uno dei motivi per cui come tu dici alcuni aerei acrobatici sono molto tolleranti a elevati carichi di G è anche la loro leggerezza. Alcuni insetti sono in grado di avere una G-tolerance elevatissima, ma hanno un peso bassissimo. L'accelerazione di gravità sulla superficie terrestre è 9,8 m/s2. Un Newton è la forza in grado di accelerare una massa di 1 Kg x 1 m /s2. La forza o accelerazione di gravità che agisce su una persona di 70 Kg dovrebbe essere 70 x 9,8 = 686 Newtons, questo sarebbe 1 G, la normale accelerazione di gravità sulla terra su una persona di 70 Kg. Per sapere la forza in Newtons che agisce su una persona di 70 Kg sottoposta questa volta a 12 G, io credo che si possa impostare il problema così: Newtons totali / Newtons di 1G = 12 G. Significa che i Newtons totali a 12 G su una persona di 70 Kg sono = 686 x 12 = 8.232 Newtons. Si è passati da una forza di 686 N (a 1G), a una di 8.232 N a 12G.

Una mosca pesa 15 mg. Quindi a 1G viene 0,000015 Kg x 9,8 = 0, 000147 N, questa è la forza che agisce su una mosca ferma sulla superficie terrestre (1G). Una mosca a 12 G invece sperimenta una forza in N = a 0,000147 x 12 = 0,00176 N. Contro gli 8.232 N di un uomo di 70 Kg a 12G. Significa che una mosca a 12G sperimenta una forza in N enormemente inferiore a quella sperimentata dall'uomo di 70 Kg sempre a 12G e questo è dovuto alla leggerezza della mosca (le mosche pare, possono sopportare fino a centinaia di G proprio a causa della loro leggerezza).

Se un aereo da caccia pesa 30.000 Kg, fermo sulla pista a 1G sopporta una forza pari a 30.000 x 9,8 = 294.000 N. Quell'aereo a 12G supporta una forza in N = a 294.000 x 12 = 3.528.000 N.

Un aereo acrobatico pesa 1.000 Kg. a 1G la forza che agisce su di lui è = 1.000 x 9,8 = 9.800 N. Quell'aereo a 12G sopporterà una forza = a 9.800 x 12 = 117.600 N; contro i 3.528.000 del caccia da 30 tonnellate. (Se è tutto sbagliato mi scuso, cancellate).

Modificato 8 Febbraio 2018 da proximo

[Filo]

E' chiaro che il peso svolge un ruolo importante, ma gli aerei militari rappresentano la massima espressione dell'ingegneria aeronautica, mentre quelli acrobatici sono abbastanza semplici. Pensare che abbiano prestazioni superiori è strano.

[Flaggy]

In realtà la contraddizione è solo apparente.

Prima di tutto perchè certi limiti non li impone la struttura, ma il pilota.
Gli aerei militari potrebbero essere anche progettati per fare di più, ma a che serve se oltre i 9g ci vuole Superman a pilotarli?
Anche quelli acrobatici sono solitamente limitati a 9g e se alcuni vanno oltre lo fanno per istanti altrimenti tanti saluti al pilota.

 

Nel raggiungere certi limiti però gli aerei acrobatici sono favoriti e possono farlo con strutture più leggere e meno avanzate.
Questo perchè essenzialmente sono...vuoti.

 

Lo scopo della loro struttura è essenzialmente portare a spasso un motore, il pilota e il quantitativo di carburante necessario a fare quanto richiesto.
A mettere in crisi la struttura non è tanto il peso, quanto dove esso sia distribuito.
Solitamente è in gran parte concentrato in fusoliera.
Il problema è che viene equilibrato da un’altra parte: dall’ala che genera la portanza.

 

A questo punto il problema di tutte le strutture è trasferire le forze: è questa dinamica che porta le strutture a flettersi richiedendo di appesantirle.

 

Gli aerei acrobatici, avendo una fusoliera leggera (in pratica deve contenere il motore e il pilota, oltre a sorreggere i piani di coda), possono essere dotati di una struttura che in sostanza deve reggere se stessa e quindi è a sua volta molto leggera e relativamente semplice.
Si crea insomma un circolo virtuoso progettuale.

Modificato 8 Febbraio 2018 da Flaggy

[proximo]

E' chiaro che il peso svolge un ruolo importante, ma gli aerei militari rappresentano la massima espressione dell'ingegneria aeronautica, mentre quelli acrobatici sono abbastanza semplici. Pensare che abbiano prestazioni superiori è strano.

 

Chi dice che gli acrobatici sono "semplici"? Ogni realizzazione a un certo livello rappresenta la massima espressione dell'ingegneria. E ci sono missili che superano di gran lunga le G degli aerei acrobatici.

Modificato 10 Febbraio 2018 da proximo

[Robby]

Il fatto che siano semplici non significa che siano tecnologicamente poco avanzati, ma certo di "tecnologia" se ne portano addosso molta di meno...

Come detto sopra le parti non portanti di un caccia contengono una quantità di impianti che su un acrobatico mancano.

Inoltre le dimensioni giocano un ruolo determinante, infatti un missile sopporta carichi molto più elevati proprio perché è molto più piccolo e leggero.

All' aumentare delle dimensioni, superfici e masse aumentano con la regola del quadrato/cubo pertanto, per fare un esempio banale,

un aeromodello sopporterà fattori di carico enormemente superiori rispetto alla sua controparte reale,

perché le superfici portanti e la struttura che le ancora alla fusoliera dovranno controbilanciare forze inerziali molto più ridotte.

 

Poi, come detto da Flaggy, non è che un caccia non si possa fare più robusto. Semplicemente un pilota non sopporterebbe fattori di carico tanto elevati per periodi prolungati.

E' vero che in acrobazia "si tira" di più, ma le manovre sono generalmente più secche e di breve durata.

Modificato 12 Febbraio 2018 da Robby