Fattore di Carico e Velocita di Stallo
Principi del Volo - Lezione 10 | Corso PPL NIBBIO IV
Definizione di Fattore di Carico
Il Fattore di Carico (n) e il rapporto tra la portanza e il peso del velivolo. Indica quante volte il peso apparente e maggiore del peso reale.
Significato Fisico
- n = 1: Volo rettilineo orizzontale (peso apparente = peso reale)
- n = 2: Il pilota avverte un peso doppio (2G)
- n = 0: Assenza di peso (caduta libera)
- n negativo: Volo rovescio o manovre acrobatiche
ESEMPIO: Un pilota di 80 kg in una virata con n = 2:
- Peso apparente = 80 x 2 = 160 kg
- Avverte di pesare il doppio!
Fattore di Carico in Virata
In una virata coordinata a quota costante, il fattore di carico dipende esclusivamente dall'angolo di bank.
Valori per Angoli di Bank Comuni
| Angolo di Bank | cos(bank) | Fattore di Carico (n) | Peso Apparente |
|---|---|---|---|
| 0 | 1.000 | 1.00 G | 100% |
| 15 | 0.966 | 1.04 G | 104% |
| 30 | 0.866 | 1.15 G | 115% |
| 45 | 0.707 | 1.41 G | 141% |
| 60 | 0.500 | 2.00 G | 200% |
| 75 | 0.259 | 3.86 G | 386% |
| 80 | 0.174 | 5.76 G | 576% |
ATTENZIONE!
- Il fattore di carico aumenta rapidamente oltre i 45 di bank
- A 60 si raddoppia (n = 2)
- A 90 sarebbe infinito (impossibile)
- Ogni velivolo ha un limite strutturale di G che non deve essere superato
Velocita di Stallo in Virata
All'aumentare del fattore di carico, la velocita di stallo aumenta. In virata, il velivolo stalla a una velocita superiore rispetto al volo rettilineo.
Dove:
- Vs' = Velocita di stallo in virata
- Vs = Velocita di stallo in volo rettilineo
- n = Fattore di carico
Aumento Percentuale della Vs
| Angolo di Bank | Fattore n | radice(n) | Aumento Vs | Esempio (Vs = 50 kt) |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 1.00 | 1.00 | 0% | 50 kt |
| 30 | 1.15 | 1.07 | +7% | 54 kt |
| 45 | 1.41 | 1.19 | +19% | 60 kt |
| 60 | 2.00 | 1.41 | +41% | 71 kt |
| 75 | 3.86 | 1.96 | +96% | 98 kt |
ESEMPIO PRATICO:
Se un aereo ha Vs = 50 kt in volo rettilineo:
- A 60 di bank: Vs' = 50 x 1.41 = 71 kt
- Aumento di 21 kt (+41%)
Se stai volando a 65 kt in una virata a 60, sei sotto la velocita di stallo!
PERICOLO! Lo stallo in virata e particolarmente pericoloso perche:
- Avviene a una velocita superiore a quella prevista
- Puo innescare una vite
- Spesso avviene in finale, dove c'e poca quota per recuperare
Tabella Riassuntiva
| Bank | n (G) | Moltiplicatore Vs | Se Vs = 45 kt | Se Vs = 55 kt |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 1.00 | 1.00 | 45 kt | 55 kt |
| 15 | 1.04 | 1.02 | 46 kt | 56 kt |
| 30 | 1.15 | 1.07 | 48 kt | 59 kt |
| 45 | 1.41 | 1.19 | 54 kt | 65 kt |
| 60 | 2.00 | 1.41 | 64 kt | 78 kt |
| 70 | 2.92 | 1.71 | 77 kt | 94 kt |
REGOLA PRATICA:
- A 30 di bank: Vs aumenta di circa il 7%
- A 45 di bank: Vs aumenta di circa il 20%
- A 60 di bank: Vs aumenta di circa il 40%
Limiti Strutturali
Ogni velivolo e certificato per un fattore di carico massimo che non deve essere superato per evitare danni strutturali.
Categorie di Certificazione
| Categoria | Limite Positivo | Limite Negativo | Uso Tipico |
|---|---|---|---|
| Normal | +3.8 G | -1.52 G | Volo turistico |
| Utility | +4.4 G | -1.76 G | Manovre limitate |
| Acrobatic | +6.0 G | -3.0 G | Acrobazia |
ATTENZIONE!
- Un aereo categoria Normal con limite +3.8 G non puo fare virate a bank superiore a circa 75
- Superare i limiti strutturali puo causare deformazioni permanenti o cedimenti
- I limiti si riducono con turbolenza o raffiche
Diagramma V-n (Inviluppo di Volo)
Il diagramma V-n mostra i limiti operativi del velivolo in termini di velocita e fattore di carico. E fondamentale per capire le limitazioni dell'aereo.
Riepilogo
| Concetto | Formula / Valore |
|---|---|
| Fattore di carico | n = P / W |
| n in virata | n = 1 / cos(bank) |
| Vs in virata | Vs' = Vs x radice(n) |
| n a 30 bank | 1.15 G (Vs +7%) |
| n a 45 bank | 1.41 G (Vs +19%) |
| n a 60 bank | 2.00 G (Vs +41%) |
| Limite Normal | +3.8 G / -1.52 G |
| Limite Utility | +4.4 G / -1.76 G |
| Limite Acrobatic | +6.0 G / -3.0 G |