Concetti di Stabilità e Instabilità

[Filo]

Ciao a tutti,

vorrei sapere per quale motivo se il baricentro è posto davanti al punto di applicazione della portanza si parla di aereo STABILE (esempio Mig-21) ed invece se è posto dietro si parla di aereo INSTABILE (esempio F-16).

Nel primo caso il piano di coda orizzontale genera una deportanza, mentre nel secondo caso una portanza. Queste forze sono necessarie per equilibrare il momento picchiante (nel primo caso) o cabrante (nel secondo).

Il concetto di equlibrare con il piano orizzontale di coda non è uguale?

[Flaggy]

In entrambii casi forze e momenti si annullano, perchè il velivolo è in equilibrio statico longitudinale, ma la differenza nei due casi è in cosa succede quando l’equilibrio viene perturbato.
Per capire se un velivolo sia stabile o meno ci sarebbe da divertirsi col diagramma del Crocco: in effetti a una domanda apparentemente semplice non sempre si può dare una risposta tanto esaustiva quanto semplice...e se fai una ricerca finirai col trovare dei bei testi universitari che parlano di tale diagramma e dell’influenza sulla stabilità dei punti di applicazione di peso e portanza, piuttosto che della distanza ala-coda o delle dimensioni delle suddette superfici portanti.
Cercando qualcosa di più semplice possibile...

http://www.e-ser.eu/Aeronautica/sta110.htm

[Filo]

Ho dato un'occhiata ed ho inteso cosi: aumentando la portanza nel caso di aereo stabile la rotazione abbassa il muso ed automaticamente si riduce la portanza ripristinando l'equilibrio, nel caso di aereo instabile la rotazione alza il muso generando ulteriore portanza e quindi la tendenza al ribaltamento.

[Flaggy]

Stringi stringi è quello che succede.

[Robby]

Sempre semplificando, puoi vederla anche in un altro modo: nel velivolo tradizionale in caso di diminuzione di velocità il piano di coda (deportante) perde autorità, pertanto il baricentro avanzato fa abbassare il muso.

Aumentando la velocità le superfici in coda riacquistano autorità ed aumenta la forza a cabrare.

Ne nasce un moto "delfinato" che in condizioni normali si smorza progressivamente in 2 o tre cicli, se l' interazione tra masse e superfici è stata studiata correttamente.

Fino alla prossima perturbazione.

 

L' F16 invece è stato definto a "stabilità statica rilassata", ovvero con baricentro pressochè coincidente con il centro di pressione aerodinamica.

In volo rettilineo pertanto l' efficienza è maggiore perchè il piano di coda è neutro, non producendo forze e lasciando produrre all' ala tutta la portanza necessaria.

Inoltre aumenta la manovrabilità perchè la superfice di coda non deve contrastare la naturale tendenza picchiante di un velivolo a baricentro avanzato.

Il problema è che ad incidenze elevate per produrre un momento picchiante deve assumere un' incidenza maggiore rispetto all' ala, arrivando a stallare prima.

Il che implica l' impossibilità di recuperare uno stallo. Per questo serve un sistema di controllo computerizzato che impedisca di arrivare al limite.

 

Sui velivoli successivi si è andati oltre, spostando il baricentro ancora più indietro per ottenere una naturale tendenza a cabrare a vantaggio della manovrabilità.

Naturalmente questo si paga in termini di efficienza aerodinamica, e con la necessità di far sovrintendere il controllo del velivolo all FCC/FCS.

Modificato 23 Marzo 2018 da Robby

[Mustanghino]

E' il concetto di equilibrio stabile e instabile tanto caro alla meccanica razionale: prendi una palla e posala sulla cima di un dosso, o sul fondo di una cunetta: se è in piano non succede nulla fino a che qualcosa la perturba, quindi sa in equilibrio. Se avviene qualche azione esterna, che la fa muovere, la palla nella cunetta oscillerà intorno alla cunetta più o meno a lungo tempo fino a che le forze di attrito non la porteranno ad assumere la posizione di partenza, quindi l'equilibrio è stabile, in quanto a seguito di un'azione, alla fine prima o poi si torna al punto di partenza. La palla sul dosso, invece se ne andrà via e ciao ciao: equilibrio instabile

[Flaggy]

Il problema che mi risulta avere l’F-16 è forse più complesso: al velivolo non è che sia precluso lo stallo, ma il pilota deve fare attenzione a non entrare nel successivo deep stall (condizione pericolosa, ma da cui comunque può ancora uscire).
E’ vero che la coda potrebbe non avere sufficiente autorità di controllo per uscire dalla condizione di stallo, ma questa situazione di mancanza di autorità di controllo, ha origini più profonde della sola configurazione di stabilità rilassata che di per se non sarebbe sufficiente a determinarla.
All’aumentare infatti dell’incidenza l’ala si avvicina allo stallo, ma, proprio perché portanza e peso hanno punti di applicazione molto vicini, il piano di coda resta comunque poco caricato e ruotato all’ingiù rispetto all’asse di fusoliera se il velivolo è in equilibrio: la coda può quindi ancora realizzare portanza o deportanza (anche con l'ala in stallo) e con esse momenti sia cabrare che picchiare per variare quell'equilibrio.

 

Il problema però capita in determinate condizioni di carico e comunque ad elevatissime incidenze (credo siamo oltre i 50° di AOA) e quando ormai l’ala è stallata (quanto meno la parte non investita dai vortici dei lerx).
A questo punto le LERX (le generose estensioni di bordo d’attacco di cui l’F-16 è dotato) sono tutto fuorché stallate, anzi generano un maggior contributo portante e, a causa della loro posizione avanzata, un momento cabrante che continua ad aumentare con l’incidenza fino al punto che la coda non riesce più a controbilanciarlo con una rotazione verso l’alto.
Benché l’avere delle generose estensioni di bordo d’attacco non sia certo una prerogativa del solo F-16, nel caso di questo velivolo il pilota si ritrova a fronteggiare il cosiddetto deep stall.
Il pilota però può ancora uscirne attivando una modalità manuale di controllo della coda: con una procedura forse contro-intuitiva, invece che cercare subito di far picchiare l’aereo tira la barra a se aumentando ulteriormente l’incidenza (così stallano anche le LERX) e quindi immediatamente dopo la spinge avanti e innesca una rotazione a picchiare che porta a recuperare il velivolo al di sotto dell’incidenza di deep stall: questa procedura sull’F-16 block 60 diventa automatica e gestita dal FBW.

 

One hallmark of the F-16 has been its carefree manoeuvre envelope. In general, the aircraft has few pilot-observed operating limitations. After deliberate mishandling with certain centre-of-gravity positions and stores configurations, however, the aircraft could stabilise at a stalled angle of attack (AoA) where there is insufficient nose-down pitch authority to recover the aircraft. This phenomenon is called a deep stall.
To effect a recovery in the past, the pilot activated a manual pitch override switch to give him direct control of the horizontal tail. In this manual mode, the pilot first pulls the nose up and then pushes it down to establish a pro-recovery pitch rate. This pilot-initiated pitch rocking will break the stalled AoA and allow recovery to controlled flight. In the Block 60 there is an automatic deep stall recovery (ADSR) mode built into the flight control laws. If a deep stall condition is entered, the ADSR will automatically pitch-rock the aircraft and recover it to controlled flight.

 

https://www.flightglobal.com/news/articles/flight-test-lockheed-martin-f-16ef-block-60-bridging-the-gap-174510/

 

Da notare che tutto ciò è possibile perché la coda ha comunque una sufficiente superficie per generare la portanza richiesta, ma non è sempre stato così…
Forse qualcuno si sarà chiesto come mai l’F-16 abbia quello strano disallineamento o gradino fra aerofreni e piani orizzontali di coda.

 

 

Ebbene, il deep stall fu una spiacevole sorpresa durante i test sull’YF-16 che quel gradino non ce l’aveva: sugli aerei di serie si decise quindi di incrementare del 25% la superficie dei piani di coda arretrandone il bordo d’uscita. Una maggore superficie forniva un maggiore controllo sull'asse di beccheggio.

 

Early on, tests of a YF-16 model indicated that if angle of attack was not limited by the flight control system, the aircraft could pitch up and attain an undesirable trimmed condition at very high angles of attack with insufficient nose-down aerodynamic control to recover normal flight. NASA Langley researchers viewed this "deep" stall as a serious problem that would require significant research for resolution. High-angle-of-attack test results obtained on models of the early production version of the F-16 configuration showed the same deep-stall trimmed condition that was noted in the YF-16 results. In subsequent high-angle-of-attack flight evaluations at Edwards Air Force Base, an F-16 that had been subjected to rapid rolls at diminishing airspeeds in vertical zoom climbs suddenly entered a stabilized deep-stall condition and the pilot was unable to recover the aircraft with normal aerodynamic controls. Fortunately, the test aircraft was equipped with an emergency spin recovery parachute that was deployed to recover the aircraft to normal flight conditions. This event brought all high-angle-of-attack flight tests of the F-16 to a stand-still while a solution to the deep stall could be found. The ultimate fix for the problem (which also improved takeoff performance) was increasing the size of the horizontal tail about 25 percent. This solution has been incorporated in all F-16 production aircraft.

 

https://www.globalsecurity.org/military/systems/aircraft/f-16-history.htm

 

Velivoli più recenti come l’F-22 o l’F-35, col baricentro ancor più arretrato, hanno in verità ancora un vantaggio notevole in efficienza (oltre che in manovra) rispetto ad un velivolo stabile, perché nessuna superficie è deportante e quindi non si crea uno “spreco di portanza” alare per controbilanciarla e con essa ulteriore inutile resistenza indotta.

Anzi, sul Silent Eagle si pensò di ricorrere a tale soluzione (arretrando il baricentro rispetto all'F-15E standard) anche per ridurre il consumo di carburante e compensarne la riduzione legata alla creazione delle stive all'interno dei fast pack, prima riempiti di solo carburante.

Comunque tali velivoli sono però progettati perché il piano di coda stalli dopo l’ala e ad esempio le LERX dell'F-35, per quanto presenti, sono più piccole e vicine all’ala.
A questo punto un aereo come il Lightning II riesce a raggiungere anche incidenze di 50°, ma con ancora la capacità di orientare il muso in ogni direzione benché abbia l’ala sia in stallo e non abbia nemmeno gli ugelli orientabili come l’F-22.

Modificato 25 Marzo 2018 da Flaggy

[Robby]

Ricordavo quella procedura in merito all' F16, definita da qualcuno "volo a foglia morta". In effetti l'espressione rende l' idea... peraltro occorre considerare anche l' effetto della resistenza prodotta dai piani di coda, che visto il braccio ed il vettore rispetto alla direzione del moto ad elevate incidenze produce un momento picchiante anche a superfici stallate.

Certo in tutto questo occorre metterci anche i momenti d'inerzia sul pitch dell' intera struttura, e non è detto che la stessa tecnica possa funzionare su altri velivoli.

Comunque l'azione sui comandi è sostanzialmente simile a quello che si fa in acrobazia per rendere più spettacolare la scampanata,

accentuando il movimento a pendolo che fa il velivolo nella fase discendente dopo la retromarcia.

 

 

Velivoli più recenti come l’F-22 o l’F-35, col baricentro ancor più arretrato, hanno in verità ancora un vantaggio notevole in efficienza (oltre che in manovra) rispetto ad un velivolo stabile, perché nessuna superficie è deportante e quindi non si crea uno “spreco di portanza” alare per controbilanciarla e con essa ulteriore inutile resistenza indotta.

Sicuramente l' efficienza è maggiore rispetto ad un velivolo stabile tradizionale, tuttavia rispetto ad uno a stabilità neutra ho qualche dubbio, in particolare nelle manovre ad alto fattore di carico, laddove il momento cabrante indotto dal baricentro arretrato porta i piani di coda a dover produrre una percentuale sempre maggiore della portanza complessivamente necessaria.

Ed il modo più efficiente di produrre quella portanza sarebbe di farlo con l' ala, sebbene in questo modo sia quasi come incrementare camber e superfice portante solo quando serve... Sicuramente quelli che hanno progettato questi velivoli sanno il fatto loro

Modificato 25 Marzo 2018 da Robby

[Flaggy]

Per fare una manovra a un certo fattore di carico la portanza deve avere un certo valore e non credo alla fine cambi moltissimo se a generarla sia l’ala o se questa si faccia aiutare dalla coda (in fondo la resistenza è proporzionale alla superficie per quanto questa venga spartita in modo diverso fra ala e coda a seconda del velivolo).
Certo, dipende da come l’ala e i piani orizzontali di coda sono progettati, ma credo che alla fine quello che conti di più è che tutta la portanza sia usata per fare la manovra e non per equilibrare il momento picchiante dovuto al peso e sprecata per vincere la maggiore inerzia che rallenta le manovre di un velivolo stabile. Questo si che ha effetti tangibili sia in crociera che in manovra.
L’efficienza è resta un rapporto portanza/resistenza e avere meno resistenza a parità di portanza (o meglio della risultate della portanza alare e di coda) porta comunque ad una maggiore efficienza: è questo a cui si punta per avere una tangibile riduzione dei consumi.

Poi, in ogni caso quando si parla di efficiente utilizzo del carburante ci si riferisce più che altro al volo di crociera dove un velivolo intrinsecamente instabile a parità di prestazioni può avere un’ala più piccola, con conseguente minore peso e resistenza (sia indotta che di forma).

[Filo]

I canard come influiscono sulla instabilità-manovrabilità? Alcuni velivoli li hanno fissi ed altri mobili, cosa cambia? Ho anche notato che a volte sono stati aggiunti in seguito, quindi immagino che non stravolgano l'aerodinamica.

[Flaggy]

Il canard fornisce sempre è comunque un contributo instabilizzante, il che però non significa automaticamente che il velivolo che lo adotti sia instabile.

Ad esempio il Viggen svedese era un velivolo stabile (l’ala che sta dietro comunque dava un contributo stabilizzante più grande) mentre tutti gli attuali 3 eurocanard sono intrinsecamente instabili.

Su alcuni velivoli sono stati aggiunti in seguito, ma non certo senza conseguenze.

Ad esempio sul velivolo di test F-15 STOL/MTD furono aggiunti dei pianetti canard (erano i piani di coda dell’F-18), ma il risultato fu che l’aereo da stabile divenne instabile e furono incrementate sia la manovrabilità che le doti STOL, anche per via dell’introduzione degli ugelli orientabili.

Sull’F-16 AFTI, anche questo un velivolo di test, furono aggiunti i piani canard ai lati della presa d’aria rendendo il velivolo decisamente più instabile. Immaglino che il problema del superstallo sia stato superato anche se l’aereo aveva dei piani di coda di superficie non incrementata del 25%, tanto era sempre possibile ridurre l’incidenza usando una rotazione a picchiare dei canard.

Sui Su-30 e Su-34 furono aggiunti dei canard alla conficurazione del Su-27 da cui derivavano, ma quest'ultimo era già un velivolo intrinsecamente instabile: semplicemente questi due aerei avevano il muso molto pesante e l’aggiunta di superfici portanti anteriori era volta all’evitare di creare dei ferri da stiro con la coda deportante e incapace di realizzare in manovra dei momenti di beccheggio sufficienti.
Il successivo Su-35 non ha il muso così pesante e dei canard ne fa a meno.

Anche per il Kfir israeliano (rielaborazione del Mirage III), l’aggiunta di piccoli “baffi” fissi anteriori era volta a compensare un baricentro rirenuto altrimenti troppo avanzato, pur rimanendo in una configurazione intrinsecamente stabile governata da tradizionali comandi meccanici e non certo da fly by wire.

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Con riferimento al Kfir ho notato che hanno aggiunto sia i "baffi" che i canard rispetto alla prima versione. Questi baffi che funzione hanno? Sono accoppiati ai canard? Il Kfir fu usato dagli USA come aereo nelle esercitazioni dato che aveva una grande manovrabilità, ma come è possibile non essendo dotato di fly-by-wire?

[Flaggy]

Quando parlavo di "baffi", mi riferivo al "canard fisso" caratteristica tipica dei Kfir.
Quelli che invece tu chiami baffi e che stanno ancora più avanti, furono aggiunti successivamente sugli upgrade dei Kfir venduti a qualche paese. Tali aerei vennero modificati allungando il muso per contenere avionica supplementare.
Avendo il muso più pesante si decise di aggiungere questi...baffetti.

 

 

Un aereo non è automaticamente un ferro da stiro se non è instabile: Mig-29 docet.
Se il baricento non è un chilometro più avanti, la superficie alare non è risicata e il velivolo è piuttosto scarico, può dare del filo da torcere a caccia più blasonati anche se è qualcosa di meno prestante del Fulcrum.
E comunque se è per quello alla Top Gun hanno usato anche gli A-4.

Modificato 28 Marzo 2018 da Flaggy

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I baffi però non li avevano solo quelli destinati al mercato estero (che avevano un muso diverso), sono abbastanza sicuro di questo.

Tra canard fisso e mobile cosa cambia? A parte il Viggen esistono aerei con canard mobili gestiti meccanicamente (senza fly-by-wire)?

Credevo che un aereo spovvisto di fly-by-wire non potesse competere con uno che ce l'aveva in fatto di agilità. Mi sembrava anche strano ricorrere ad un aereo estero senza fly-by-wire quando si ha a disposizione l'A-4, piccolo ed agile.

[Flaggy]

Sei un cannone Vulcan di domande...

I baffi però non li avevano solo quelli destinati al mercato estero (che avevano un muso diverso), sono abbastanza sicuro di questo.

Si, piccoli strakes anteriori sono presenti anche nelle varianti a muso corto anche se un pochino più piccoli. Servono a gererare e controllare i vortici agli elevati AOA con benefici alla portanza.

Tra canard fisso e mobile cosa cambia?

Cambia che uno non consente il controllo del beccheggio (demandato all'ala), l'altro si.

A parte il Viggen esistono aerei con canard mobili gestiti meccanicamente (senza fly-by-wire)?

 

Ad esempio Beechcraft Starship, North American XB-70, P-180 e un'infinità di giocattoli per aviazione generale e ultraleggera.

Credevo che un aereo spovvisto di fly-by-wire non potesse competere con uno che ce l'aveva in fatto di agilità.

 

L'instabilità ti da una marcia in più, ma non è che tutto il resto non conti. Non è che mettendo il motore di una Ferrari sotto il cofano di un furgone tu possa fare il record della pista a Monza.

L'instabilità ti consente di avere un'ala più piccola e leggera a parità di prestazioni o migliori prestazioni a parità di dimensioni della velatura.

Puoi ad esempio ricorrere all'instabilità anche per alleggerire un aereo altrimenti pesante e risparmiare carburante per andare più lontano. Ecco quindi che l'F-35 non è che sia supermegafico in aria, ma riesce meglio di un F-16 a conciliare requisiti contrastanti e risultando molto buono sia come bombardiere che come caccia. Se non fosse instabile sarebbe un'anatra zoppa.

 

 

Mi sembrava anche strano ricorrere ad un aereo estero senza fly-by-wire quando si ha a disposizione l'A-4, piccolo ed agile.

 

Mai sentito parlare di dissimilar air combat training?

[Filo]

Tutto chiaro, ma non capisco perchè utilizzare il Kfir per il DACT quando si hanno a disposizione A-4 e F-5 (mi sembra siano stati utilizzati anche F-16). Cos'ha di particolare il caccia israeliano?

[Flaggy]

Forse che ovviamente non vola come un F-5 o un A-4 perché è un velivolo completamente diverso?

 

Indispensabile avere i Kfir? Magari no perché non li usano più.

 

Indispensabile avere aerei diversi dai propri? Magari anche si visto che ora come aggressor usano anche i Draken di una compagnia privata.

[fabio-22raptor]

Cè una compagnia privata che si chiama proprio Draken. Quella che utilizza anche gli A-4, gli L-39, l MB-339, MirageF-1 ecc. Di recente ho visto un bellissimo A-4 in livrea tigrata bianca e nera. Comunque nelle dissimilar/red flag ecc si usano diversi tipi di aerei per simulare diversi inviluppi di volo e non solo. Per dirne una: gli F-18C aggressor sono stati verniciati con livrea simil russa con tanto di stella rossa per simulare anche limpatto visivo delle livree. Niente al caso insomma.

[Filo]

Esistono altre compagnie come la Draken? E' possibile per un privato acquistare ed utilizzare aerei militari? Il loro scopo sarebbe quello di fornire mezzi per l'addestramento ai vari stati?

[fabio-22raptor]

Sì certo che esistono altre compagnie private. Mi viene in mente la ATAC ( Airborne Tactical Advantage Company ) e sì il loro scopo è fornire addestramento tattico alle aviazioni. Per un privato intendiamo un privato cittadino o società private? Società private ne esistono tante al mondo, tipo mi viene in mente la MigFlu che attraverso i suoi aerei offre l esperienza ad un privato cittadino di volare su caccia. Mentre per un privato cittadino è possibile acquistare aerei militari più o meno moderni solo se vengono espiantati il motore e tutta lavionica, il che li rende inutilizzabili ovviamente. Una bella carcassa

da esporre in giardino insomma.

Modificato 30 Marzo 2018 da fabio-22raptor

[Filo]

Ciao a tutti,

vorrei sapere quali aerei sono instabili aerodinamicamente (tipo F16) e richiedono il fly-by-wire. Se fosse possibile vorrei sapere anche quali hanno il fly-by-wire pur essendo stabili (tipo F15 e Mig29 ultime versioni).

Riguardo l'instabilità il baricentro è arretrato e la coda è sempre portante, giusto? Perchè in questo caso il sistema si comporta diversamente rispetto al baricentro avanzato con coda deportante? Perchè in questa configurazione il sistema non torna in equilibrio?

[Flaggy]

Gli ultimi velivoli militari tendenzialmente  tutti adottano il fly-by-wire e sono instabili o a stabilità rilassata per massimizzare gli effetti positivi (minore resistenza e maggiore agilità a parità di superficie alare) senza subirne le conseguenze (anche un velivolo blandamente stabile può essere troppo “nervoso” da gestire senza elettronica.

In effetti lo stesso F-15 (che comunque aveva anche prima un sistema ibrido idromeccanico sovrapposto a un sistema di controllo elettronico/meccanico) e il Fulcrum nelle ultime versioni  non è che sarebbero poi così gestibili dal pilota, perché il loro baricentro è stato posizionato più indietro che nel passato.

Il Mig-35 credo in effetti sia proprio instabile come lo era il Su-27 fin dall’inizio.

Un esempio di velivolo stabile che mi viene in mente pur con il fly-by-wire è l’F-18 di prima generazione, che ha anche un backup meccanico dei comandi, a differenza dell’F-16 che è sempre stato tutto elettroidraulico. Il backup meccanico è poi stato eliminato nel Super Hornet che invece è instabile e quindi non controllabile senza l’aiuto dei computer.

Un altro esempio di velivolo stabile con fly-by-wire  e backup meccanico è il Tornado a cui l’elettronica era utile per ridurre il carico di lavoro e aumentare il confort dei piloti nel turbolento volo a bassissima quota per il quale era concepito.

Invece per B-2, F-22, F-35, Typhoon, Mirage 2000,  Rafale, Gripen, J-10, J-20, Su-50 e compagnia cantante, manco a pensarci a farli volare senza fly-by-wire.

Aerei stabili con fly-by-wire sono già più comuni in campo civile (perché per massimizzare la sicurezza i computer possono essere bypassati in emergenza e può essere mantenuto un backup meccanico sui comandi primari) come ad esempio tutti gli Airbus a partire dall’A320 (e a seguire 330, 340, 350, 380) o i Boeing a partire dal 777 e a seguire col 787.

Il 737 invece nasceva invece senza fly-by-wire, ma gli ultimi dovrebbero avere qualcosa di ibrido che concettualmente assomiglia a quanto a bordo di tutti gli Eagle esclusi i recenti F-15 SA Sauditi (e se vogliamo qualcosa da rivedere considerati gli ultimi 2 incidenti e la messa a terra attuale dei 737 Max…).

https://www.skybrary.aero/index.php/Flight_Control_Laws#Boeing_Flight_Control_Systems

Quanto alla domanda finale credo tu avessi già girato intorno a quegli argomenti l’anno scorso…

e ti avevo già fornito un link…

http://www.e-ser.eu/Aeronautica/sta110.htm

Cosa non ti era chiaro per riproporre di nuovo la questione?

Modificato 31 Luglio 2019 da fabio-22raptor

[Filo]

Ho fatto una domanda specifica allla quale non trovo risposta sul concetto di instabilità: perchè con baricentro avanzato (coda deportante) l'aereo torna da solo in posizione invece con baricentro arretrato (coda portante) amplifica il movimento? I sistemi non sono ugualmente in equilibrio?

Mi confermi che aerei come MirageF1, Mirage3, Kfir e Viggen sono stabili e senza fly-by-wire?

Aerei da attacco al suolo instabili esistono?

[Flaggy]

Filo, a me invece sembra che a suo tempo avessi scritto che sia gli aerei stabili che instabili sono ovviamente in equilibrio, ma che questo equilibrio è statico e non necessariamente anche dinamico, cioè se interviene una perturbazione ad alterarlo il velivolo stabile genera delle forze e momenti che lo riportano quell'equilibrio, mentre quello instabile genera forze e momenti che lo allontanano dall'equilibrio facendolo divergere da esso: in altre parole solo quello stabile mantiene l'equilibrio anche dinamicamente.

Mi pare poi che nel link che ti avevo fornito la risposta alla domanda ci fosse eccome:

Questo era il velivolo instabile col baricentro dietro...

Quote

Sino a che tutto va liscio, il nostro aereo vola perfettamente senza problemi.
Ma se per caso per una qualsiasi perturbazione dovesse ad esempio alzare un po' il muso cosa succederebbe?
L'aereo ruoterebbe intorno al baricentro, e quindi aumenterebbe l'angolo di incidenza delle ali, facendo aumentare la portanza (aumenta anche sui piani di coda ma siccome sono più piccoli aumenta di meno).
L'aumento della portanza sull'ala comporta una ulteriore rotazione a cabrare, questo farebbe aumentare ancora di più la portanza e la rotazione si accentuerebbe ancora.
Il sistema è quindi instabile.
Un aereo non può volare in queste condizioni o, se lo facesse, il pilota sarebbe costretto continuamente a correggere l'assetto per evitare di capovolgersi.

E questo il velivolo stabile col baricentro avanti...

Quote

In questo caso quando l'ala dovesse per qualsiasi motivo aumentare la sua incidenza e quindi generare una portanza maggiore, questa farebbe ruotare l'aereo intorno al suo baricentro.
Ma essendo il baricentro davanti all'ala, la rotazione sarebbe nel senso di diminuire l'incidenza, e quindi tornare alla condizione iniziale.
In questo caso quindi il sistema risulta stabile e l'aereo può volare tranquillamente senza che il pilota debba stressarsi intervenendo di continuo sui comandi.

E se guardi le animazioni allegate è ancora più chiaro.

Mirage F1, Mirage III, Kfir e Viggen sono tutti aerei pre-fly-by-wire e di conseguenza sono tutti stabili con comandi idromeccanici.

Aerei da attacco instabili? L'F-117 era instabile.

 

Modificato 28 Luglio 2019 da Flaggy

[Filo]

Mi ricordavo di quella discussione, ma volevo avere conferma di avere compreso bene il concetto. Adesso mi è tutto chiaro.