superstallo, accoppiamento inerziale F-104

[Flaggy]

Quindi non è intrinseco nell'architettura dell'impennaggio a T (che quindi sta sempre sopra l'ala) la possibilità del superstallo?

No.

Il problema nasce quando ad alta incidenza una scia vorticosa prodotta dall'ala e dalla fusoliera prende in pieno il piano orizzontale di coda mentre l'ala e' ancora in grado di generare portanza.

Se pero' la coda a T e' molto alta il velivolo non e' in grado di raggiungere quella condizione perche'l'ala stalla prima che le scia vorticosa investa il piano di coda e il velivolo cosi' butta giu' il muso.

Se invece il piano orizzontale e' a meta' deriva come sul Caravelle la scia vorticosa si produce ad angoli cosi' elevati da passare sopra il piano di coda stesso e, ancora una volta, avremo che il fenomeno del superstallo non si verifica.

Per fare in modo che il problema del superstallo non si verifichi basta che la scia vorticosa che si produce in concomitanza delle incidenze piu' elevate in prossimita' dello stallo (una scia turbolenta molto spessa con una componente di velocita' verso il basso molto grande) si verifichi in condizioni in cui il piano orizzontale stia sopra (DC-9) o sotto (Caravelle) di essa.

Nel 104 invece la scia prendeva in pieno il piano di coda.

Per evitare il problema fu aggiunto un sistema artificiale sulla barra che impediva al pilota di raggiungere quella condizione...In pratica, per evitare la condizione di superstallo, ci si inventava artificialmente un comportamento di stallo (anche se il velivolo stallato non era).

In altre parole il piano di coda si puo' trovare anche nella scia dell'ala in certe condizioni di volo, l'importante e' che cio' non succeda alle elevate incidenze in cui si formano i micidiali vortici capaci di innescare il superstallo.

EDIT: corretto refuso.

Modificato 30 Settembre 2008 da Flaggy

[Takumi_Fujiwara]

Ah entra in gioco anche la velocità di stallo.. Ora capisco molte cose e perchè molti alianti hanno tranquillamente il timone di coda a T.

 

Muchas Gracias

Modificato 30 Settembre 2008 da Takumi_Fujiwara

[sir]

Az...Qualcosa di più semplice no?

 

Allora, diciamo che superstallo e accoppiamenti inerziali erano due bei regali al pilota da parte di un velivolo, il 104, che tutto è stato fuorché un aereo tranquillo che perdonava gli errori...

 

Per quanto riguarda il primo, diciamo che quando un velivolo "normale" incrementa la sua incidenza e si avvicina allo stallo è il pilota è avvisato da degli scuotimenti (buffeting) seguiti dallo stallo che fa crollare la portanza.

La reazione del velivolo è quella di buttare giù il muso riducendo l'incidenza e consentendo al pilota il recupero del mezzo...

 

Il 104 invece è "un tantino" più bastardo...

All'aumentare dell'incidenza la portanza cresce meno bruscamente e l'ala continua a generare portanza anche a incidenze molto elevate (35°)...Il problema è però che la fusoliera e soprattutto l'ala producono una scia vorticosa e un flusso d'aria verso il basso (downwash) che investe in pieno il piano di coda a T del velivolo. In particolare i due vistosi vortici che si staccano dalle semiali sono micidiali.

 

Il piano orizzontale di coda, investito da questa scia e da un flusso d'aria verso il basso genera così una notevole deportanza che si aggiunge al contributo a cabrare della parte anteriore della fusoliera.

Rapidamente e con violenza l'assetto continua così ad aumentare (il contrario di quello che fa in un aereo normale) facendo fare all'aereo letteralmente una capriola all'indietro fino anche a 70 gradi di incidenza...

 

Non è finita...Contemporaneamente le masse rotanti del motore (che girano in senso orario guardandole da dietro) agiscono come un giroscopio innescando una violenta imbardata verso destra...

 

A quel punto l'aereo è ormai fuori controllo...La violenta cabrata e l'imbardata verso destra innescano una micidiale vite piatta dalla quale in pochi sono usciti vivi senza azionare la maniglia di espulsione...

Gli accoppiamenti inerziali sono un altro regalino, legato questa volta alla caratteristica del 104 (e di altri aerei coevi che richiedevano una ridottissima sezione frontale per esser veloci) di avere gran parte della massa concentrata in una lunga fusoliera e ben poca sulle piccole e corte semiali...Gli accoppiamenti inerziali (o giroscopici) ne sono la nefasta conseguenza in certe condizioni.

 

Supponiamo che un F-104 cabri e rolli contemporaneamente (manovra tutt'altro che infrequente visto che la si fa per esempio durante l'apertura in atterraggio....con l'aggravante di farla a bassa quota...).

Le masse in fusoliera fanno si che l'aereo sia restio a cabrare ma possa rollare molto violentemente...

Il risultato è che a causa di un rollio troppo violento impostato dal pilota l'elevate masse nel muso e in coda (lontanissime dal baricentro del velivolo) possono innescare una violenta imbardata...

Cioè il velivolo che cabra e rolla in realtà finisce anche per imbardare in un modo in cui nemmeno il piano verticale può impedire (questo è infatti meno efficiente a causa dei vortici prodotti dalla fusoliera ad alta incidenza).

 

In soldoni, l'accoppiamento inerziale fra beccheggio e rollio determina una incontrollabile imbardata che mette di traverso l'aereo...

 

Si cercò di tamponare mettendo delle pinne ventrali che aiutavano la deriva a contrastare l'imbardata e cercando di limitare meccanicamente l'escursione degli alettoni (e quindi il rollio) quando il carrello era estratto (in atterraggio appunto)...

Ma i 104 continuavano a cadere in altre situazioni...

In caso si impostasse un violento rollio in affondata (incidenza negativa), l'aereo tendeva infatti a rollare intorno alla sua lunga fusoliera e la deriva generava una forza che favoriva il rollio che accentuava l'effetto delle forze centrifughe innescando nel contempo una violenta e incontrollabile imbardata.

 

Non s'è capito un tubo?

Ehmm...che ci posso fare se le domande sono incasinate?...

 

Caro Flaggy,

ho letto solo ora il forum relativo al superstallo dell' F 104!

Il "buffeting" che precede lo stallo in un aereo "normale", non si verifica nell' F 104? oppure quando il pilota percepisce il buffeting è troppo tardi? O, ancora, l'eventuale assenza dello scuotimento è dovuto che al fatto che la deportanza della deriva e, quindi, il contributo alla cabrata ne impedisce la manifestazione?

Grazie Sir

[Flaggy]

Caro Flaggy,

ho letto solo ora il forum relativo al superstallo dell' F 104!

Il "buffeting" che precede lo stallo in un aereo "normale", non si verifica nell' F 104? oppure quando il pilota percepisce il buffeting è troppo tardi? O, ancora, l'eventuale assenza dello scuotimento è dovuto che al fatto che la deportanza della deriva e, quindi, il contributo alla cabrata ne impedisce la manifestazione?

Grazie Sir

Come hai scritto e' troppo tardi...

L'ala in realta' stalla ad angoli superiori a quelli ai quali l'aereo rischia il superstallo.

Fino a 35 gradi di incidenza l'ala e' acora in grado di generare portanza.

Come ho gia' scritto viene quindi introdotto uno scuotimento artificiale della barra, come se l'aereo stesse per entrare in stallo, anche se non lo e' affatto.

Simili soluzioni si adottano anche su velivoli che non hanno un comportamento benevolo a stallo (quelli che stallano all'improvviso senza i tipici scuotimenti che su un aereo "normale" sono causati da un progressivo distacco dello strato limite a partire dal borto d'uscita...).

Se sul 104 si supera invece l'incidenza alla quale si verifica lo scuotimento artificiale, il pilota se ne fa ben poco delle avvisaglie reali di stallo, perche' l'aereo non da il tempo di porre rimedio all'errore...Una cosa e' uno stallo improvviso, un'altra e' un superstallo che e' come se la mano di un gigante desse uno schiaffone all'aereo facendolo ribaltare come una trottola...