La Virata
Principi del Volo - Lezione 10 | Corso PPL NIBBIO IV
Introduzione alla Virata
La virata e una manovra che permette al velivolo di cambiare direzione di volo. Durante la virata, l'aereo ruota attorno al proprio asse verticale mentre mantiene (idealmente) la quota costante.
Per effettuare una virata, il pilota deve:
- Inclinare le ali (bank) nella direzione della virata
- Coordinare con il timone per evitare scivolate o derapate
- Aumentare leggermente la portanza per compensare la perdita della componente verticale
PRINCIPIO FONDAMENTALE: In virata, la portanza viene "inclinata" insieme all'aereo. Una parte della portanza serve a contrastare il peso, l'altra parte genera la forza centripeta necessaria per curvare la traiettoria.
La Virata Coordinata
Una virata coordinata e una virata in cui:
- La pallina del virosbandometro rimane al centro
- Il velivolo non scivola ne derapa
- L'uso di alettoni e timone e perfettamente bilanciato
Caratteristiche della Virata Coordinata
| Parametro | Condizione |
|---|---|
| Pallina | Al centro |
| Filo di lana | Allineato con l'asse longitudinale |
| Sensazione pilota | Peso sulla schiena (non laterale) |
| Coordinazione | Bank e pedaliera bilanciati |
REGOLA D'ORO: "Piede dalla parte della pallina" - se la pallina si sposta, premere il pedale dal lato verso cui e andata la pallina per riportarla al centro.
Forze in Virata
In virata, la portanza totale (P) si scompone in due componenti:
Componente Verticale (Pv)
Questa componente deve bilanciare il peso per mantenere la quota:
Componente Orizzontale (Fc)
Questa componente genera la forza centripeta che curva la traiettoria.
ATTENZIONE! Poiche parte della portanza viene "usata" come forza centripeta, la componente verticale diminuisce. Per mantenere la quota e necessario aumentare la portanza totale.
Componenti della Portanza in Virata
In virata coordinata a quota costante, le forze devono soddisfare le seguenti relazioni:
| Forza | Formula | Funzione |
|---|---|---|
| Portanza totale (P) | P = W / cos(bank) | Forza aerodinamica totale |
| Componente verticale (Pv) | Pv = P x cos(bank) = W | Sostiene il velivolo |
| Componente orizzontale (Fc) | Fc = P x sin(bank) | Curva la traiettoria |
Calcolo della Portanza Necessaria
Per mantenere la quota in virata, la portanza deve essere:
Questo significa che la portanza deve essere maggiore del peso di un fattore 1/cos(bank).
Esempio: In una virata a 60 di bank:
- cos(60) = 0.5
- P = W / 0.5 = 2W
- La portanza deve essere il doppio del peso!
Angolo di Bank
L'angolo di bank (o angolo di inclinazione laterale) e l'angolo tra il piano delle ali e l'orizzontale. Maggiore e l'angolo di bank, piu stretta sara la virata.
Effetti dell'Aumento del Bank
| Angolo Bank | cos(bank) | Portanza richiesta (P/W) | Fattore di Carico (n) |
|---|---|---|---|
| 0 | 1.000 | 1.00 | 1.00 |
| 15 | 0.966 | 1.04 | 1.04 |
| 30 | 0.866 | 1.15 | 1.15 |
| 45 | 0.707 | 1.41 | 1.41 |
| 60 | 0.500 | 2.00 | 2.00 |
| 75 | 0.259 | 3.86 | 3.86 |
PERICOLO! All'aumentare dell'angolo di bank:
- Il fattore di carico aumenta rapidamente
- La velocita di stallo aumenta
- Il rischio di stallo in virata aumenta
- A 90 di bank sarebbe necessaria portanza infinita (impossibile)
Forza Centripeta
La forza centripeta e la forza diretta verso il centro della curva che permette al velivolo di seguire una traiettoria circolare. In virata, questa forza e fornita dalla componente orizzontale della portanza.
Dove:
- Fc = Forza centripeta
- P = Portanza totale
- m = Massa del velivolo
- V = Velocita di volo
- R = Raggio di virata
Relazione tra Bank, Velocita e Raggio
A parita di angolo di bank:
- Velocita maggiore = Raggio di virata maggiore (virata piu larga)
- Velocita minore = Raggio di virata minore (virata piu stretta)
A parita di velocita:
- Bank maggiore = Raggio di virata minore (virata piu stretta)
- Bank minore = Raggio di virata maggiore (virata piu larga)
SINTESI: Per virare piu stretto si puo:
- Aumentare l'angolo di bank (ma aumenta il fattore di carico!)
- Ridurre la velocita (ma attenzione allo stallo!)
Riepilogo
| Concetto | Formula / Descrizione |
|---|---|
| Virata coordinata | Pallina al centro, equilibrio bank-pedaliera |
| Componente verticale | Pv = P x cos(bank) = W |
| Forza centripeta | Fc = P x sin(bank) |
| Portanza richiesta | P = W / cos(bank) |
| Fattore di carico | n = 1 / cos(bank) |
| Bank 30 | n = 1.15 |
| Bank 45 | n = 1.41 |
| Bank 60 | n = 2.00 |
| Regola della pallina | Piede dalla parte della pallina |