Potenza Necessaria e Disponibile

1° e 2° Regime di Volo | Lezione 14 | Corso PPL NIBBIO IV

Riepilogo ISA

ISA caratteristiche
Slide 56 - Caratteristiche dell'Atmosfera Standard ISA

IMPORTANTE! Le caratteristiche dell'ISA seguono un modello ideale dell'atmosfera media reale, considerata ad una latitudine di 45°:

Density Altitude definizione
Slide 57 - Definizione della Density Altitude

Si deve quindi definire l'ALTITUDINE DI DENSITA (density altitude), che e una QUOTA TEORICA.

Se ci si trova in un punto dove, a causa dell'alta temperatura e dell'elevata umidita, la densita dell'aria e ridotta (rispetto al valore ISA), a tale punto si assegna una quota teorica.

ALTITUDINE DI DENSITA (density altitude): Quota teorica alla quale la densita dell'aria sarebbe uguale a quella presente nel punto di rilevamento, nel momento in cui tale densita e ridotta a causa dell'alta temperatura e dell'elevata umidita.

Definizioni di Base

Lavoro e Potenza
Slide 58 - Definizioni di Lavoro e Potenza

Si ha lavoro quando applicando una forza su di una massa questa si sposta.

Matematicamente la legge fisica del Lavoro (L) si puo esprimere come prodotto di Forza (F) per Spostamento (s).

Lavoro
L = F x s     [J = N x m]

Dove:

La Potenza

Rapportando il Lavoro (L) al tempo (t) si ottiene la Potenza (P).

Potenza
P = L / t = F x v     [W = J/s = N x m/s]

La potenza si puo quindi esprimere anche come Forza x Velocita.

Equazione della Propulsione

Equazione propulsione
Slide 59 - Potenza disponibile e necessaria

EQUAZIONE DELLA PROPULSIONE:

Il volo rettilineo uniforme (a velocita costante) si ottiene in ogni fase del volo quando le due forze orizzontali Tiro (T) e Resistenza (R) sono uguali e opposte.

Condizione di equilibrio
T = R

Potenza Disponibile e Necessaria

TipoFormulaDescrizione
Potenza Disponibile (Pd) Pd = T x v Moltiplicando il Tiro (T) per la velocita (v)
Potenza Necessaria (Pn) Pn = R x v Moltiplicando la Resistenza (R) per la velocita (v)

Nel volo livellato a velocita costante: Pd = Pn

Cioe la potenza fornita dal motore (disponibile) deve essere uguale alla potenza necessaria per vincere la resistenza.

Grafico Potenza Necessaria vs Disponibile

Curva potenza necessaria
Slide 60 - Curva della potenza necessaria con punti caratteristici

Pn o = potenza necessaria al volo orizzontale

v = velocita

La formula: Pn = R x v (Potenza necessaria = Resistenza x velocita)

Punti Caratteristici della Curva

PuntoSignificato
A (Vs)Velocita minima di volo (stallo), angolo di incidenza critico i1
B (Vp min)Minimo valore di potenza necessaria, massima autonomia oraria, angolo i2, punto di separazione fra 1° e 2° regime
C (Vr min)Velocita di massima efficienza (max autonomia chilometrica), minima resistenza, angolo i3

1° regime = regime di volo veloce (a destra di B)

2° regime = regime di volo lento (a sinistra di B)

Grafico potenza
Slide 64 - Grafico delle potenze e velocita caratteristiche

Il grafico mostra:

Punti Caratteristici

VelocitaSignificato
V1 = VsVelocita di stallo
Vp minVelocita di potenza minima
V3 = VyVelocita di salita rapida (max rateo di salita)
Vr minVelocita di resistenza minima (max efficienza)
V2Velocita massima livellata

Supero di Potenza (ΔP):

ΔPmax = Pd - Pn o

La massima velocita verticale e realizzabile dove ΔP e massimo. Tale velocita, indicata con Vy, viene chiamata VELOCITA DI SALITA RAPIDA.

1° e 2° Regime di Volo

1° e 2° regime
Slide 61 - Caratteristiche del 1° e 2° regime

1° Regime (Volo Veloce)

In 1° regime (regime di volo veloce) velocita e potenza variano nello stesso verso:

2° Regime (Volo Lento)

In 2° regime (regime di volo lento) velocita e potenza variano in senso opposto:

ATTENZIONE: Il 2° regime e chiamato anche "rovescio della medaglia" perche tutto funziona al contrario dell'intuito!

Supero di potenza
Slide 62 - Supero di potenza e velocita min/max

Supero di Potenza

Pd = potenza disponibile

Pn o = potenza necessaria al volo orizzontale

ΔPmax = Pd - Pn o = Supero di potenza massimo

Nei punti in cui le due potenze si equivalgono e sulle ascisse si leggono v1 e v2, che sono le velocita minima e massima in volo livellato.

La differenza tra le potenze disponibile e necessaria nell'intervallo compreso fra v1 e v2 prende il nome di "supero di potenza".

Velocita Caratteristiche

Velocita caratteristiche
Slide 65 - Velocita di salita ripida (Vx)

Vy - Velocita di Salita Rapida

E la velocita alla quale si ottiene il massimo rateo di salita (ft/min).

Corrisponde al punto di massimo supero di potenza (ΔP max).

Uso: Quando si vuole raggiungere una quota nel minor tempo possibile.

Vx - Velocita di Salita Ripida

E la velocita alla quale si ottiene il massimo guadagno di quota in rapporto alla distanza percorsa (massimo angolo di rampa).

Corrisponde al punto di massima differenza tra Trazione e Resistenza.

Il valore di Vx e molto basso, di solito prossimo alla velocita di stallo.

Uso: Quando si deve superare un ostacolo subito dopo il decollo.

Intervallo di Volo

Intervallo di volo
Slide 63 - Intervallo di velocita possibili

Per volare a velocita interne all'intervallo V1-V2 si deve parzializzare la manetta del gas, riducendo la potenza disponibile fornita dall'elica ai valori pari alla potenza necessaria per volare a quella velocita desiderata.

Per volare a velocita esterne all'intervallo V1-V2 (maggiori di V2 o minori di V1) sono necessarie potenze che il motore non puo rendere disponibili. Per queste velocita si deve sfruttare la perdita di energia potenziale, cioe la perdita di quota.

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