Potenza Necessaria e Disponibile
1° e 2° Regime di Volo | Lezione 14 | Corso PPL NIBBIO IV
Riepilogo ISA
IMPORTANTE! Le caratteristiche dell'ISA seguono un modello ideale dell'atmosfera media reale, considerata ad una latitudine di 45°:
- Aria secca (umidita relativa 0%) priva di impurita
- Pressione atmosferica al livello del mare: 1.013,25 hPa = 1 atm
- Temperatura a livello medio del mare: 15°C = 288,15 K
- Densita dell'aria a livello medio del mare: 1,225 kg/m3
- Gradiente barico verticale: -1 hPa ogni 27 ft (o -37 hPa ogni 1.000 ft)
- Gradiente termico verticale: -6,5°C ogni 1000 m (o -2°C ogni 1000 ft)
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
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).
Dove:
- L = Lavoro (in Joule)
- F = Forza (in Newton)
- s = Spostamento (in metri)
La Potenza
Rapportando il Lavoro (L) al tempo (t) si ottiene la Potenza (P).
La potenza si puo quindi esprimere anche come Forza x Velocita.
Equazione della Propulsione
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.
Potenza Disponibile e Necessaria
| Tipo | Formula | Descrizione |
|---|---|---|
| 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
Pn o = potenza necessaria al volo orizzontale
v = velocita
La formula: Pn = R x v (Potenza necessaria = Resistenza x velocita)
Punti Caratteristici della Curva
| Punto | Significato |
|---|---|
| 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)
Il grafico mostra:
- Pd = Potenza disponibile (linea orizzontale - costante con manetta al massimo)
- Pn o = Potenza necessaria al volo orizzontale (curva a "U")
Punti Caratteristici
| Velocita | Significato |
|---|---|
| V1 = Vs | Velocita di stallo |
| Vp min | Velocita di potenza minima |
| V3 = Vy | Velocita di salita rapida (max rateo di salita) |
| Vr min | Velocita di resistenza minima (max efficienza) |
| V2 | Velocita 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° Regime (Volo Veloce)
In 1° regime (regime di volo veloce) velocita e potenza variano nello stesso verso:
- All'aumentare dell'una aumenta anche l'altra e viceversa
- Per salire si deve tirare a se la barra con conseguente diminuzione di velocita
- E una condizione di volo STABILE
2° Regime (Volo Lento)
In 2° regime (regime di volo lento) velocita e potenza variano in senso opposto:
- Una aumenta e l'altra diminuisce
- Cioe ad una diminuzione di velocita si deve avere un aumento di potenza!
- Per salire si deve spingere la barra in avanti, facendo aumentare la velocita (manovra antistintiva)
- E una condizione di volo INSTABILE!!!
ATTENZIONE: Il 2° regime e chiamato anche "rovescio della medaglia" perche tutto funziona al contrario dell'intuito!
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
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
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.