segreti del volo

QUADERNO DICULTURAAERONAUTICA CORSO DI CULTURA AERONAUTICA Edizioni E.C.A.R. - Roma
STATO MAGGIORE AEl=<DNAUT!CA
UFFICIO DOCUMENTAZIONE E A.P.
LEZIONE PRIMA Il volo propriamente detto, cioè quello de­
gli uccelli e della maggior parte delle mac­
chine che l'uomo ha inventato per emular­
li, è reso possibile dall'esistenza dell'aria.
Se l'aria non esistesse, si potrebbero rea­
lizzare soltanto il VOLO BALISTICO (cioè
quello dei proiettili, che vengono lanciati in
alto da una spinta impressa loro dall'ester­
no), e quello dei razzi, dei missili e di alcuni
tipi di aeromobili a GETTOSOSTENTAZIO­
NE, che volano in virtù di una spinta inter­
na che può essere prodotta e utilizzata sen­
za il concorso dell'aria.
Per poter comprendere il fenomeno del
volo occorre quindi considerare prima di tut­
to le caratteristiche dell'aria, le forze che essa
può generare, ed i loro effetti sui corpi ai
quali vengono applicate.
In questa prima lezione esaminerem_o le
principali caratteristiche dell'aria e trattere­
mo di una forza generata dal moto relativo
fra l'aria e gli altri corpi, che riveste una par­
ticolare importanza per il volo: la RESI­
STENZA AERODINAMICA.
L'aria è un fluido gassoso o corpo aeri­
forme, costituito da un miscuglio di gas (azo­
to, ossigeno, anidride carbonica ed altri) e
formato, come tutti i corpi, da una miriade
di minuscole particelle, che sono le
molecole.
In un centimetro cubo d'aria si contano
ben trenta miliardi di miliardi di molecole,
ma nonostante ciò esse sono distanziate fra
loro e libere di muoversi; infatti sono ani-
mate da un incessante moto naturale e nel
loro movimento si urtano continuamente tra
loro ed urtano tutti i Corpi con cui vengono
a contatto.
Da questa libertà di cui godono le sue mo­
lecole, si deduce che l'aria è un fluido di
tenue densità, poichè la densità di un flui­
do dipende dal numero di molecole presenti
nell'unità di volume e dalle loro caratteristi­
che fisiche. Al livello del mare la densità·
mg
per/
QUOTA s.sooc:~/'\
0,645
La densità d~ll'aria varia in.
misura apprezzabile di 500.
in 500 metri; al livello del
mare è massima (l,29 milli­
grammi per centimétro ·cu­
bo); a 5.500 metri di quota
risulta dimezzata (Or645 mil­
ligrammi per centimetro
cubo
LIVELLO DEL MARE
fig. 1
1
Quando un corpo si muove velocemente
attraverso l'aria ferma, oppure è fermo e
viene investito da' una corrente d'aria, si
hanno in entrambi i casi gli stessi effetti; ciò
perchè, sia nell'uno che nell'altro caso, esi­
ste un MOTO RELATIVO fra il corpo e l'a­
ria; vale a dire che il corpo risulta in moto
rispetto al corpo, entrambi alla stessa
aviazione, perchè permette di sperimenta­
re le caratteristiche degli aerei per mezzo di
modelli che vengono posti in appositi tun-.
nel detti GALLERIE AERODINAMICHE,
dove sono investiti dal vento prodotto da
potenti ventilatori. Così un modello di veli­
volo, immobile nella galleria aerodinamica
e investito da un vento avente la velocità di
velocità.
300 chilometri orari, si comporia esattamen­
È questo il PRINCIPIO DI RECIPROCI­
TÀ, o di RELATIVITÀ, molto sfruttato in
te come se stesse volando a quella velocità
PUNTO DI
APPLICAzlONE
INTENSITÀ
DIREZIONE
VERSO
119. 6
(fig. 5).
sono essere rappresentate graficamente da
simboli chiamati VETTORI, nei quali la lun­
ghezza indica l'intensità, la posizion: (oi:,iz­
zontale, verticale, obliqua) indica la d1rez10·
ne la freccia indica il senso o verso ed il
ce;chietto indica il punto di applicazione
della forza (fig. 6).
La RESISTENZA è una forza che agisce
nella direzione del moto ed in senso con­
trario a quello del moto, opponendosi al­
l'avanzamento dei corpi attraverso l'aria (fig.
7).
t
'''->·,····
DIREZIONE DEL MOTO fig. 5
llg.7
Schema di galleria aerodinamica
Se un corpo è immobile o si muove len­
tamente, quasi non avverte la pressione del­
l'aria sulla sua superficie; ciò è dovuto alla
tenue densità dell'aria ed al fatto che la
PRESSIONE STATICA dell'atmosfera, co­
me già detto, è bilanciata, perchè si eserci­
ta su tutte le parti dei corpi.
Se invece un corpo si muove rapidamen­
te, a causa della sua velocità è soggetto fron­
talmente ad un urto e lateralmente ad un
attrito, da parte delle molecole dell'aria che
irìcontra, da cui deriva un'azione frenante.
La pressione esercitata dalle moleco·
le dell'aria· su un corpo in movimento,
a causa della velocità, costituisce la
PRESSIONE DINAMICA, cui \lbbiamo
già accennato; essa genera una FORZA
chiamata RESISTENZA AERODINAMI·
CA, o semplicemente RESISTENZA.
Si chiama FORZA qualunque agente ca­
pace di alterare lo stato di quiete o di moto
di un corpo; ogni forza ha una INTENSI­
TÀ, una DIREZIONE, un SENSO e un
PUNTO DI APPLICAZIONE. Le forze pos-
La resistenza varia iA dipendenza di alcu­
ni fattori, che sono i seguenti:
a) La densità de6l'awia
Già sappiamo che la densità dell'ari_a di­
minuisce con l'aumentare della quota. E ov­
vio che quanto minore è la densità dell'aria
tanto minore è anche la resistenza che essa
oppone all'avanzamento dei corpi; perciò
anche la resistenza diminuisce con l'aumen­
tare della quota.
Più è estesa la superficie di un corpo, più
grande è la massa d'aria con cui esso viene
in contatto, e maggiore è quindi la resisten­
za opposta dall'aria al suo avanzamento.
c)
La fo.-ma del corpo
Più un corpo in movimento ha una for­
ma tozza e irregolare, più «fatica» ad aprirsi
· 1a strada attraverso l'aria.
5
4
f) La vefocitii
MAGGIORE RESISTENZA
ALL'AVANZAMENTO
MINORE RESISTENZA
flg. 8
Un aereo con la prua affuso:ata Incontra la minima resistenza alla penetrazione attraverso l'aria
Infatti, se è tozzo nella parte anteriore, pre­
senta all'urto frontale dell'aria una superfi­
cie molto maggiore di un corpo affusolato
(fig. 8).
Se ha le pareti laterali gibbose o angolo­
se, queste presentano un profilo disconti­
nuo che non favorisce lo scorrimento del­
!'aria su di esse.
Se è tozzo nella parte posteriore, l'aria,
dopo il passaggio del corpo non può richiu­
dersi immediatamente dietro di esso; si for­
ma così a tergo del corpo, una SCIA costi­
tuita da vortici e da risucchi d'aria, che eser­
cita un'azione frenante sul corpo stesso, au­
mentando la resistenza al suo ava·nzamento
È appunto per limitare la resistenza do:
vuta alle suddette cause, che si cerca di da­
re agli aerei, ed anche agli altri veicoli, una
forma il più possibile affusolata, detta FOR­
MA DI BUONA PENETRAZIONE O FOR­
MA AERODINAMICA.
Più la superficie di un corpo è levigata,
più favorisce lo scorrimento dell'aria su di
essa. Unii superficie scabra, rugosa, al con- ·
trario, ostacola Io scorrimento dell'aria, au­
mentando la resistenza opposta da quest'ul­
tima all'avanzamento del corpo e fa nasce­
re una quantità di piccoli vortici, che poi si
riversano nella scia, accrescendone la
turbolenza.
6
e) La posàzéorrne dleB
ieri
Forma di massima resistenza del lenti aerei di un
tempo e forma di massima penetrazione dei ve­
loci aviogetti di oggi.
oggi
ICOlf'JPO
Se immaginiamo una lastra che si muova
nell'aria in senso normale al suo piano, cioè
esponendo all'urto frontale dell'aria una del­
le superfici maggiori, possiamo comprende­
re facilmente come essa incontri una mas­
sa d'aria, e quindi una resistenza molto più
grande che non se si muovesse in senso pa­
rallelo al suo piano, cioè di taglio, esponen­
do all'urto dell'aria soltanto la superficie la­
terale (fig. 9).
Se ne deduce che la resistenza che incon­
tra un corpo in movimento dipende anche
dalla sua posizione rispetto all'aria che lo in­
veste, cioè della sua giacitura nello spazio.
flg. 9
Se si raddoppia la velocità di un corpo,
raddbppia la forza con cui esso si scontra
con le molecole dell'aria, e ciò causa il rad­
doppio della resistenza opposta dall'aria al
suo avanzamento. Inoltre raddoppia la mas­
sa d'aria incontrata dal corpo nell'unità di
tempo, e ciò causa un altro raddoppio del­
la reSistenza.
P-ertanto, se si raddoppia la velocità la re­
sistenza diventa quadrupla; se si triplica la
velocità, la resistenza diventa nove volte più
intensa.
Se ne deduce che la resistenza è pro­
porzionale al quadrato della velocità.
Nella resistenza totale opposta dall'aria ad
un corpo in movimento si possono distin­
guere le seguenti tre specie di resistenza:
È la resistenza che si oppone direttamen­
te alla penetrazione del corpo attraverso l'a­
ria. Essa dipende dalla forma del corpo e
dalla superficie delle sue parti esposte fron­
talmente all'urto dell'aria.
Come già accennato, negli aerei si cerca
di limitare tale tipo di resistenza adottando
per la fusoliera una forma aerodinamica e
ricoprendo con carenature aerodinamiche
le parti sporgenti, ç:>ppure facendo in modo
che scompaiano all'interno quando non de­
vono essere impiegate (come avviene, ad
esempio, per i carrelli retrattili) (fig. 10).
flg. 10
vimento (fig. 11). Gli aerei sono soggetti ad.
un particolare tipo di resistenza di scia det­
ta RESISTENZA INDOTTA, sulla quale ri­
torneremo nelle prossime lezio.ni.
I
--
.....
_
È la resiste.nza dovuta alla pressione eser­
citata dall'aria lungo la superficie del corpo,
mentre questo scorre attraverso di essa. È
maggiore se le superfici sono scabre, mino­
re se sono levigate.
flg. 11
È la resistenza dovuta ai vortici e ai risuc­
chi che si formano a tergo dei corpi in mo-
La resistenza dovuta alla scia può essere ridotta
adottando delle forme affusolate posteriorment.e.
7
LEZIONE SECONDA La resistenza è quindi una forza di natura
aerodinamica e dipende da
- un coefficiente numerico, detto coeffi­
ciente di resistenza (Cr) che tiene conto
della forma del corpo, della velocità della
superficie e della posizione o incidenza
del corpo rispetto alla direzione del
moto;
- della densità (d) dell'aria e quindi della
quota di volo;
dalla estensione della superficie (S)
dell'ala;
- dal quadrato della velocità (V') del
velivolo.
Infatti la formula della resistenza è:
-
R=CrdSV 2
LA Ora che abbiamo esaminato le caratteri­
stiche generali dell'aria e la resistenza che
essa oppone al movimento dei corpi, po­
tremo comprendere finalmente il principio
fisico su cui si basa la sostentazione degli ae­
rei e renderci conto di quei fenomeni che,
consentendo ad un velivolo di sostenersi in
aria sfidando la legge di gravità, rendono
possibile il volo.
Consideriamo anzitutto un fatto elemen­
tare. Se solleviamo un oggetto più pesante
dell'aria e poi lo abbandoniamo, esso cade
perchè è soggetto ad una forza che lo tra­
scina verso il basso: questa forza è il PESO.
Il peso è una forza che agisce in direzione
verticale, nel senso dall'alto in basso; il pun­
to in cui essa è applicata ai corpi si dice
CENTRO DI GRAVITÀ; la sua intensità si
esprime in chilogrammi.
Anche l'aeroplano ha un peso, ma riesce
a sostenersi in aria. Perchè?
Perchè l'aeroplano può disporre di una
forza capace di contrastare il suo peso, di
equilibrarlo; una forza agente in direzione
verticale, nel senso dal basso in alto, di in­
tensità sufficiente ad uguagliare e superare
la forza del peso: questa forza si chiama
PORTANZA, ed è quella che assicura la so­
stentazione del velivolo (fig. 13).
PORTANZA
Terminiamo questa lezione sulla resisten­
za esaminando un altro principio fisico che
riguarda il movimento dei corpi· attraverso
l'aria.
Si tratta del PRINCIPIO DI SIMILITU­
DINE, secondo il quale ogni corpo ha
una sua propria caratteristica di resi­
stenza, dovuta esclusivamente alla for­
ma e indipendentemente dalle
dimensioni
Tale caratteristica - che non va confusa
con la resistenza generale del corpo, che di­
pende anche dalle dimensioni, cioè dalla
sua superficie - consente di sperimentare
il comportamento dei velivoli e delle loro
parti per mezzo di modellini in scala posti
nelle gallerie aerodinamiche, di cui abbia­
mo già parlato.
La caratteristica di resistenza di un cOrpo
è espressa da un numero detto COEFFI­
CIENTE DI FORMA, che è uguale per tutti
i corpi di qualsiasi grandezza purchè siano
geometricamente simili, e cioè abbiano la
stessa forma e le loro dimensioni siano in
scala (fig. 12).
8
Questi due cilindri hanno la stessa fonna e le di­
mensioni in scala: il coefficiente di forma ha il me·
desimo valore.
RAGGIO m 4
ALTEZZA m 32
COEFFICIENTE
DI FORMA
0,510
RAGGIO m 2
ALTEZZA m 16
COEFFICIENTE
DI FORMA
0,510
fig. 12
'I
lig. 13
l
Come nasce la portanza? Diciamo prima
di tutto che essa, come la resistenza, nasce
dalla reazione dell'aria al movimento dei
corpi.
Se un corpo qualsiasi si muove veloce­
mente nell'aria, l'unica forza che scaturisce
dal suo movimento è la resistenza; essa ha
soltanto l'effetto negativo di ostacolare l'a­
vanzamento del corpo, poichè si comporta
come una forza agente nella stessa direzio­
PESO
ne del movimento, ed in sens.o contrario ad
esso.
Ma se al posto di un corpo qualsiasi po­
niamo un oggetto di forma particolare, con­
statiamo che la reazione dell'aria su di esso
fa nascere una forza diversa dalla resisten­
za, la cui direzione forma un certo angolo
con l?i direzione del movimento e il cui sen­
so è rivolto verso l'alto.
Tale forza, che possiamo indicare con il
9
p
F
simbolo «F», è formata da due componen­
ti, nelle quali può essere geometricamente
suddivisa, tracciando il cosidetto •parallelo­
gramma delle forze•; si vede allora che es­
sa risulta costituita da una forza perpendi­
colare alla direzione del moto e agente
dal basso verso l'alto, che è la POR­
TANZA e da un'altra forza disposta nella
stessa direzione del moto, ma agente in sen­
so contrario, che è la RESISTENZA (fig.
14).
La PORTANZA, questa nuova forza che
possiamo considerare generata a spese della Jlg. 1 4
resistenza, è dovuta ad un complesso di fe­
nomeni aerodinamici che interessano lala
dell'aeroplano, e che ora esamineremo
dettagliatamente.·
sulla superficie inferiore, che è piana, come
accade quando un fluido scorrente in un tu­
bo incontra una strozzatura.
Poiché per legge fisica (PRINCIPIO DI
BERNOULLI) all'aumento di velocità di un
fluido corrisponde una diminuzione di pres­
sione e viceversa, si verifica allora che lai:or­
rente che scorre sulla superficie superiore
periore e piana nella parte inferiore: uno dei
dell'ala esercita una pressione minore di
tipi più comuni fra quelli esistenti in .. quella esercitata dalla corrente che scorre
sulla superficie inferiore.
aviazione.
Per converso, la corrente che scorre sulla
Vediamo ora che cosa succede quando
quest'ala si muove velocemente attraverso superficie inferiore, esercita una pressione
l'aria, tenendo presente il principio di reci­ maggiore di quella esercitata dalla corrente
procità enunciato nella prima lezione, se­ che scorre sulla superficie superiore.
condo il quale anziché considerare il movi­
Fra queste due pressioni, pertanto,
mento dell'ala rispetto all'aria, possiamo in­ esiste una differenza i-elativa; inoltre es..
differentemente considerare il movimento se risultano rispettivamente minore e.
relativo dell'aria rispetto all'ala.
maggiore della pressione statica
Notiamo allora che al passaggio dell'ala dell'atmosfera.
si forma nelle sue immediate adiacenze una
Di conseguenza, l'ala viene ASPIRATA
forte corrente d'aria divisa in due parti che dall'alto, a causa della DEPRESSIONE, che
scorrono l'una sulla superficie superiore, l'al­ si è venuta a creare sopra di essa, e con­
tra sulla Superficie inferiore dell'ala stessa, temporaneamente viene SPINTA dal bas­
esercitando entrambe una certa PRESSIO­ so a causa della SOVRAPRESSIONE che
NE sulle rispettive superfici di contatto.
si è venuta a creare sotto di essa; ne risulta
Avviene però che la corrente che scorre una forza diretta dal basso verso l'alto, ca­
sulla superficie superiore dell'ala, incontran­ pace di equilibrare ed anche di superare in
do la curvatura del profilo alare, acquista intensità il peso del velivolo, che è appunto
una velocità maggiore di quella che scorre quella forza chiamata PORTANZA. Come
La figura 14 mostra l'ala di un aeroplano
vista in sezione, cioè tagliata secondo un
piano perpendicolare alla sua lunghezza.
Questo disegno si chiama PROFILO ALA­
RE e la sua forma costituisce la caratteristi­
ca più importante dell'ala. Noi abbiamo di­
S'egnato un'ala dal profilo piano-convesso,
cioè un'ala che è convessa nella parte su­
abbiamo visto, essa nasce a causa della DIS­
SIMMETRIA che si viene a creare fra T le
pressioni alle quali sono sottoposte le due
superfici dell'ala, e che deriva, a sua volta,
dalla ASIMMETRIA geometrica esistente fra
la superficie superiore (curva) e quella infe­
riore (piana) dell'ala stessa.
Si deve notare che l'effetto di aspirazione
è maggiore di quello di pressione, per cui
l'ala di un aeroplano In volo, al contrario di
quanto si crede generalmente, risulta piut­
tosto risucchiata dall'alto che spinta dal bas­
so (fig. 15).
Si deve pure tenere presente che la por­
tanza non è sempre diretta verticalmente
verso l'alto. Essa, come abbiamo visto, è
perpendicolare alla traietto_ria di volo dell'~e­
reo, e pertanto risulta verticale se tale traiet­
toria è orizzontale, oppure rispettivamente
inclinata in avanti o all'indietro, se l'aereo
segue una traiettoria in discesa o in salita.
DEPRESSIONE
I
I
I
I
I
I
I
,
I
PRESSIONE
I
I
~,
jig.15
La portanza è sempre per­
pendicolare alla direzione
dell'aria che investe l'ala
fig. 16
Oltre a quella che abbiamo dato, la por­
tanza ha altre spiegazioni, che non contra­
stano fra di loro, ma rappresentano manie­
re diverse d'interpretare il fenomeno.
Una di queste spiegazioni è quella della
CIRCUITAZIONE, secondo la quale, du-
rante il volo, I~ STRATO LIMITE aderente
all'ala, per il fenomeno della viscosità, tra­
scina con sé gli strati d'aria adiacer:iti,. eque­
sti, favoriti dalla particolare forma del profi­
lo alare, assumono un moto rotatorio intor­
no all'ala stessa, la cui velocità, nella parte
11
10
superiore dell'ala, si somma a quella della
corrente d'aria portata dal moto (avendo lo
stesso senso), mentre nella parte inferiore
dell'ala si sottrae alla velocità di tale corren­
te (avendo senso contrario). L'effetto che
ne risulta è anche in questo caso una de­
pressione sulla parte superiore dell'ala ed
una sovrapressione suila parte inferiore, da
cui deriva la portanza.
Il fenomeno della circuitazione si verifica
anche su un cilindro che ruoti·velocemente
su se stesso, ad esempio in senso orario, e
che nello stesso tempo venga investito da
una forte corrente d'aria proveniente daila
sinistra di chi l'osserva. L'effetto di portan­
za che ne deriva è denominato EFFETTO
MAGNUS (fig. 17).
EFFETTO MAGNVS /lg.. 17 Portansa per clrculttulone p
Un'altra spiegazione della portanza è la
seguente:
La corrente d'aria provocata dal movi­
mento del velivolo, dopo aver attraversato
l'ala, se ne stacca, e, a causa della partico­
lare forma del profilo alare, viene proietta-·
ta verso il basso ed esercita una spinta sulla
massa d'aria che si trova sotto l'aereo; que­
sta, per reazione, imprime all'ala una spin­
ta verso l'alto (fig. 18).
Prima di passare alla lezione successiva,
dobbiamo ora esaminare alcune caratteristi­
che dell'ala, considerata sia di profilo che in
pianta, cioè vista dall'alto, per poter poi ren­
derci conto dell'influenza di tali caratteristi­
che sulla portanza.
li profilo alare può presentare le diverse
forme mostrate dalla Figura 19, tra cui quel­
la piano-convessa che già conosciamo. I
profili nei quali la parte superiore e quella
inferiore sono geometricamente uguali so­
no detti SIMMETRICI; quelli in cui le due
parti sono disuguali sono detti
ASIMMETRICI.
12
.flg.. 18 Portansa per reaione
-
-
Sono SIMMETRICI i profili:
PIANO
BICONVESSO SIMMETRICO
Sono ASIMMETRICI i profili:
PIANO CONVESSO
CONCAVO CONVESSO
BICONVESSO ASIMMETRICO
Nella figura 20, sul profilo alare notiamo:
IL BORDO DI ENTRATA o DI AT­
TACCO, che è quello anteriore, che
'taglia> l'aria durante il moto dell'aereo;
IL BORDO DI USCITA, che è quelo
posteriore, dal quale l'aria «esce» dopo
aver attraversato l'ala;
"""'" LA CORDA ALARE, retta immagina­
ria che unisce il bordo di attacco al bor­
do di uscita;
- la superficie superiore, detta DOR·
SO o SUPERFICIE DORSALE;
- I~ superficie inferiore, detta VENTRE
o SUPERFICIE VENTRALE.
Nella figura 21, sull'ala vista in pianta no­
tiamo i'APERTURA ALARE, cioè la lun­
ghezza, e la PROFONDITA' ALARE, cioè
la larghezza; il rapporto tra l'apertura alare
e la profondità è detto ALLUNGAMENTO.
L'ala può essere unica, cioè in un solo
pezzo, oppure divisa in due SEMIALI, se­
parate dalla fusoliera; in questo caso, l'estre­
mità con la quale ciascuna semiala è unita
alla fusoliera è detta RADICE DELL'ALA.
Tale distinzione non riguarda però tanto la
costruzione dell'ala, quanto il suo aspetto
~steriore:'infatti, un'ala in un solo pezzo può
apparire divisa in due semiali soltanto per­
ché attraversa la fusoliera da parte a parte.
Anche in un'ala unica si usa distinguere
con il termine di semiala la parte destra e
quella sinistra dell'ala stessa, viste dal po­
sto di pilotaggio; così pure, nel caso di ali
divise, si parla indifferenterriente di ala de­
stra e ala sinistra, anziché di semiali; in en­
trambi i casi, le parti terminali dell'ala ven­
gono chiamate ESTREMITA' ALARI.
L'ala è dotata di superfici mobili, che so­
r.io di due specie: gli ALETTONI, di cui par-'
leremo in seguito, e gli IPERSOSTENTA­
TORI o FLAP.
I FLAP, sono alette mobili ricavate nella
superficie alare presso il bordo di uscita (in
qualche caso presso il bordo di entrata) op­
pure applicate sotto l'ala, nella stessa posi­
zione; esse, durante il volo, possono esse­
re fatte ruotare verso il basso, in modo da
conferire al profilo alare una forma curva,
vale a dire convessa nella parte dorsale e
concava in quella ventrale (o maggiormen­
te concavo-convessa, se è già tale). Esisto­
no anche dei FLAP consistenti in fessure
che si aprono nell'ala presso il bordo di en­
trata, mettendone la superficie ventrale in
comunicazione con quella dorsale: ne spie­
gheremo più avanti la funzione (fig. 22).
Termirliamo questa lezione sulla portan­
za sciogliendo la riserva fatta nella preceden-
VARIE FORME
DI PHOFIU AIAHI
flg. 19
Profilo concavo convesso sottile.
Profilo concavo convesso.
Profilo piano convesso.
Profilo biconvesso asimmetrico.
Profilo biconvesso simmetrico.
Profilo laminare.
Profilo supercritico per alte velocità
subsoniche
Profilo romboidale per velocità supersoniche flg. 20
DORSO
BORDO
D'ATTACCO
CORDA
VENTRE
BORDÒ
D'USCITA
13
Jig. 23
a
te
proposito della RESISTENZA
INDOTTA.
Questo tipo di resistenza è provocato dal
fatto che l'aria in pressione che si trova sot­
si trasformanO in due scie vorticose dette co­
munemente , TRECCE DI BERENICE> (fig.
23).
La resistenza all'avanzamento provocata
esiste una depressione; si formano così, al­
le estremità alari, dei piccoli vortici, che a
da queste scie è detta «indotta» per signifi­
care che essa è causata dai fenom~fiT ·or"
pressione e di depressione da cui deriva la
portanza e che quindi, in definitiva, è do·
causa del moto di traslazione del velivolo,
vuta alla portanza stessa.
to la parte ventrale dell'ala, alle estremità
alari tende a passare nella parte dorsale, ove
Jig. 21
PRQFONDITÀ
ALARE
i
L·-----1-----:
FLAP.
ALETTONE:
Si dimostra praticamente che la resisten­
za indotta è di notevole entità nei veliv91l più
lenti (fino a circa 600 km/orari). Non si può
eliminare poiché è collegata al fenomeno
della portanza e c'è sempre quando l'aero­
plano si sostiene. Si può però ridurre mal-
tissimo aumentando l'allungamento alare
cioè il rapporto fra l'apertura dell'ala e la sua
profondità media. Il che corrisponde a co­
struire, apari(à di superficie e di profilo, ali
più strette e più lunghe.
VARI TIPI DI IPERSOSTENTATORI O FLAP
-s
Allungamento di B = - - - = s~
I
A parità degli alt!I fattori la resistenza Indotta è mln~re .In B
perché è maggiore l'allungamento e I \'.Orfici sono plu stretti.
Jig. 22
15
14
LEZIONE TERZA il
WMM64t,ifll
llg.24
CORDA ALARE
La PORTANZA, essendo una forza ae­
rodinamica che ha le medesime origini del­
la resistenza, è determinata dagli stessi fat­
tori di quest'ultima che abbiamo già esami­
nato nella prima lezione; essi, riferiti speci­
ficamente all'ala di un aeroplano, sono i
seguenti:
•f• = forma del profilo alare;
«i» = angolo di incidenza; come vedre­
mo meglio fra poco, è l'angolo relativo alla
posizione dell'ala rispetto alla direzione
della corrente d'aria che la riveste;
«S»
Superficie dell'ala;
«d»
densità dell'aria
•V'•
quadrato della velocità.
Poiché la portanza, come la resistenza, è
in proporzione diretta con tutti i suoi fattori
(cioè aumenta con l'aumentare del loro va­
lore), per calcolarne l'entità basta fare il pro­
dotto dei fattori stessi: agli effetti di questo
calcolo, i fattori ,f. (forma del profilo alare)
ed •i• (angolo di incidenza) si conglobano
in un unico coefficiente che si indica con il
simbolo •Cp». La formula per il calcolo della
portanza è pertanto la seguente:
p = Cp
X
s
X
d
X
V'
Tale formula fornisce il valore della por­
tanza espresso in chilogrammi.
Esaminiamo ora uno per uno i suddetti
fattori, per comprendere in qual modo e in
quale misura concorrono a determinare la
portanza.
a = ANGOLO DI INCIDENZA
Si dice angolo d'incidenza quello forma­
to dalla corda alare con la direzione della
corrente d'aria che investe l'ala; è altrettan­
to esatto. dire che esso è l'angolo formato
dalla corda alare con la traiettoria del veli­
volo, poiché questa ha la stessa direzione
.
e senso contrario della corrente d'aria che
investe l'ala (Fig. 24).
· L'angolo d'incidenza non va confuso con
altri angoli relativi alla posizione dell'ala, che
sono i seguenti:
.
Hg. 25
lllifllWBBfiÌli1!1iM
Nella lezione precedente, abbiamo detto
che la portanza nasce a causa della DISSIM­
METRIA che si viene a creare durante il mo­
to del velivolo tra le pressioni alle quali so­
no sottoposte la superficie dorsale e quella
ventrale dell'ala; dissimmetria che deriva, a
sua volta, dall'ASIMMETRIA geometrica,
esistente fra la superficie superiore e quella
inferiore dell'ala.
Si comprende quindi che, quanto più il
profilo alare è asimmetrico tanto più è fa­
vorevole al generarsi della portanza: in ef­
fetti; il. profilo concavo-convesso, essendo
il più àsimmetrico, risulta il più «portante»,
seguito dal profilo piano-convesso e dal bi­
convesso asimmetrico. Le ali che hanno tali
profili sono però anche quelle che presen­
tano la maggiore resistenza all'avanza­
mento.
16
I profili simmetrici, invece, (piano e bicon­
vesso simmetrico) sono i meno favorevoli
allo sviluppo della portanza, ma sono an­
che quelli che presentano la minore resisten­
za all'avanzamento.
Si comprende anche come l'azione degli
IPERSOSTENTATORI o FLAP, accen­
tuando la curvatura verso il basso e quindi
l'asimmetria del profilo alare, aumenti la
portanza dell'ala; questa è appunto la fun­
zione cui sono destinati tali organi in parti­
colari condizioni di volo, che fra breve
esamineremo.
In conclusione, la forma del profilo alare
influisce sulla portanza in virtù del suo par­
ticolare diseg;io ed in misura dipendente
da~la sua asimmetria, la quale può essere
variata entro certi limiti anche durante il
volo.
A seconda del modo in cui l'ala è monta­
ta sul velivolo, la corda alare forma un cer­
to angolo, aperto verso la prua, con l'asse
longitudinale dell'aereo, che è la retta im­
maginaria che unisce _I' estremità di prua al­
l'estremità di poppa: tale angolo è detto AN­
GOLO DI CALETTAMENTO. Quando l'a­
la è montata parallelamente all'asse longi­
tudinale del velivolo, l'angolo di calettamen­
to ovviamente è di 0° (Fig. 25).
Un aereo in volo, visto di fianco, prés~,n­
ta, rispetto ad un piano orizzontale di riferì-.
mento, una determinata posizione che può
essere orizzontale (cioè parallela a tale pia­
no) oppure obliqua, cioè con la prua rivol­
ta verso l'alto o verso il basso. L'angolo che
l'asse longitudinale del velivolo forma col
piano orizzontale di riferimento è detto AN­
GOLO DI POSIZIONE o anche ANGOLO
DI PENDENZA o ANGOLO DI ELEVA­
ZIONE. Tale angolo, come quelli che se­
guono, talvolta è detto «angolo di assetto»,
ma questo termine definisce più propria­
mente gli angoli formati dall'ala e dalle al­
tre parti del velivolo con la corrente d'aria
che le investe, fra cui l'angolo di incidenza
(fig. 26).
17
TRAIETTORIA
llg.26 ra clii abbiamo accennato, consente di al­
lo~tanare il pericolo di stallo quando l'ae­
reo vola ad una incidenza superiore a quel­
la che sarebbe la sua incidenza critica senza
l'uso di tali dispositivi.
Infatti, attraverso la fessura che si apre
te d'aria, proveniente dalla superficie infe­
riore all'ala, passa su quella superiore e ne
lambisce il profilo, trascinando con sé Io stra­
to d'aria aderente a tale superficie ed impe­
dendogli di distaccarsi dall'ala e di divenire
turbolento.
presso il bordo di entrata, una forte corren­
a
d idMMiWMiji
ANGOLO DI POSIZIONE b
ANGOLO DI DISCESA
\ a
Angoli di discesa e di salita o di rampa
L'aereo, durante il volo, segue una de­
terminata direzione o traiettoria, che può es­
sere orizzontale oppure inclinata verso l'al­
to o verso il basso, ma che può anche non
coincidere con la posizione del velivo
lo. L'aereo infatti può salire ·o scendere
mantenendo una posizione pressoché
orizzontale, ma seguendo una traiettoria
inclinata. L'angolo che la linea della traiet­
00
toria forma con un piano orizzontale di rife­
trico si trova in tale posizione, la corrente
d'aria relativa scorre sulla sua superficie su­
periore con maggiore velocità e minore
pressione che non sulla superficie inferiore,
analogamente a quanto accade per le ali a
profilo asimmetrico. Per far sì che ciò av­
venga anche quando l'aereo sta volando
con posizione e traiettoria coincidenti, le ali
a profilo simmetrico devono essere monta­
. te con un angolo di calettamento superiore
rimento a terra è detto ANGOLO DI SALl­
TA (se l'aereo sta salendo) o ANGOLO DI
DISCESA (se sta scendendo), oppure AN­
GOLO DI RAMPA (positivo in salita, nega­
a 0°.
tivo in discesa).
decresce rapidamente e si annulla. Ciò è do­
Ritornando all'angolo di incidenza, osser­
viamo che esso varia quando varia la traiet­
toria dell'aereo rispetto alla sua posifione;
quando la traiettoria e la posizione éoinci­
dono, (cioè quando l'aereo segue una traiet-i
toria parallela al suo asse longitudinale) l'an­
La portanza alare aumenta con l'aumen­
vuto al fatto che quando l'ala assume una
incidenza superiore a quella suddetta, la cor­
.r ete d'aria ad essa aderente, se ne distacca
bruscamente e lo strato limite assume un an­
damento turbolento; vengono allora a ces­
sare gli effetti di pressione e depressione sul­
golo di incidenza rimane costante e corri­
la superficie dell'ala che danno luogo alla
portanza, e in pari tempo aumenta grande­
ali a profilo asimmetrico la portanza si ge­
nera, sia pure in misura minima, anche con
sa all'avanzamento.
L'incidenza di massima portanza è detta
profilo simmetrico, invece, .la portanza na­
sce soltaiido quando esse volano con una
incidenza superiore a 0°, cioè quando la lo­
ro corda forma un certo angolo con la dire­
zione della corrente d'aria che le investe; in­
fatti solo quando un'ala dal profilo simme:
18
cie alare.
Si deve tuttavia osservare che a parità di
quanto minore è la profondità alare; per
conseguenza, agli effetti della resistenza in­
dotta, un'ala stretta e lunga risulta più van­
taggiosa di un'ala corta e larga.
Notiamo per inciso che esistono alcuni ti­
superficie le ali con un forte ALLUNGA­
MENTO (che come sappiamo è il rapporto pi di ipersostentatori ad aletta, i quali, quan­
, fra l'apertura e la profondità alare), offrono do vengono messi in funzione, oltre a ruo­
tare verso il basso, si spostano all'indietro
un migliore rendimento aerodinamico. In­
oltre il bordo di uscita, determinando un ef­
fatti, i vortici che si verificano lungo le estre­
fettivo seppure modestissimo aumento della
mità, e che danno luogo alla resistenza in­
superficie alare.
dotta, risultano tanto più limitati quanto mi­
nore è l'estensione di tali estremità, cioè
Altreitanto intuitiva è la ragione per cui
la portanza, essendo prodotta dall'aria, di­
minuisce col diminuire della densità atmo­
sferica, esattamente come accade per la re­
sistenza, che ha le medesime origini.
Di conseguenza, la densità dell'aria si può
definire come un fattore che è in proporzio­
ne diretta con· la portanza, ed il cui valore
varia in ragione _inversa della quota.
tare del valore dell'angolo di incidenza fino
ad un massimo di 15-18 gradi, dopo di che
sponde all'angolo di calettamento dell'ala.
A tale proposito occorre notare che sulle
un angolo di incidenza di 0°, grazie appunto
alla loro asimmetria geometrica. Sulle ali a
È del tutto intuibile che la portanza è tan­
to maggiore quanto più estesa è la superfi­
mente la resistenza incontrata dall'ala stes­
La portanza, come la resistenza, è diret­
tamente proporzionale al quadrato della
velocità ..
ad una velocità inferiore a quella che sareb­
be la sua velocità critica senza l'uso dei flap,
ma è soggetto ad andare in stallo ad una
La velocità di un aereo non può scende­
re al disotto di un limite minimo, diverso da
incidenza inferiore a quella che sarebbe la
sua incidenza critica senza l'uso dei flap.
velivolo a velivolo a seconda delle caratte­
ristiche costruttive, altrimenti la portanza di­
Esiste una stretta interdipendenza fra la
velocità e l'incidenza; essa dipende dal fat­
to che entrambe sono fattori della portanza
e che pertanto, diminuendo l'uno oltre cer­
venta insufficiente ad assicurarne la sosten­
tazione. La velocità minima di un aereo, al
disotto della quale la portanza diventa in­
sufficiente è detta VELOCITA' CRITICA; a
ti limiti occorre aumentare l'altro affinchè la
portanza non diventi insufficiente. Inoltre,
l'aumento dell'incidenza comporta un au­
INCIDENZA CRITICA, appunto perché su­
velocità inferiore a quella critica si verifica
perandola viene a cessare la portanza; la
condizione in cui avviene il distacco della
lo STALLO, analogamente a quanto avvie­
mento della resistenza dell'ala, che limita
ne alle incidenze superiori a quella critica.
L'impiego dei flap o ipersostentatori ad
inevitabilmente la velocità.
Pertanto, la minima velocità di un aereo
corrisponde necessariamente alla massima
incidenza utile, mentre la massima velocità
corrisponde necessariamente alla minima
corrente fluida dall'ala è detta STALLO, e
se non viene rapidamente modificata con
una "diminuzione dell'incidenza, provoca la
caduta del velivolo.
L'impiego degli ipersostentatc;>ri a fessu­
alette, aumentando la portanza alare, ab­
bassa il limite di velocità critica; occorre pe­
rò notare che un aereo con i flap di questo
tipo abbassati, può cons~rvare la portanza
incidenza (fig. 27-28)
19
lig. 27
LEZIONE QUARTA VELOCITÀ 80 km/h
INCIDENZA 15 GRADI
TRAIETTORIA
Massima incidenza minima velocità
Si deve però tener presente che al disot­
to della velocità critica la portanza diviene
insufficiente anche se l'incidenza è la più fa­
vorevole; così pure, mentre è possibile vo­
lare alla massima velocità con una inciden­
za minima, al disopra dell'incidenza critica
la portanza viene a cessare quale che sia la
velocità, che peraltro è ridotta al minimo
dalla resistenza dell'ala.
Il limite minimo di velocità di un aereo di­
pende anche dalla densità dell'aria, e quin­
di dalla quota; se la velocità minima di so­
stentazione di un velivolo a livello del mare
è di 175 km/h, a 6.000 metri di quota non
può essere inferiore a 230 .km/h.
Quando un aereo ha raggiunto una quo­
ta alla quale la sua massima velocità corri­
sponde alla velocità minima di sostentazio­
ne, esso ha anche raggiunto il suo limite di
quota, perchè tutta la portanza di cui può
disporre gli consente appena di sostenersi
in volo e quindi non può salire più in alto.
Tale quota è detta QUOTA DI TANGEN­
ZA TEORICA, perchè di fatto non viene
mai raggiunta. È detta invece QUOTA DI
TANGENZA PRATICA quella alla quale
l'aereo dispone ancora di una minima- ca­
pacità ascensionale (circa metri O,5 al
secondo).
lig. 28
Finora abbiamo parlato spesso della ve­
locità, indicandola come uno dei fattori della
resistenza e della portanza
Ma la velocità non nasce da sola: come
tutti sanno, l'aereo è dotato di un sistema
motopropulsore costituito da uno o più mo­
tori ad elica o a reazione, il quale gli forni­
sce una trazione, o, più propriamente, una
SPINTA, che a sua volta assicura al velivo­
lo la velocità.
La spinta, quale che sia il tipo e la siste­
mazione del motopropulsore, è sempre una
forza che si esercita nella direzione dell'as­
se longitudinale del velivolo e nel senso del
moto; essa pertanto si oppone direttamen­
te alla resistenza incontrata dal velivolo. nel­
l'avanzamento, che ha la stessa direzione e
senso contrario (fig. 29).
La spinta, determinando la velocità del­
l'aereo, concor-e a fornirgli la portanza e
quindi ad assicurarne la SOSTENTAZIO­
NE; nello stesso tempo ne assicura la
TRASLAZIONE.
Esamineremo a suo tempo i Vari tipi di
motopropulsori ed i principi secondo i qua­
li producono la spinta.
VELOCITÀ 250 km/h
INCIDENZA 3 GRADI
/ig. 29
TRAIETTORIA
RESISTENZA
SPINTA
INCIDENZA
Massima velocità minima incidenza
20
21
Dai diagrammi possiamo osservare che i
coefficienti di Portanza (e quindi la Portan­
A questo punto possiamo riassumere tutte
le forze agenti sul velivolo, che abbiamo esa­
minato finora; esse sono:
- LA PORTANZA
- LA RESISTENZA
- LA SPINTA
- IL PESO
Queste quattro forze sono tutte applicate
in un punto del velivolo detto CENTRO DI
PRESSIONE; esse formano due coppie,
ciascuna delle quali è composta da due forze
contrapposte: la portanza e il peso, la
spinta e la resistenza. Consideriamo ades­
so alcuni interessanti relazioni intercorrenti
fra tali..forze.
1 - Nel volo orizzontale a quota e velo­
cità costanti, la portanza e il peso si equili­
brano, e così pure la spinta e la resistenza.
Infatti, se la portanza fosse maggiore del pe­
so, l'aereo salirebbe, se il peso fosse mag­
giore della portanza, scenderebbe; se la
spinta fosse maggiore della resistenza, il mo­
to del velivolo non sarebbe più uniforme,
ma accelerato; se la resistenza fosse mag­
giore della spinta, la velocità del velivolo si
annullerebbe e con ciò cesserèbbe la
portanza.
2 -;-Nel volo in salita, il peso si scinde
in due componenti, l'una delle quali è con­
trapposta alla portanza come nel volo oriz­
zontale, mentre l'altra si somma alla resisten-
Il valore della Portanza e della Resistenza
za. In questa condizione di volo, rispetto a
quella del volo orizzontale, la portanza ne­
cessaria è minore perchè deve equilibrare
solo una componente del peso, mentre la
spinta occorrente è maggiore, perché deve
equilibrare, oltre che la resistenza, anche l'al­
tra componente del peso che si somma a
quest'ultima.
3 - Nell'opposta condizione del volo in
discesa, il peso si scinde pure in due com­
ponenti, l'una contrapposta alla portanza
come nel caso precedente, l'altra che si
somma alla spinta. Anche in questo caso,
rispetto al volo orizzontale, la portanza ne­
cessaria è minore, dovendo equilibrare so­
lo·una componente del peso; inoltre, anche
la spinta occorrente è minore, perchè ad es­
sa si somma l'altra componénte del peso.
za P = Cp _1_ p V'S) assumono valori
2
muni Velivoli, quando scendono a motore
spento. Pertanto, un aereo al quale' venga
a mancare il motore, precipita per mancan­
za di velovità e quindi di portanza, ma as­
sume una traiettoria inclinata nella quale la
velocità è assicurata dalla spinta fornita dalla
componente del peso.
p
CP =
_!_p V'S
che si generano su un'ala vengono calcola­
te sperimentalmente, ponendo un modello
mente al quale avviene la brusca diminuzio­
ne del Cp viene detta incidenza di stallo.
crescenti con l'aumentare dell'incidenza fi­
Mil.E!4t.flfeJfMd
Dai diagrammi del Cp è Cr osserviamo
che ad. alti valori di Cp comprendono an­
che alti valori di Cr e viceversa che per bas­
si valori di Cr, il Cp tende ad annullarsi.
Pèr ottenere il miglior rendimento di un'a­
so per ogni kg di Resistenza incontrata. Ana­
logamente si può dire che un velivolo con
la bisogna quindi ricercare un compromes­
so phe permetta di ottenere buoni valori di
Portanza con esigui valori di Resistenza.
E = 50 necessita di 1 kg di spinta ogni 50
kg di peso.
Il valore dell'efficienza massima può es­
sere inoltre utile per determinare, nel volo
planato, quale può essere la massima di­
stanza percorribile (D) mantenendo una cer­
Eseguendo per vari valori dell'incidenza
il rapporto tra il Cp e il Cr, rilevandoli dai.
ta incidenza ed avendo una determinata
quota (H).
Infatti si ha che
due diagrammi precedenti, si ottiene il dia­
gramma dell'efficienza
Esiste una condizione· particolare di volo,
nella quale la componente del peso sosti­
tuisce, completamente la spinta fornita dal
motopropulsore; è quella del VOLO LI­
BRATO o PLANATO, che è proprio degli
ALIANTI, e che si verifica anche con i co­
no ad un valore massimo (Cp Max) oltre al
quale decadono bruscamente.
Il valore dell'incidenza corrispondente­
E = .f_ ,,:,
R .
Cp
Cr
H x E= D
cioè, se ad esempio un aereo inizia la di­
di un'ala in funzione de:ll'incidenza. Da tale
diagramma si può così rilevare quale sia il
scesa da una quota di 1000 m con una effi­
valore di incidenza (e quindi di Portanza e
a
Resistenza} per la quale si ottiene la massi­
ma Efficienza e cioè il migliore rendimento
aerodinamico.
·
Ali di notevole allungamento (minore re­
sistenza indotta} e profili accurati possono
raggiungere efficienze mas,sime di 35 : 50 ..
Cioè possono sostenere 35 : 50 di kg di pe­
..
cienza pari a 50, percorre una distanza pari
1000
X
50
= 50.000 m
= 50 km
In genere si possono raggiungere efficienze
da 25 a 50 per gli alianti da 5 a 10 per aerei,
da caccia e da 10 a 20 per quelli
commerciali.
·-------­
2
in galleria aerodinamica e rilevando i valori
di P e R con degli strumenti di misura delle
forze (dinamometri).
Il rapporto tra la Portanza misurata e il
pro­
Analogamente si ottiene il coefficiente di re­
sistenza (Cr)
CR =
dotto della pressione dinamica (_l_ p V')
·2
R
2.pV'S
2
a ~ui viene assoggetiato il modello dell'ala
e la superficie di questa, fornisce un nume­
ro adimensionale, detto coefficie~te di por­
tanza (Cp) cioè;
22
fig. 91/a
$1.l(g,,
fig.SO
Dando diversi valori di incidenza al model­
lo si ottengono I diagrammi in figura (fig. 30,
31, 31/a, 32).
23
LEZIONE QUINTA LE
Ora che conosciamo i principi teorici del
volo, è venuto il momento di prendere in
· esame l'aeroplano, per renderci finalmente
conto di come sia fatto e come funzioni in
tutte le sue parti, e di come faccia pratica­
mente a volare.
Esamineremo quindi dettagliatamente tut­
te le parti principali dell'aereo, che sono le
·seguenti:
- ALA
- FUSOLIERA
-ORGANI DI GOVERNO
..,
Dell'ala abbiamo già descritto il PROFI­
LO e le diverse forme che esso può presen­
tare (PIANO, PIANO-CONVESSO, BI­
CONVESSO SIMMETRICO e ASIMME­
TRICO, CONCAVO-CONVESSO), la
PROFONDITÀ, L'APERTURA ALARE e la
CORDA ALARE, le parti in cui si distingue
(SEMIALA DESTRA e SINISTRA, RADI­
CE, ESTREMITÀ, DORSO e VENTRE,
BORDO DI ATTACCO o di ENTRATA e
BORDO di USCITA) e gli IPERSOSTEN­
TATORl o FLAP.
.
-
GRUPPO MOTOPROPULSORE
ORGANI DI ATTERRAGIO O DI
AMMARAGGIO
-ORGANI DI COMANDO
- STRUMENTI DI BORDO
Nel trattare dell'ala e della fusoliera, pren­
deremo in esame anche gli organi di gover­
no che ne fanno parte e gli organi di atter­
raggio; nel trattare degli organi di coman­
do, esamineremo anche brevemente le prin­
cipali manovre del velivolo.
Abbiamo anche accennato agli ALETTO­
NI, che sono delle superfici mobili situate
presso il bordo di uscita, alle due estremità
dell'ala.
A differenza dei flap, che ruotano entram­
bi verso il basso incurvando il profilo alare
e aumentandone favorevolmente l'asimme­
tria e quindi la portanza, gli alettoni si
muovono di moto coniugato, vale a di­
re che mentre uno di essi ruota verso il
basso, l'altro contemporaneamente ruo­
ta verso lalto e viceversa, sempre, na-
flg. 34
Movimento ed effetto degli alettoni
26
turalniente, a comando del pilota.
Tale movimento fa si che la semiala
cui appartiene l'alettone che ruota ver·
so il basso, assuma un profilo concavo
nella parte inferiore, come accade per
l'azione dei flap, e acquisti una maggio­
re portanza, che ne provaca l'innalza..
mento; mentre la semiala che ha I' alet·
tone che ruota verso l'alto assume un
profilo concavo nella parte superiore,
che risulta sfavornvole alla portanza, la
quale diminuisce provocandone l'ab·
bassamento (fig. 34).
In conclusione, con la manovra degli
alettoni il velivolo compie una rotazio·
ne intorno al suo asse longitudinale
(movimento di rollio), abbassando una
semiala e alzando laltra: vedremo fra
breve come questa manovra sia neces­
saria per far compiere all'aereo le virate.
Torniamo adesso a considerare la forma
dell'ala, vista in pianta e vista di fronte.
In pianta l'ala può presentare le se·
guenti forme (fig. 35):
- RETTANGOLARE, con le SEMIA­
LI DIRITTE, oppure RASTREMATE, cioè
restringentisi verso le estremità, (o anche,
in qualche caso, con le estremità
arrotondate).
- TRAPEZOIDALE (il lato maggiore
del trapezio corrisponde al bordo di attacco).
-A DELTA, coiè avente la forma trian­
golare della omonima lettera greca e dispo­
sta con il vertice rivolto in avanti.
- A FRECCIA (non si tratta di un ve­
ro e proprio tipo di ala, ma di semiali trape­
zoidali, rettangolari rastremate, montate in
modo da formare posteriormente un ango­
lo con la fusoliera inferiore ai 90°.
Spesso, nei velivoli più moderni e nei pro­
totipi di avanguadia l'ala presenta una for­
ma composita, con un certo disegno nella
parte centrale (ad esempio, a delta) ed un
disegno diverso alle estremità (ad esempio,
a freccia); sugli aviogetti supersonici più re­
centi sono state anche adottate ali a GEO­
METRIA VARIABILE, cioè con l'angolo di
freccia modificabile in volo, per adattarle alle
esigenze aerodinamiche delle basse e delle
altissime velocità.
Di fronte, l'ala può presentare le seguenti
ffg.35
RETTANGOLARE CON
ESTREMITÀ QUADRE O
ARROTONDATE
RASTREMATA
TRAPEZOIDALE
o
A DELTA
Forme dell'ala In pianta
27
forme (fig. 36).
- RETTILINEA
-A DIEDRO POSITIVO, cioè con le
due semiali formanti un angolo aperto ver­
so l'alto.
- A DIEDRO NEGATIVO, cioè con
le due semiali inclinate verso il basso (que­
sta ala, poco comune, diventa rettilinea
quando l'aereo è in volo).
-A «V• DIRITTA, cioè a forma di «V•
aperta verso l'alto nella parte centrale e ret­
tilinea alle estremità.
-A •V• ROVESCIA, forma inversa al­
la precedente («V» aperta verso il basso),
caratteristica dei famosi aerei «Stukas» te­
deschi per il bombardamento in picchiata.
La forma dell'ala influisce notevolmente
sulla stabilità e sull'efficienza del velivolo.
L'ala a freccia favorisce là stabilità di­
rezionale; cioè la correzione automatica,
da parte del velivolo, delle indesiderate ro­
tazioni intorno all'asse verticale.
Infatti, quando il velivolo ruota, ad esem­
pio verso la destra, la semiala sinistra viene
a trovarsi più avanzata di quella destra; di
conseguenza la semiala sinistra espone al­
l'urto frontale dell'aria una superficie mag­
giore di quella destra, che. si trova arretrata
e che per di più è posta «in ombra aerodi­
namica» dalla fusoliera. Ciò fa sì che la se­
miala sinistra venga frenata dalla maggiore
resistenza che incontra rispetto a quella de­
stra e che il velivolo sia indotto a ruotare in
senso inverso ed a ritornare nella posizione
primitiva.
L'ala a diedro positivo, invece favori..
sce la stabilità laterale, vale a dire l'op­
posizione automatica del velivolo alle inde­
siderate rotazione intorno all'asse longitudi­
nale (movimento di rollio). Infatti, quando
l'aereo s'inclina, ad esempio a destra, l'an­
golo di incidenza reale della semiala destra,
a causa della combinazione del movimento
di tJ:aslazione cnn quello di inclinazione della
semiala stessa verso il basso, viene ad es­
sere maggiore dell'angolo di incidenza del­
la semiala sinistra, la quale è soggetta all'ef­
fetto opposto perchè s'inclina verso l'alto.
Di conseguenza la semiala destra acquista
maggior portanza della semiala sinistra, e ciò
provoca il raddrizzamento del velivolo.
28
~~==Q=g.=36 RETilUNEA
A DIEDRO posmvo
A DIEDRO NEGATIVO
Le ali rastremate e quelle con le estremi­
tà arrotondate, infine, risultano più efficienti
di quelle diritte, perchè sono meno sogget­
te ai vortici di estremità, che provocano la
resistenza indotta.
Passando a trattare della struttura dell'a­
la, osserviamo anzitutto che è ormai stata
definitivamente abbandonata la formula del
BIPLANO, che ai primi tempi dell'aviazio­
ne aveva brillantemente risolto Il problema
di ottenere ali leggere e nello stesso tempo
robuste e Indeformabili, nonché di limitata
apertura e di grande superficie; oggi gli ae­
roplani sono tutti MONOPLANI, dato che
il biplano, contro i suddetti vantaggi, pre­
sentava l'inconveniente di una grande resi­
stenza, incompatibile con le odierne
velocità.
Un tempo le ali consistevano in un'arma­
tura di legno, costituita da due o più travi
a sezione quadrata o rettangolare detti
LONGHERONI, disposti nel senso della
lunghezza, ed uniti da elementi trasversali
pure in legno, detti CENTINE, sagoma!! In
·modo da conferire all'ala il profilo deside­
rato; sulle centine era posto un rivestimen­
to di legno compensato, a sua volta rivesti­
to di tela verniciata.
Oggi, che con l'avvento di leghe metalli­
che che uniscono i massimi requisiti di ro­
bustezza e di leggerezza, e con l'adozione
di nuove tecniche costruttive, si è passati al­
l'impiego di longheroni tubolari o scatolati,
di centine metalliche ottenute per stampag­
gio, di rivestimenti metallici con funzione
portante.
A cV• DIRITTO
A cV• ROVESCIO
flg. 37
Struttura Interna dell'ala
Anche le materie plastiche trovano un im­
piego sempre più largo in aviazione, ed esi­
stono persino alianti costruiti completamen­
te In plastica, ala compresa. Solo per i pic­
coli aerei da turismo, come pure per gli
alianti più comuni, si fa ancora ricorso alla .
tradizionale costruzione in legno (fig. 37).
Per quanto concerne la posizione in cui
è collocata rispetto alla fusoliera, osservia­
mo che l'ala può essere (fig. 38):
- ALTA, se è situata al disopra della
mezzeria della fusoliera (quando il posto di
pilotaggio del velivolo è scoperto e lala è
collocata sopra di esso, si dice ALA ALTA
A PARASOLE).
- BASSA, se è collocata al disotto del­
la mezzeria della fusoliera.
- CENTRALE, se è posta a metà della
lunghezza della fusoliera.
-AVANZATA, se è posta oltre la me­
tà della fusoliera, verso la prua.
- ARRETAATA, se è posta oltre la me­
tà della fusoliera, verso la coda.
L'ala, inoltre, può essere montata sull'ae­
reo a SBALZO, cioè senza alcun sostegno
esterno, oppure con MONTANTI, che la
collegano alla fusoliera; questa soluzione,
poco aerodinamica' viene oggi adottata
quasi esclusivamente per i piccoli aerei da
turismo.
Infine l'ala può essere SVERGOLATA,
cioè tale che il suo angolo di calettamento
non presenti un valore costante per tutta l'a­
pertura alare, ma vada decrescendo verso
le estremità in modo che queste abbiano
sempre un angolo di Incidenza Inferiore a
quello della pàrte centrale dell'ala stessa.
Questa soluzione si adotta per evitare che
le estremità alari, in certe condizioni di vo­
lo, possano entrare in stallo prima della re­
stante parte dell'ala.
Non possiamo concludere questa lezione
sulle caratteristiche dell'ala, senza conside­
rare gli sforzi che essa deve sopportare.
In effetti, l'ala è pressoché l'unica parte del
velivolo In cui si sviluppa la portanza neces­
saria per sollevare l'aereo ed il suo carico,
e pertanto essa deve sopportarne tutto il pe­
so; (anche l'impennaggio orizzontale di co­
da, contribuisce alla portanza, e persino la
Forme del lala vista di fronte
29
fusoliera, ma in ffiisura irrilevante agli effet­
ti della sostentazione).
Per conseguenza, l'ala, durante il volo, è
soggetta ad un «momento flettente»; vale
a dire che le due semiali tendono a flettersi
verso l'alto e si ·spezzerebbero alle radici se
lo sforzo cui l'ala è soggetta non fosse debi- ·
tamente previsto ed essa non fosse messa
in grado di sopportarlo mediante un oppor­
tuno irrobustimento (realizzato oggi median­
te strutture interne, ed un tempo con mon­
tanti e tiranti esterni), e anche facendo in
modo che il peso del velivolo non sia collo-·
calo solo nella fusoliera, ma pure nell'ala
stessa; infatti, in un velivolo che abbia, ad
esempio, i motori, sistemati nell'ala, il mo­
mento flettente è minore che in un velivolo·
di ugual peso che li abbia collocati sulla
fusoliera.
fig. 38
Lo sforzo cui è soggetta l'ala in ragione
del peso del velivolo, viene calcolato in ter­
mini di CARICO ALARE, cioè del peso che
l'ala deve sopportare per ogni metro qua­
drato della sua superficie; per i velivoli leg­
geri di un tempo, i carichi alari erano di p_o­
chi chilogrammi: oggi, con l'aumentato ton­
nellaggio dei velivoli e la contemporanea ri­
duzione delle dimensioni delle ali, imposta
dalle alte velocità, si arriva persino a carichi
alari di alcuni quintali.
Oltre che al momento flettente che deri­
va dal carico che deve sepportare, l'ala è
soggetta ad un «momento torcente», che
tende a svergolarla; esso deriva dalla resi­
stenza che l'ala incontra durante il volo e vie­
ne contrastato mediante l'opportuno dimen­
sionamento delle strutture interne dell'ala
stessa.
Posizione dell'ala
ALA ALTA
--e-=---- --­
ALA MEDIA
ALA BASSA
30
LEZIONE SESTA
PARTI DEL VELIVOLO:
E GLI IMPENNAGGI
I testi di' aerotecnica dei primi tempi del­
La fusoliera può essere INTERA o TRON­
l'aviazione dicevano che la fusoliera (allora
CA. Nel primo caso forma un corpo unico
con gli impennaggi di coda; nel secondo,
chiamata •carlinga•) è quella parte del veli­
rispetto a questi ultimi, forma un corpo a sé
volo destinata ad unire insieme tutte le al­
e gli impennaggi sono uniti alla fusoliera o
tre, e incidentalmente, a contenere il pilota.
Questa definizione - piuttosto spregiati­
all'ala per mezzo di uno o più TRAVI DI
CODA, che sono tralicci metallici, rivestiti
va, ma non del tutto inesatta, visto che Or­
ville Wright, durante lo storico primo volo
di solito da una carenatura aerodinamica.
Una soluzione di questo genere caratteriz­
dell'aeroplano nel 1903, non se ne stava af­
fatto seduto nella carlinga, ma era sempli­
zava l'aereo da trasporto Fairchild C.119,
che aveva una fusoliera tronca posta sotto
cemente sdraiato sull'ala - voleva signifi­
l'ala e fiancheggiata da due travi di coda che
care che la fusoliera, di per sé stessa, non
recava alcun contributo al volo dell'aereo.
uniscono l'ala agli impennaggi. Le figure
Ciò è vero ancora oggi, ma ci sembra giu­
39-40-41 mostrano varie forme di fusoliere.
sto non sottovalutare il fatto che la fusolie­
Nei piccoli velivoli, la fusoliera, può esse­
ra, oltre ad ospitare i piloti, i passeggeri _ed
re APERTA o CHIUSA, cioè con il posto
il carico, il cui trasporto costituisce lo scopo
di pilotaggio scoperto o meno, oppure sco·­
perto ma riparato da un TETTUCCIO tra-·
del volo, è anche la «centrale» che contie­
ne tutti i comandi e gli strumenti destinati
sparente amovibile; tali velivoli possono es­
a_l governo dell'aereo e alla navigazione.
sere inoltre MONOPOSTI o BIPOSTI, con
Strutturalmente, la fusoliera, come l'ala, ·i posti affiancati o IN TANDEM, cioè uno
è costituita da elementi trasverSali che le
dietro l'altro. Nei biposti, i posti di pilotag­
conferiscono la forma, collegati da ordina­
gio pos_sono essere uno solo o entrambi, e
si hanno così aerei a comando uriico o A
te disposte nel senso della lunghezza, il tut­
to ricoperto da un rivestimento esterno che
DOPPIO COMANDO.
può essere di legno compensato, metallo o
anche materia plastica.
Circa la forma, un tempo le fusoliere ave­
vano una sezione rettangolare, quadrata o
trapezoidale, oppure circolare, ovoidale o
ellittica che si andava restringendo verso le
estremità di prua e di coda. Oggi le fusolie­
re come dice la parola tendono prevalente­
mente ad assumere una forma il più possi­
bile «affusolata», cioè presentano quasi sem­
pre una sezione arrotondata ed un profilo
assottigliato alle estremità, e sono raccordate
armonicamente alle altre parti del velivolo,
in modo che questo risponda ai migliori re­
quisiti aerodinamici.
flg. 39 - P.D. 808
31
lig. 40 - P.166
I velivoli più grandi, possono presentare
internamente le sistemazioni più diverse. I
posti di pilotaggio sono sempre due affian­
çatl, e possono essere ·collocati in un locale
separato da quello dei passeggeri; in que­
st'ultimo caso, si ha una distinta CA'3INA
•.••.,,.
Ali' estremità posteriore della fusoliera (che
è detta POPPA o CODA, mentre quella an­
teriore è detta PRUA o MUSO), oppure al­
l'estremità posteriore dei travi di coda, so­
no posti i'IMPENNAGGIO VERTICALE e
i'IMPENNAGGIO ORIZZONTALE del ve­
livolo; entrambi sono composti da una par­
te fissa, che ha lo scopo di assicurare la sta­
bilità dell'aereo, e di una parte mobile, che
ha lo scopo di consentirne le manovre (fig.
42).
L'impennaggio orizzontale è costituito da
un plano fisso e da un piano mobile dispo­
sti, come dice il termine, in posizione oriz­
zontale, trasversalmente alla coda del veli­
volo. Il piano fisso prende il nome di STA­
BILIZZATORE: alla parte posteriore di es­
so è incernierato, In modo che possa ruo­
tare verso l'alto e verso il basso, il piano mo­
bile, chiamato EQUILIBRATORE o TIMO­
NE DI PROFONDITÀ o DI QUOTA.
Entrambi questi piani hanno una struttu­
ra analoga a quella dell'ala, ed un profilo
solitamente plano o leggermente biconves­
so; lo stabilizzatore ha generalmente una for­
ma trapezoidale o triangolare, l'equilibrato­
re una forma rettangolare.
Intaluni aerei, Io stabilizzatore e l'equili­
bratore formano un corpo unico, interamen­
te mobile a comando del pilota; in altri, lo
stabilizzatore ha un calettamento variabile
entro certi limiti e l'equilibratore è comple­
tamente mobile.
La funzione dello STABILIZZATORE è
32
lig. 41 - AMX
DI PILOTAGGIO. I posti per i passeggeri
possono essere disposti su un solo piano o
anche, in alcuni grandi velivoli di linea, su
due plani; in tal caso si ha un aereo A DUE
PONTI.
quella di consentire al velivolo di corregge­
re automaticamente le indesiderate rotazioni
intorno all'asse trasversale (movimenti ,di
beccheggio, tendenza a picchiare o a cabra­
re). Tale funzione si esplica nel modo
seguente.
Quando lo stabilizzatore viene calettato
parallelamente all'asse longitudinale dell'ae­
reo, a causa del suo profilo piano o bicon­
vesso, durante li volo livellato non sviluppa
alcuna portanza (coda cosidetta neutra).
Se il velivolo tende a cabrare, alzando il
muso e abbassando la coda, lo stabilizzato­
re viene ad avere un'incidenza positiva e di­
venta portante, per cui la coda si solleva,
costringendo il muso ad abbassarsi e l'ae­
reo ritorna in posizione orizzontale,
Se invece l'aereo tende a picchiare, ab­
bassando il muso ed alzando la coda, lo sta­
bilizzatore viene ad avere una incidenza ne­
gativa e sviluppa una «deportanza», cioè
una portanza diretta verso il basso; questa
fa abbassare la coda e alzare il muso del ve­
livolo, riportandolo alla posizione
orizzontale.
Naturalmente, alle suddette azioni parte­
cipa anche l'equilibratore quando è in posi­
zione f!eutra e forma un piano unico con lo
stabilizzatore.
Lo stabilizzatore funziona in modo analo­
go quando è calettato con una incidenza ne­
gativa ·(coda deportante) o positiva (coda
portante); soltanto che nel primo caso esso
conferisce al velivolo un'intrinseca tenden­
za a cqbrare (aereo «pesante di coda») e ne(
secondo caso una intrinseca tendenza a pic­
chiare {aereo «pesante di muso).
La funzione dell'EQUILIBRATORE, è in­
vece quella di provocare a volontà del pilo­
ta i movimenti dell'aereo intorno all'asse tra­
sversale del velivolo, per compiere le ma­
novre di picchiata e cabrata.
Quando l'equilibratore viene fatto ruota­
re verso il basso, il piano orizzontale di co­
da, composto da esso e dallo stabilizzatore,
assume un profilo curvo (convesso nella
parte superiore, concavo in quella inferio­
re) e perciò diventa portante, costringendo
la coda del velivolo ad alzarsi ed il muso ad
abbassarsi, per cui l'aereo si dispone in
picchiata .
Quando invece l'equilibratore viene fatto
ruotare verso l'alto, il piano orizzontale di
coda assume un profilo curvo alla rovescia
(concavo superiormente, convesso inferior­
mente); perciò sviluppa una portanza ne­
gativa, una ctdeportanza» che fa abbassare
la coda e alzare il muso del velivolo, dispo­
nendolo in cabrata.
L'impennaggio verticale è costituito da un
piano fisso e da un piano mobile disposti
verticalmente sulla coda o sul trave di co­
da .. Il piano fisso è chiamato DERIVA, ed
ha struttura, profilo e forma analoghi a quelli
dello stabilizzatore. Il piano mobile è incer­
niato alla parte posteriore della deriva; es­
so ha generalmente una forma rettangola­
re ed è chiamato TIMONE DI DIREZIONE
o semplicemente TIMONE.
La funzione della DERIVA è quella di cor­
reggere automaticamente le indesiderate ro­
tazioni del velivolo intorno all'asse vertica­
le, cioè la tendenza a girare a destra o a si­
nistra. Difatti , se il velivolo ruota, ad esem­
pio, verso destra, spostando, di conseguen­
za, la coda verso sinistra, il lato sinistro del­
lo stabilizzatore viene investito dal vento re­
lativo, che costringe la coda del velivolo a
ruotare in senso inverso ed a ritornare nel­
la posizione primitiva. L'inverso accade se
il velivolo ruota verso sinistra. La deriva, con
effetto analogo, provvede inoltre ad assicu­
rare là stabilità trasversale dell'aereo, oppo­
nendosi ai movimenti di rollio intorno all'as­
se longitudinale.
lig. 42
DERIVA
TIMONE
EQUILIBRATORE
STABILIZZATORE
IMPENNAGGI DI CODA
La funzione del TIMONE DI DIREZIONE
è invece quella di consentire, a volontà del
pilota, le rotazioni dell'aereo intorno all'as­
se verticale, che sono necessarie, come ve­
dremo, insieme a quelle intorno all'asse lon­
gitudinale, per compiere in volo le mano­
vre di virata, oltreché, da sole, per mano­
vrare l'aereo da terra.
Quando il timone viene fatto ruotare, ad
esempio, verso destra, esso viene investito
dalla corrente d'aria relativa surlato destro,
e la spinta che riceve costringe la coda del­
l'aereo a ruotare verso sinistra ed il muso
a ruotare verso destra.
È da notare che, sia la manovra dell'equi­
libratore, sia quella del timone di direzione,
hanno per effetto di far ruotare il velivolo
nello stesso senso in cui vengono fatte ruo­
tare le superfici mobili in questione.
Normalmente, l'impennaggio orizzontale
è unico, sebbene un tempo siano anche stati
costruiti velivoli con due e persino tre im­
pennaggi orizzontali sovrapposti, per au­
mentarne l'efficacia. L'impennaggio vertica­
le, sui velivoli più grandi, può essere inve­
ce ancora oggi doppio o triplo; lo scopo di
tale soluzione, che viene adottata nei pluri­
motori, oltre che quello di aumentare l'effi­
cacia dei timoni di direzione in Volo, è quello
di aumentarla alle basse velocità di atterrag­
gio e nelle manovre a terra, facendo in mo­
do che i timoni, per la loro posizione, ven­
gano a trovarsi immersi nel flusso delle cor­
renti d'aria provocate dalle eliche dei mo­
tori
33
L'impennaggio ori12ontale può essere col­
locato alla base di quello verticale. (basso),
a metà di questo ed in croce con esso (me­
dio), ed in tal caso è diviso in due parti col­
locate a destra e a sinistra dell'impennaggio
verticale, oppure può essere collocato so­
pra quest'ultimo (alto).
Sia l'equilibratore che il timone, di regola
sono dotati di piccole alette orientabili incer­
nierate sul loro bordo di uscita, che sono
dette ALETIE CORRETIRICI o TRIM; es­
se, in alcuni velivoli sono regolabili a terra
prima del decollo, in altri sono regolabili in
volo.
I TRIM vengono fatti ruotare nello stesso
senso del timone e dell'equilibratore e lascia­
ti nella posizione desiderata per correggere
volo (fig. 44).
Esiste poi un mezzo per fari sì che la cor­
rente d'aria relativa «aiuti» la rotazione del
timone e dell'equilibratore; esso consiste nel
lig. 45
prolungare tali superfici oltre la linea di cer­
niera; in tal modo, quando il timone o l'e­
quilibratore ruotano in un senso, parte del­
la loro superficie che si trova oltre la linea
di cerniera, chiamata BECCO DI COM­
PENSAZIONE, ruota nel senso opposto e
la spinta dell'aria su questa parte «compen­
sa• parzialmente quella esercitata dall'aria
stessa sull'altra parte del limone o dell'equi­
libratore, diminuendo lo sforzo richiesto dal­
la manovra (fig. 45).
LINEA DI CERNIERA
BECCO
BECCO
lig. 44
stabllménte, senza agire sui comandi, la ten­
. denza del velivolo a cabrare o a picchiare
(ad esempio per lo spostamento della posi­
zione del centro di gravità, dovuto al cari­
co) o a ruotare a destra o a sinistra (ad
Gli aerei' terrestri sono dotati di un orga­
no di atterraggio il cui tipo più semplice è
costituito da due ruote gommate, impernia­
te alle due estremità di un asse orizzontale
esempio, per l'arresto di un motore, nei bi­
motori), come pure per alleggerire lo sfor­
zo del pilota sui comandi.
Alcuni tipi di velivoli hanno l'equilibrato­
re e il timone di direzione dotati di altre alette
mobili denominate FLETINER, che ruota­
no in senso inverso a quello delle superfici
su cui sono incerniate.
La funzione di tali alette, è quella di co­
stringere il timone di direzione e l'equilibra­
tore ad assumere e mantenere senza l'inter­
vento del pilota, una certa angolazione, per
gli stessi scopi per cui vengono usati i trim.
Il flettner del timone infatti, ruotando ad
esempio verso destra, viene investito dalla
corrente d'aria relativa e costringe il timone
a piegare a sinistra ed a mantenersi in tale
posizione. Un effetto analogo è prodotto dal
flettner sull'equilibratore. Anche i flettner.
TRIM O FLETTNER
POSIZIONE DEI TRIM O DEI FLETTNER
SULL'EQUILIBRATORE
c ___1e=­
TRIM A PICCHIARE
c_____.r~,
come i trim, possono essere, a seconda del
tipo dell'aereo, regolabili a terra oppure in
FLETTNER A PICCHIARE
Movimento dei trim o dei flettner
Non c'è molto da dire circa gli organi di
atterraggio e di ammaraggio che, come tutti
sanno, sono quelli destinati a permettere il
contatto del velivolo con una superficie so­
lida o liquida, prima e dopo del volo; a se­
34
collegato alla fusoliera da un traliccio di tu­
bi: il tutto prende il nome di CARRELLO
BiqCLO, è collocato sotto la fusoliera po­
co più avanti del centro di gravità del veli­
volo, ed è completato da una piccola ruota
sopportata da una forcella, posta sotto la
poppa dell'aereo, che prende il nome di
RUOTINO DI CODA. Tale tipo di carrello,
chiamato CARRELLO FISSO perché non
può scomparire all'interno del velivolo du­
rante il volo, si trova solo sui piccoli velivo­
li, e spesso ha le ruote coperte da una cap­
pottatura aerodinamica, per diminuirne la
resistenza all'aria. In talune aerei il carrello
in questione anziché essere costituito da un
unico traliccio, è formato da due armature
distinte, una per ciascuna ruota, dette
GAMBE DI FORZA e collocate sotto le ali
anziché sotto la fusoliera (fig. 46 a-b).
li carrello biciclo, nei velivoli più moderni
e veloci, è RETRATIILE, vale a dire che
conda che siano destinati a posarsi sulla ter­
ra, sull'acqua o su entrambe, i velivoli pren­
è composto da due armature separate chia­
dono il nome di AEREI TERRESTRI,
IDROVOLANTI e VELIVOLI ANFIBI.
possono essere retratte o ripiegate in appo­
siti alloggiamenti ricavati nella fuc;oliera o
mate SEMICARRELLI, che durante il volo
nelle ali (fig. 46 c).
Ma il tipo di carrello più progredito è il
CARRELLO TRICICLO, così chiamato per­
ché composto da un normale carrello bici­
clo retrattile, collocato però posteriormen­
te al centro di gravità dell'aereo, e da un
RUOTINO ANTERIORE, anch'esso retrat­
tile, posto sotto la prua del velivolo, e ge­
neralmente sterzabile (fig. 47).
Il carrello triciclo presenta rimarchevoli
vantaggi su quello biciclo esso rende quasi
impossibile al velivolo di cappottare (rove­
sciarsi in avanti) durante il decollo e l'atter­
raggio, e diminuisce anche, durante tali ma­
novre, il pericolo di imbardate (sbandamen­
te laterali) essendo dotato di spiccata stabi­
lità direzionale.
Gli aerei di grande tonnellaggio hanno cia­
scun semicarrello dotato di più ruote, ed an­
che il ruotino anteriore è multiplo, allo sco­
po di ridurre il peso gravante su ciascuna
ruota e di distribuire meglio il peso dell'ae­
reo sullla pista; così pure esistono velivoli
dotati di carrelli cingolanti.
Una particolare categoria di velivoli terre­
stri è quella degli aerei dei paesi nordici, de­
stinati a posarsi sempre su terreni nevosi,
che sono muniti di carrelli fissi recanti due
sci al posto delle ruote.
I carrelli sono sempre muniti di freni alle
ruote, per ridurre la corsa dell'.aereo dopo
35
\
.
Fig. 46
I carrelli bicicli di tre storici
aeroplani italiani:
l'atterraggio; i freni sono generalmente do­
tati di dispositivi differenziatori, che fanno
sì che nelle curve risulti più frenata la ruota
interna; esistono inoltre dispositivi per evi­
tare lo slittamento delle ruote in caso di fre­
nata troppo brusca al momento deU:impat­
to. I carrelli sono altresì provvisti di arnmor-
-·
~l Carrello a traliccio del FIAT BR..3
Fig. 41 · Il carrello triciclo di un moderno velivolo da turismo
tizzatori per addolcire l'impatto col terreno•
al momento dell'atterraggio e rendere più
morbida e sicura la corsa di rullaggio; per
le ruote, allo scopo di evitare il pericolo di
scoppio, vengono adottati pneumatici ad al­
ta resistenza e bassa pressione.
pedire che le estremità alari si immergano
nell'acqua in caso di rollio.
Gli idrovolanti sono dotati di ORGANI di
AMMARAGGIO, che sostituiscono il carrel­
fusoliera stagna che ne assicura il galleggia­
lo degli aerei terrestri e si distinguono in due
mento il flottaggio e posano sull'acqua con
categorie; IDROVOLANTI A SCAFO CEN­
TRALE e IDROVOLANTI A GALLEG­
GIANTI.
la fusoliera stessa; nella parte inferiore di
questa è ricavato un gradino detto REDAM,
che ne favorisce il distacco dall'acqua nella
b) Carrello fisso a gambe di forza del FIAT
CR.42
e) Carrello retrattile del FIAT G.50
36
fase di decollo. Sottp le ali dell'aereo sono
posti due piccoli galleggianti destinati ad im­
Gli idrovolanti a galleggianti hanno un ve­
ro e proprio carrello fisso munito di due
grandi galleggianti fusiformi al posto delle
ruote, chiamati comunemente SCARPONI.
Gli idrovolanti a ·scafo centrale hanno la
Fig. 48 Idrovolante a scafo centrale
37
LEZIONE SETTIMA fig. 49 - Idrovolante a galleggianti
I velivoli ANFIBI dovendo posarsi indif­
ferentemente sia sulla terra che sull'acqua
sono costruiti come gli idrovolanti a scafo
Anfibio Grumman HU-16
38
centrale e per di più sono muniti di un car­
rello a ruote.
Come abbiamo accennato nella quarta le­
zione, il GRUPPO MOTOPROPULSO­
RE è quell'organo che fornisce all'aereo la
SPINTA o TRAZIONE, che a sua volta gli
fornisce la VELOCITÀ; in definitiva, è
quindi il gruppo motopropulsore che assi­
cura la TRASLAZIONE del velivolo, e che
nello stesso tempo contribuisce alla sua SO­
STENTAZIONE attraverso il fattore
velocità.
Il nome dell'organo in questione è dovu­
to al fatto che in esso, di qualunque genere
sia, si possono sempre distinguere due parti:
una, costituita da un MOTORE, destinato
a produrre e ad erogare la potenza neces­
saria per la spinta, l'altra, costituita da un
PROPULSORE, che assorbe tale potenza
e la trasforma in spinta (è indifferente par­
lare di spinta o di trazione: ciò che conta è
che si tratta di una forza sempre diretta in
senso opposto alla resistenza).
Gli organi motopropulsori di un aereo
possono essere uno o più di uno, ed il veli­
volo, a secondo del loro numero, prende
il nome di MONOMOTORE, BIMOTORE,
TRIMOTORE, QUADRIMOTORE, PLURI­
MOTORE.
I motopropulsori possono essere colloca­
ti nella fusoliera, sopra di essa o ai lati di essa
in apposite GONDOLE, oppure nelle ali o
sotto o sopra di queste; oppure lateralmente
o superiormente alla coda, come negli ae­
rei civili ((Caravelle)) e ~(Tridentn; inoltre pos­
sono essere disposti singolarmente o a
coppie.
I principali tipi di motopropulsori sono i
seguenti:
- MOTORE ALTERNATIVO AD ELICA
- TURBOREATTORE
- TURBOELICA
Esistono poi altri tipi di motopropulsori,
che non trovano praticamente impiego su­
gli aeroplani e sono lo STATOREATTORE
e il PULSOREATTORE; infine vi sono i
MOTORI A RAZZO, che sono impiegati sol­
tanto sui missili e su alcuni aerei
sperimentali.
Esaminiamo un po' in dettaglio tutti que­
sti tipi di motopropulsori, iniziando dal mo­
tore alternativo ad elica.
Il motore ad elica, come tutti sanno, è sta­
to il primo ad essere impiegato sugli aerei
e non è stato ancora spodestato dai motori
a reazione, almeno nel campo dei velivoli
di piccole e medie prestazioni come tonnel­
laggio e come velocità.
In questo tipo di motopropulsore, il mo­
tore vero e proprio è un motore alternativo
a scoppio, alimentato a benzina, concettual­
mente identico a quello dell'automobile. Ri­
teniamo superfluo descriverne il funziona­
mento, ma è necessario notare alcune ca­
ratteristiche peculiari e alcune differenze che
esso presenta rispetto al motore a scoppio
classico.
Nel motore alternativo da aeroplano, si
cerca di ottenere ad un tempo la massima
potenza, il minimo ingombro e la massima
leggerezza adottando materiali leggeri e re­
sistenti e ricorrendo ad elevati rapporti di
compressione e ad alti regimi di rotazione.
Si tratta sempre di motori a quattro tempi,
alimentati a benzina; generalmente a mez­
zo di un carburatore; ma esistono anche
motori ad iniziane diretta, realizzata median­
te speciali pompe ed iniettori.
39
...! motori in questione possono essere raf­
freddati ad aria o ad acqua, ed avere i cilin­
dri disposti a stella o a doppia stella, cioè
intorno all'albero motore, oppure in linea
come nelle automobili e posti in posizione
diritta (cilindri rivolti in alto) o invertita (ci­
lindri rivolti in basso), oppure disposti a V
o W, cioè su due o quattro file, angolate ri­
spetio al carter. Il numero dei cilindri è sem­
pre elevato (può giungere fino a 18 e an­
che oltre), ed il circuito di accensione, per
ragioni di sicurezza, spesso è doppio, con
doppia candela in ciascun cilindro.
La benzina impiegata è dotata di partico­
lari qualità antidetonanti ·espresse in nume­
ro di ottani; si usano anche taluni carbura­
tori «chimici», per lo più derivanti dal boro t
e diversi dalla benzina sintetica, molto più 1
potenti dei carburanti derivati dal petrolio. :
Alcuni motori sono muniti di COMPRES- I
SORE, per migliorarne il rendimento alle al- 1,
te quote, in aria rarefatta, o per sovralimen­
tarli e aumentarne il rendimento alle basse
quote. li compressore è costituito da una
ventola che per forza centrifuga comprime
fortemente l'aria o la miscela aria-benzina,
a seconda che sia collocato prima o dopo
del carburatore; il compressore può essere
azionato dallo stesso motore, oppure da una
turbina fatta girare dai gas di scarico: in que­
sto caso prende !I nome di TURBOCOM­
PRESSORE.
Una caratteristica peculiare dei motori
d'aeroplano è quella di essere sprovvisti del
cambio; la potenza erogata dal motore vie­
ne regolata dal comando del gas, che pren­
de il nome di MANETTA. La funzione del
cambio, come vedremo, è svolta in un cer­
to senso dal passo variabile dell'elica; que­
sta può essere montata direttamente sull'al­
bero motore o collegata ad esso tramite un
riduttore di giri.
L'avviamento del motore può avvenire a
mano, (nei piccoli velivoli) facendo girare
manualmente l'elica, oppure può essere
elettrico, ad aria compressa o a cartuccia.
la potenza di un motore a scoppio si
esprime in cavalli vapore (CV), la cui
unità corrisponde a 75 chilogrammetri
al secondo, cioè all'energia occorrente
per sollevare un peso di 75 kg all'altez­
fig. 50 - Alcuni tipi di motori alternativi
za di un metro nel tempo di 1 secondo.
d'aeroplano
40
La corrispondente unità di misura ingle­
se HP ~leggermente diversa perchè ha
il valore di 76 chilogrammetri al
secondo.
Nei motori d'aeroplano si raggiungo­
. no potenze unitarie fino a 3.000 CV e
oltre, con un numero di giri anche su­
periore ai 3.000 al minuto, che però
non sempre possono essere trasmessi
direttamente all'elica, in quanto questa,
per le sue caratteristiche, non può fun­
zionare ad un regime troppo elevato; di
qui la necessità del riduttore. Il consu­
mo si aggira sui 200 grammi per
CVI ora; il rendimento è dell'ordine di
1 CV per 700-800 grammi di peso del
motore.
Circa Il rendimento in forza di trazio­
ne, si può calcorare in via approssima­
tiva che Il motore a scoppio fornisca da
1 a 2 kg di spinta per ogni cavallo di
potenza.
Il motore a scoppio presenta una fonda­
mentale limitazione; quella di necessitare
dell'aria come comburente per l'alimentazio­
ne; di conseguenza, il suo rendimento di­
minuisce col diminuire della pressione atmo­
sferica; la potenza sviluppata da un motore
alternativo d aeroplano al livello del mare
risulta dimezzata (proprio come la pressio­
ne atmosferica) alla quota di 5.500 metri.
Con l'uso del compressore, il rendimento
del motore può essere mantenuto costante
fino ad una certa quota (variabile a secon­
da delle caratteristiche del motore) detta
QUOTA DI RISTABILIMENTO, oltre la
quale la potenza inizia a diminuire col dimi­
nuire della pressione atmésferica, come in
un motore normale.
Un tipo di motore intermedio tra quello
alterriativo e quello a reazione di cui parle­
remo fra poco, ·è il motore COMPOUND
(composito) nel quale i gas di scarico, anzi­
ché azionare un turbo-compressore, fanno
funzionare una turbina che contribuisce a far
gir~re lo stesso albero motore, ottenendo un
aumento di potenza del 20% rispetto ad un
motore comune.
·
fig. 51 ~ Vari tipi di eliche
ELICA BIPALA.
ElfCA TRIPALA
o:'.J.
MODERNA ELICA. PER TURBOELICA ·.·.·····
41
,,.,. /ig. 53
L'elica è l'organo che assorbe la po­
tenza erogata dal motore e la trasforma
in forza propulsiva, cioè in spinta; il mo­
vimento di rotazione del motore e del·
lelica viene così convertito nel movi
mento di traslazione del velivolo.
L'elica è costituita da due o più PALE. I
motori alternativi hanno eliche BIPALE,
TRIPALE e QUADRIPALE, ma esistono
turboeliche persino con. otto pale; il nume­
ro e le dimensioni delle pale dipendono dal·
la potenza del motore da assorbire. Teori­
camente sarebbe sufficiente anche una so­
la pala (un velivolo con elica monopala e
un contrappeso al posto dell'altra è stato co­
struito dalla Germania durante l'ultima guer­
ra), ma per ragioni di equilibrio le pale so­
no sempre almeno due (fig. 51)
L'elica è detta DESTRORSA o SINI­
STRORSA a seconda che, vista dal posto
di pilotaggio, giri verso destra o verso sini­
stra. A seconda di come è disposto il moto­
re, l'elica può essere rivolta verso la direzio­
ne del moto del velivolo o verso la direzio­
ne opposta: nel primo caso di dice TRAT­
TATIVA, nel secondo caso PROPULSNA;
ma in entrambi i casi l'elica funziona sem­
pre nello stesso modo, che ora
descriveremo.
00
Stuutt"m e fmmzio"""'"'"to dell'elfoa
La pala dell'elica ha la forma di una se­
zione di spira elicoidale, vale a dire la for­
ma di una sezione della spira di una vite (fig.
52). Una vite vera e propria, per ogni giro
che compie avvi~andosi in una madrevite
solida, avanza di un certo tratto chiamato
PASSO, la cui lunghezza dipende dall'incli­
nazione del filetto della vite; l'elica, ad ogni
giro, avanza nell'aria di un tratto meno lun­
go del suo passo: tale tratto si chiama
AVANZO, e la differenza tra passo e avan­
zo è detto REGRESSO (fig. 53).
La prima concezione dell'elica è dovuta
al genio di Leonardo, il quale immaginava
che essa potesse funzionare al pari di una
vite avvitantesi nell'aria come in una madre­
vite fluida.
42
Ma la spiegazione scientifica del funziona­
mento dell'elica è un'altra, ed è analoga a
quella del funzionamento dell'ala. Infatti la
pala dell'elicil si può considerare una piccola
ala dal profilo biconvesso, a sezione varia­
bile, che investe l'aria a forte velocità for­
mando un certo angolo di incidenza con la
traietioria elicoidale che percorre, la quale
dipende dalla combinazione fra il moto di
rotazione e quello di traslazione cui l'elica
è soggetta; essa pertanto sviluppa una «por­
tanza• diretta nel senso del moto del veli­
volo, ed è questa forza che assicura la spin­
ta all'aereo, allo stesso modo come la por­
tanza sviluppata dall'ala ne assicura la
sostentazione.
Pertat1to è necessario che ogni sezione
della pala funzioni con l'angolo di inciden­
za più favorevole, in relazione all'inclinazio­
ne della sua traiettoria e alla sua velocità;
per questo motivo la pala è SVERGOLA­
TA, in modo che in tutte le condizioni di
funzionamento gli angoli di incidenza delle
flg. 52.
Sei:lone dr una pala d'elica
-
MOVIMENTO DELL'ELICA
AVANZO
I.
I
!PASSO GEOMETmCO
'
varie sezioni presentino valori progressiva­
mente decrescenti dal mozzo alle estremità.
In effetti, però, se consideriamo la pala
dell'elica suddivisa in infinite sezioni trasver­
sali, dal mozz~ all'estremità, possiamo ren­
derci conto che, durante un giro, ciascuna
di tali sezioni percorre una traiettoria elicoi­
dale diversa. Le traiettorie percorse dalle se­
zioni più vicine al mozzo sono brevi e mol­
to inclinate sul piano di rotazione, quelle
percorse dalle sezioni vicino all'estremità, so­
no lunghe e poco inclinate; ma tutte que­
ste traiettorie vengono percorse nello stes­
so tempo, e quindi a velocità diverse, mag­
giori per quelle più lunghe, minori per quelle
più brevi.
Lo svergolamento fa sì che l'incidenza di
ciascuna delle sezioni della pala dell'elica ri­
sulti la più favorevole, ma soltanto per una
determinata velocità di rotazione e di trasla­
zione, al variare della quale varia il rendi­
mento dell'elica, discostandosi da quello
ottimo.
Infatti, nel volo veloce le traiettorie per­
corse dalle varie sezioni delle pale dell'eli­
ca, risultano molto inclinate sul piano di ro­
tazione e richiedono per conseguenza un
forte angolo di incidenza delle pale; al con­
trario, nel volo lento, tali traiettorie risulta­
no meno inclinate e richiedono quindi un
minore angolo di incidenza. Se in quest'ul­
tima condizione di volo l'incidenza rimane
REGRESSO
.1
quella del volo veloce, essa risulta eccessi­
va e, oltre a poter causare una caduta di
portanza delle pale, fa sì che le pale stesse
incontrino una forte resistenza, determinan­
do una diminuzione della velocità dell'ae­
reo ed un frenamento del motore, il cui nu­
mero di giri subisce una riduzione, con ul­
teriore diminuzione della velocità.
Per evitare gli inconvenienti del genere,
il primo dei quali nelle condizioni critiche del
decollo, può essere molto pericoloso, e per
consentire al motore dell'aereo di funzionare
nel modo migliore in ogni condizione di vo­
lo, si costruiscono eliche dette a PASSO
VARIABILE, sebbene tale espressione sia
inesatta perchè si 'fratta di una variazione
dell'angolo di caletiamento delle pale e non
del passo (fig. 54)
Un tempo si costruivano eliche a passo
variabile nelle quali il calettamento delle pale
poteva solo essere variato a terra prima del
decollo, in relazione alle previste condizio­
ni di volo; ad esse sono succedute le eliche
a passo variabile in volo, ma solo con due
posiziopi di calettamento: massimo per il vo­
lo veloce, minimo per il volo lento. Nelle eli­
che attuali a passo variabile in volo, il calet­
tamento può essere variato con continuità
per adattarlo nel modo migliore alle diver­
se condizioni di volo, mantenendo costan­
te il numero dei giri.
Si comprenderà quindi perché abbiamo
detto che nel motore d'aeroplano il passo
variabile dell'elica assolve in un certo senso
la stessa funzione del cambio di marcia ·del­
43
le automobili; infatti, come quest'ultimo, il
il migliore sfrutta­
mento della potenza del motore a tutte le
velocità di volo.
Il passo variabile in volo è inoltre utile per
adattare l'elica al volo in zone di diversa den­
sità atrnosferica, infatti, in zone di aria rare­
fatta, un forte calettamento delle pale del,
passo variabile consente
l'elica consente a questa di entrare in con­
tatto con una maggiore quantità d'aria, di
fare maggior «presa», e quindi di fornire un
miglior rendimento.
di rullaggio degli aerei dopo l'atterraggio.
Nei monomotori, l'elica determina una
«coppia di reazione», che tende a far ruo­
tare il velivolo nel senso opposto al suo sen­
so di rotazione; inoltre determina una «cop­
pia giroscopica• che tende a far cabrare il
velivolo nelle virate a sinistra e a farlo pic­
chiare nelle virate a destra, quando l'elica
è destrorsa, mentre produce gli effetti op­
posti quando l'elica è sinistrorsa.
Gli effetti della coppia di reazione e della
coppia giroscopica vengono attenuati me­
Le eliche a passo variabile sono realizzate
a mezzo di dispositivi elettrici o idraulici, che
fanno ruotare le pale dell'elica sul loro asse
longitudinale, fino a raggiungere l'angolo di
calettamento desiderato. Tali dispositivi con­
sentono anche di .mettere l'elica IN BAN­
DIERA, cioè di taglio rispetto alla direzione
del moto del velivolo, affinché essa offra la
diante accorgimenti adottati in sede di co­
struzione del velivolo e di sistemazione del
minima resistenza all'avanzamento, in caso
pure nei plurimotori, nei quali le eliche dei
motori destri e di quelli sinistri girano in sen­
so contrario le une dalle altre.
Terminiamo questa lezione notando che
la spinta prodotta dall'elica, oltreché poter
di arresto del motore. Inoltre consentono
anche di disporre le pale con un piccolo an­
golo di incidenza negativo, in modo che es­
!5€ non forniscano trazione ma funzionino
come le pale di un mulino (ELICA MULI­
NELLO), fatte girare dal vento relativo ed
esercitanti un'azione di frenamento del ve­
livolo a causa-della loro resistenza.
Infine esistono eliche a passo variabile RE­
VERSIBILI, cioè tali da poter assumere un
forte angolo di incidenza negativo e quindi
in grado di sviluppare una portanza negati­
va tanto più intensa quanto più rapido è il
motore, nonché con l'impiego dei flettner,
non solo sull'equilibratore e sul timone ma
anche sugli alettoni. Allo stesso scopo so­
no stati anche costruiti motori con eliche
coassiali controrotanti, le cui coppie si neu­
tralizzano reciprocamente, come avviene
essere spiega~ con la generazione di una
portanza orizzontale, agente nella direzione
del moto, può essere attribuita ad un effet­
to di reazione consistente nel fatto ché"la
massa d'aria lanciata a tergo del velivolo dal­
la rotazione dell'elica, determina una rea­
loro regime di rotazione; l'azione frenante
zione che spinge avanti l'aereo; tale effetto
è analogo a quello che abbiamo descritto a
proposito dell'ala , che si può immaginare
spinta in alto dalla reazione provocata dalla
«attiva» esercitata da tali eliche a causa del­
corrente d'aria relativa che viene proiettata
la loro deportanza viene sfruttata per limi­
tare (fino a dimezzarne la lunghezza) la corsa
verso il basso a causa della forma e dell'in­
cidenza del profilo alare.
LEZIONE OTTAVA L'avvento dei motori a reazione detti co­
munemente •getti•, è stato determinato dal
fatto che vi sono dei limiti insuperabili all'au­
mento della velocità degli aerei mediante
l'impiego dei motopropulsori ad elica.
L'elica infatti, come abbiamo già accen­
nato, non può funzionare al disopra di un
certo regime di rotazione e di traslazione del
velivolo; ciò non soltanto per la resistenza
che essa incontra (che aumenta, come sap­
piamo, con il quadrato della velocità) e per
il cimento cui sono sottoposte le pale e le
forti forze centrifughe che si sviluppano alle
estremità delle stesse, ma anche e soprat­
tutto perchè l'elica raggiunge facilmente ve­
locità dell'ordine di quella del suono, alle
quali il suo rendimento e il suo funziona­
mento non sono più normali.
Già con velocità di traslazione del velivo­
lo intorno al,,500 km/h e con velocità di ro­
tazione inferiori ai 2.500 giri al minuto, le
pale di un'elica di grande diametro posso­
no raggiungere alle estremità velocità di
1.300-1.400 km/h, cioè superiori a quella
del suono; in queste condizioni la resisten­
za non aumenta più gradatamente, ma as­
sume valori elevatissimi, determinati dai fe­
nomeni di compressione delle molecole del-
l'aria che sono propri delle velocità ultraso­
niche, e che risultano proibitivi per l'impie­
go dell'elica.
Per ovviare a tali limitazioni si è quindi ri­
corsi ai motori a reazione che offrono il van­
taggio di non avere organi esterni in
movimento.
Abbiamo già visto come il principio della
reazione possa spiegare il funzionamento
dell'elica; questa Infatti, accelera e proietta
all'indietro una grande massa d'aria, e tale
azione determina una reazione che impri­
me una spinta in avanti al velicolo; ebbe­
ne, il motore a reazione funziona in base al
medesimo principio, sfruttandolo però In un
modo più razionale e con un rendimento in­
coparabilmente maggiore.
Concettualmente un motore a reazione
d'aeroplano, è una macchina che capta an­
teriormente una grande massa· d'aria, la ·
comprime, la mescola con un combustibi­
le, brucia tale miscela facendone aumenta­
re il volume con la combustione, e infine la
eietta posteriormente all'esterno imprimen­
dole una fortissima accelerazione; da ciò de­
riva una forza di reazione che Imprime al ve­
livolo una potente spinta In avanti.
Jlg. 54
VABIAZIONE DEL PASSO
lNVNA
MODERNA ELICA
A PASSO VARIABILE
44
Il tipo più comune di motore a reazione,
quello che si trova montato sui moderni
aviogetti militari e civili è il TURBOREAT­
TORE. Tale motore si compone delle se­
guenti parti (fig. 55):
- una o due PRESE D'ARIA anteriori,
destinate a captare I'aria ambiente;
- un COMPRESSORE, che può essere
CENTRIFUGO oppure ASSIALE. Il primo
è costituito da una ventola formata da pa­
lette calettate su un mozzo, che ruotando
ad altissima velocità comprime l'aria capta­
ta, per forza centrifuga. Il secondo è forrnatb
da diversi ordini di palette disposti attorno
ad un albero e costituenti altrettanti STAD!
successivi di compressione;
- un certo numero di CAMERE DI
COMBUSTIONE, di forrna cilindrica, dispo­
ste per lungo intorno all'asse del reattore e
provviste ciascuna di una candelina elettri­
45
PRESA D'ARIA
CAMERE DI
COMBUSTIONE
COMPRESSORE
UGELLO DI
EIEZIONE
ALBERO DI
TRASMISSIONE
' fig. 55 - Schema del turboreattore.
ca a incandescenza. L'aria proveniente dal
compressore viene immessa in tali camere
dove viene mescolata ad un combustibile li­
quido immessovi da appositi iniettori; que­
sto combustibile, solitamente, è costituito da
un derivato del petrolio chiamato KEROSE­
NE. Nelle camere di combustione, la misce­
la viene incendiata dalle candeline e brucia
aumentando di volume, raggiungendo una
altissima temperatura e_ sviluppando una
fortissima pressione;
- una TURBINA, costituita anch'essa da
una ventola a palette, che viene fatta girare
a forte velocità dalla massa gassosa che esce
dalle camere di combustione. La turbina è
calettata sullo stesso albero del compresso­
re, per cui, girando, assicura il funzionamen­
to di questo ultimo;
- un orifizio detto UGELLO DI EIEZIO­
NE attraverso il quale la massa gassosa vie­
ne proiettata all'esterno del reattore; tale
ugello, per la sua particolare forma, ha la
funzione di convertire la fortissima pressio­
ne della massa gassosa in una elevatissima
velocità.
Come_nel motopropulsore ad elica, an­
che nel turboreattore si può distinguere il
MOTORE, costituito dalle parti che vanno
dalla presa d'aria alle camere di combustio­
ne comprese, e il PROPULSORE vero e
proprio, che è costituito dall'ugello di
eiezione.
46
L'avviamento del reattore avviene me­
diante un motore elettrico che fa girare il
compressore, contemporaneamente all'ac­
censione delle candeline in due o tre camere
di combustione; la combustione si propaga
poi spontaneamente alle altre camere.
Nel turboreattore, la massa d'aria cap­
tata è dellordine di 50 kg per ogni kg
di kerosene che deve entrare in combu·
stione; però solo circa una quarto di
quest'aria viene impiegata per il funzlo·
namento del motore, mentre il rimanen­
te è utilizzato per il suo raffreddamen·
to. Il rapporto di compressione dell'a·
ria raggiunge il valore di 12 a 1. Il com·
pressore e la turbina girano ad una ve­
locità che può raggiungere i 20.000 gi·
ri al minuto; la turbina è sottoposta ad
una temperatura dell'ordine di 800 gra·
di centigradi; il consumo di Kerosene va
da 500 a 1.000 grammi per ogni chilo·
grammo di spinta. Il peso del motore è
inferiore ai 500 grammi per ogni kg di
spinta fornita.
Il rendimento del turboreattore può esse­
re notevolmente aumentato mediante l'im­
piego di un dispositivo chiamato POST­
BRUCIATORE, che sfrutta la grande quan­
tità di aria impiegata per il raffreddamento
del motore, la quale giunge al condotto di
eiezione senza avere partecipato alla com­
bustione; il post-bruciatore è costituito da
una serie di spruzzatori disposti intorno a tale
condotto, con lo scopo di iniettare Kerose­
ne nellraria non combusta: la miscela che ne
deriva viene incendiata dal gas provenien­
te dalle camere di combustione e quindi è
eiettata all'esterno insieme a quest'ultima.
L'aumento del getto gassoso così ottenuto
frutta un incremento di spinta superiore al
30%; tuttavia, l'impiego del post-bruciatore
non può essere protratto per lunghi perio­
di, perchè aumenta grandemente il consu­
mo di Kerosene, giungendo quasi a
raddoppiarlo.
L'entità della spinta fornita da un tur·
boreattore è data dal prodotto della
massa gassosa eiettata per la velocità di
eiezione; nella relativa formula (S = m
x V), la quantità di massa gassosa (m)
è espressa in kilogrammi·massa del si·
sterna M.K.S., la velocità (V) è espressa
in metri al secondo, e la spinta in kg·
peso. Così, un reattore che eietti una
massa gassosa di 1O kg massa al secon·
do, alla velocità di 500 metri al secon·
do, fornisce una spinta di 5.000 kg.
Si deve tener presente, però che il moto­
re a reazione sviluppa potenza solo quan­
do l'aereo è in movimento, e che la poten­
za da esso erogata aumenta in proporzione
della velocità, essendo espressa precisamen­
te dal prodotto della spinta per la velocità,
mentre il motore alternativo è in grado di
sviluppare una elevata potenza anche a bas­
sa velocità.
Di conseguenza, il motore alternativo for­
nisce un buon rendimento alle basse e me­
die velocità, perchè come abbiamo visto
quando la velocità dell'aereo si avvicina a
quella del suono, l'elica funziona in regime
supersonico che ne compromette il rendi­
mento; mentre il motore a reazione è poco
efficiente alle basse velocità, ma a partire da­
gli 800-900 km orari il suo rendimento di­
viene ottimo e la potenza da esso sviluppa­
ta aumenta con l'aumentare della velocità,
fino alla velocità massima dell'aereo.
La potenza sviluppata da un turboreat·
tore può essere calcolata moltiplicando ·
la spinta per la velocità di volo in metri
al secondo; il risultato è espresso in chi·
logrammi e si converte in cavalli vapo·
re dividendolo per 75.
Altri vantaggi del reattore rispetto al mo­
tore alternativo sono la leggerezza in rappor­
to alla spinta fornita, il limitato ingombro
frontale, la semplicità costruttiva e di fun­
zionamento, l'assenza di vibrazioni e della
coppia dell'elica.
Alcuni tipi di motori a reazione sono do­
tati di DEVIATORI DI GETTO, che hanno
la funzione di invertire il senso della spinta
che forniscono, esercitando - come le eli­
che a passo reversibile, ma con molta mag­
giore efficacia - un'azione frenante sui ve­
livoli all'atterraggio.
La spinta fornita da una turboreattore di­
pende come abbiamo visto dal prodotto del­
la massa del gas, eiettato per la velocità di
eiezione, ed il rendimento di tale motore è
massimo quando la velocità di volo si avvi­
cina alla velocità del getto; si può quindi ri­
durre la velocità del getto aumentando nel
contempo la massa del gas eiettato, per ri­
durre la differenza tra velocità di volo e ve­
locità di eiezione.
Ciò si ottiene mediante ventilatori detti
TURBOFAN, azionati da una turbina appo­
sita, che forniscono un supplemento d'aria
che viene ad aggiungersi alla massa dei gas
eiettati. Un altro sistema per ottenere tale
scopo è costituito da un compressor~ a bas­
sa pressione anteposto a quello principale
e azionato da-una turbina separata, che for­
nisce una grande quantità d'aria, parte del­
la quale viene avviata al compressore prin­
cipale e di qui alle camere di combustione,
mentre un'altra parte viene immessa diret­
tamente nel condotto di eiezione; i motori
di questo tipo sono detti BY-PASS.
iì®Jt<O:llR
Allo scopo di ottenere ad un tempo i van­
taggi offerti dal turboreattore alle alte velo­
cità e quelli che presenta il motore alterna­
tivo ad elica alle velocità inferiori, sono sta-
ti realizzati i motori a TURBOELICA, che
sono dotati di due distinte turbine, una del­
le quali aziona un compressore a bassa pres­
sione ed anche un'elica, attraverso un ridut­
47
fig. 57
Dg. 56. Schema di turboelica
IMMISSIONE
COMBUSTIBILE
Schema dello statoreattore
PRESA D'ARIA
CON DIFFUSORE
CAMERA DI
COMBUSTIONE
TURBINA
RIDUTTORE
tore dei giri. Oltre al rendimento fornito dal·
l'elica, il motore in questione beneficia del·
la spinta fornita dai gas eiettati (fig. 56).
Il motore a turboelica offre considerevoli
vantaggi di peso e di consumo, non soltan·
to nei confronti del turboreattore, ma anche
rispetto al motore alternativo. Il consumo è
COMPRESSORE
BASSA PRESSIONE
talvolta inferiore a 200 grammi di combu­
stibile per cavallo I ora ed il peso non supe­
ra normalmente i 250 grammi per cavallo.
Molto vantaggioso è in particolare il consu·
mo per chilometro, grazie all'alta velocità del
turboelica.
~~~~~~BI
SJ!A1!0.Rml(llJ;01111&\!J
fS''''P~·~-u,sm - :z W~~
1
Il tipo ideale di motore a reazione è, teo­
ricamente, lo STATOREATTORE. Si trat­
ta di un motore nel quale l'aria viene cap­
tata e compressa grazie unicamente alla ve­
locità dell'aereo,. e quindi passa direttamente
alle camere di combustione dove viene me­
scolata al combustibile; la massa gassosa in
combustione viene poi espulsa dall'eiettore
(fig. 57)
Lo statoreattore, quindi, risulta di una
estrema semplicità e privo di organi di mo­
vimento. D'altro canto, però, esso può sol­
tanto iniziare a funzionare quando l'aereo
ha raggiunto una elevata velocità, che è del­
l'ordine di circa 2.000 km orari, altrimenti
la pressione dell'aria captata risulta
insufficiente ..
Ne consegue che occorre un altro moto­
re per portare l'aereo alla velocità di funzio­
namento dello statoreattore; quest'ultimo
perciò è stato accoppiato a un motore a raz­
zo in velivoli: sperimentali e nei missili, di·
mostrandosi di impiego conveniente alle ai·
48
!Issime velocità.
Un tipo particolare di statoreattore è il
PULSOREATTORE, dotato di valvole che
si chiudono dopo che è stata capata una cer­
ta quantità d'aria, e di altre che si aprono
per consentire leiezione della massa gassosa
formata con l'aria e con il combustibile ed
incendiata; dopo di che le valvole di immis­
sione si riaprono e quelle di emissione si ri­
chiudono per iniziare un nuovo ciclo; le val­
vole funzionano automaticamente, grazie
agli effetti di pressione e depressione che si
determinano nel motore.
I motori di questo tipo sono stati impie­
gati per la prima volta dalla Germania du­
rante la seconda guerra mondiale sulla bom­
ba volante •V-1> e successivamente sono
stati sperimentati come piccoli propulsori
montati sulle pale degli elicotteri. Si tratta
però di un motore di scarso rendimento e
di elevato consumo, oltreché rumoroso, che
per tali inconvenienti è stato ormai
abbandonato.
I motori a razzo sono anch'essi basati sui
pr'Ìncipio della reazione, ma presentano fon­
damentali differenze rispetto ai reattori che
abbiamo esaminato finora.
La differenza principale consiste nel fatto
che il turboreattore, la turboelica e lo stato­
temo sia il combustibile che il comburente,
sono perciò detti ENDOREATTORI e pos­
reattore impiegano come comburente l'aria;
no in comune solo con gli statoreattori.
per tale motivo sono detti ESOREATTORI
o AEROREATTORI ed il loro funzionamen­
to diviene impossibile in assenza di aria. I
I motori a razzo costituiscono il tipo di pro­
pulsione più antico che l'uomo abbia inven­
tato: la loro invenzione è attribuita ai Cine­
si, come quella della polvere da sparo, che
motori a razzo invece, portano nel lòro in­
sono funzionare anche al di fuori
dell'atmosfera.
I motori a razzo, poi, sono privi di organi
in movimento, caratteristica questa che han­
flg. 58 Razzo a propellente solido
49
POMPA DEL
COMBURENTE
CARICO
TRASPORTATO
UGELLO DI
EIEZIONE
POMPA DEL
COMBUSTIBILE
fig. 59 ·
Razzo a liquidi
si fa risalire al Medio Evo. Difatti il tipo più
elementare di motore a razzo si può consi­
derare il razzo pirotecnico o incendiario, co­
stituito semplicemente da un tubo chiuso
anteriormente e ripieno di polvere pirica
che, una volta incendiata, si trasforma in un
grande volume di gas ad alta pressione e ad
alta temperatura, che viene violentemente
eiettato dalla parte posteriore del tubo, de­
terminando per reazione la propulsione del
tubo stesso nella direzione opposta a quel­
la del getto.
Il fenomeno è del tutto identico a quello
del «rinculo• che fa spostare all'indietro
un'arma da fuoco, ogni volta che dalla boc­
ca parte un colpo.
Per comprendere tale fenomeno imma­
giniamo di avere un tubo chiuso ad entram­
be le estremità, nel quale regni una forte
pressione; se improvvisamente viene aper­
ta una delle estremità, la pressione interna,
per un attimo, rimane applicata solo all'e­
stremità rimasta chiusa ed imprime al tubo
una spinta da quella parte: l'effetto natural­
mente dura soltanto flnchè la pressione esi­
stente nel tubo non si è sfogata attraverso
l'estremità aperta.
È questo un altro modo di spiegare il fe;
nomeno della reazione; all'azione di espul­
sione del gas In combustione In una certa
direzione fà riscontro una reazione consi­
stente nella spinta che riceve il contenitore
del gas nella direzione contrarla. Nei moto-
50
ria razzo, la propulsione viene assicurata fa­
cendo in modo che l'eiezione del gas non
avvenga di colpo come nell'esempio che ab­
biamo fatto, ma in modo graduale e conti­
nuativo; ciò si ottiene mediante un congruo
quantitativo di combustibile e comburente
ed un ugello di eiezione di forma adatta.
I motori a razzo sono di due tipi: A PRO·
PELLENTE SOLIDO e A PROPELLEN­
TE LIQUIDO.
I razzi a propellente solido constano sem­
plicemente di una camera di combustione
chiusa anteriormente e terminante posterior­
mente nell'ugello di eiezione. II combustibi­
le e il comburente, solidi entrambi, sotto for­
ma di polvere, paste o sostanze colloidali,
sono mescolati insieme e contenuti intera­
mente nella camera di combustione ove
ven.gono incendiati. II funzioname~to è di
durata limitatissima, raramente superiore ai
60 secondi (fig. 58).
I razzi a propellenti liquidi sono dotati di
due serbatoi separati, contenenti l'uno il
combustibile (Kerosene, alcool o altri pro­
dotti chimici infiammabili), l'altro il combu­
rente (ossigeno liquido, acido nitrico o altri
prodotti ossidanti, cioè in grado di svilup­
pare ossigeno). I due elementi vengono in­
trodotti sotto pressione nella camera di com­
bustione, dove si mescolano lnstantanea­
mente e vengono incendiati; a differenza dei
razzi a propellenti solidi, nei quali la com­
bustione non può essere in alcun modo con­
!rollata, in quelli a propellenti liquidi essa
può essere regolata e anche interrotta (fig.
59).
.
I razzi a propellente solido non vengono
impiegati come propulsori nei veicoli aerei,
ma sono per lo più impiegati per il lancio
di cariche esplosive, e costituiscono i veri e
propri razzi bellici, di portata e potenza li­
mitate. Vengono inoltre impiegati per ricer­
che meteorologiche e sono stati anche spe~
rimentati per il trasporto della posta. Un par­
ticolare impiego aeronautico è quello di razzi
ausiliari per fornire ai velivoli una spinta sup­
plementare al momento del decollo.
I razzi a propellente liquido, grazie alla
maggiore potenza e autonomia che posso­
no raggiungere, costituiscono la categoria
dei missili balistici a lunga e lunghissima git­
tata con cariche convenzionali o nucleari.
Inoltre, come tutti sanno, rappreser.tano
i propulsori ideali per porre in orbita le cap­
sule spaziali ed i satelliti artificiali (fig. 60).
•
Questi razzi possono fornire spinte
enormi, superiori al 500.000 kg, velo·
cltà di oltre 40.000 km orari, gittate di
oltre 400.000 km, ottenute grazie al·
l'impiego di più stadi, cioè più propul·
sori che si accendono uno dopo l'altro.
Circa gli impieghi aeronautici, infine, no­
tiamo che i razzi a propellente liquido ven­
gono impiegati per equipaggiare velivoli
sperimentali pilotati, destinati a compiere ri­
cerche sul volo alle alte quote e alle altissi­
me velocità; famoso fra questi, l'aereo ame­
ricano «X 15» che nelle sue varie versioni
ha superato la velocità di 6.000 km orari e
la quota di 107.000 metri.
fig. A
Razzo vettore .«Saturno• a tre stadi
51
-
LEZIONE NONA Ora che abbiamo terminato l'esame
•esterno• delle parti del velivolo, è giunto
il momento di dare uno sguardo all'interno
della cabina di pilotaggio. Inizieremo quin­
di con l'esame degli ORGANI DI COMAN­
DO, che sono quelli che presiedono, avo­
lontà del pilota, al funzionamento degli or­
gani di governo che già conosciamo (gli alet­
toni, il timone di quota e quello di direzio­
ne). nonché del motore. Ci limiteremo a de­
scrivere la struttura di tali organi, la loro azio­
ne sugli organi di governo ed i conseguenti
movimenti del velivolo, poiché sono già stati
descritti i fenomeni aerodinamici che pro­
vocano tali movimenti.
comanda sia il timone di quota, sia gli alet­
toni: esso è la BARRA DI COMANDO (fig.
61-a). detta anche •CLOCHE»; tale ultimo
La barra è imperniata verticalmente sul
pavimento della cabina di pilotaggio e può
essere inclinata in avanti (verso il muso del
velivolo) e all'indietro (verso il petto del pi­
lota) per comandare il timone di quota o
equilibratore. Quando la barra viene incli­
nome deriva dal fatto che sugli aerei di un
nata in avanti l'equilibratore si inclina verso
tempo il punto in cui i cavi di collegamento
con il timone di quota e gli alettoni faceva­
no capo alla barra era protetto da una cu­
il basso e l'aereo ruotando sull'asse trasver­
sale abbassa il muso e alza la coda, cioè
•PICCHIA•; quando la barra viene inclina­
ta all'indietro, l'equilibratore s'inclina verso
l'alto e l'aereo alza il muso e abbassa la co­
da, cioà •CABRA•: di modo che le mano­
B«.u·ira dli co1rnl!1nrnado
In tutti gli aerei esiste un unico organo che
pola metallica che dava alla barra stessa l'a­
di qui l'equivalente
spetto di una campana;
francese «cloche».
La manovra del timone di direzione è co­
mandata da una PEDALIERA, costituita da
due pedali che possono essere alternativa­
mente premuti (flg. 61 B). Spingendo il pe­
dale destro, il timone di direzione ruota ver­
so destra ed il velivolo compie una rotazio­
ne nello stesso senso Intorno all'asse verti­
cale; il contrario avviene spingendo il pedale
sinistro: come si vede, anche in questo ca­
so i comandi sono istintivi (fig. C).
Il velivolo oltre a ruotara il muso per ef­
fetto del timone, s'inclina dalla stessa parte
perchè la rotazione provoca una variazione
llg. A
nelle forze sostentatrici delle due sem!ali. Se
il velivolo ruota atlomo al suo asse vertica­
le, le due semlali percorrono due circonfe­
renze disuguali. Quella esterna è maggiore
e quindi la semiala è più veloce. Per que­
sto motivo la forza sostentatrice, che dipen­
vre della barra per provocare la PICCHIA­
TA e la CABRATA, destinate a far seguire
kg.350
A
all'aereo una traiettoria inclinata, in salita o
in discesa, risultano istintive (fig. A).
La barra, inoltre, può essere inclinata ver­
so destra e verso sinistra. Quando la si in­
clina verso destra l'alettone destro si alza,
quello sinistro si abbassa e l'aereo si Inclina
a destra; il contrario awiene quando la barra
kg. 250
8
viene inclinata a sinistra (fig. B). Anche que­
ste manovre che servono come vedremo
per la VIRATA, risultano istintive perché
l'inclinazione che assume il velivolo corri­
sponde al senso dell'inclinazione della barra.
Nei velivoli più grandi, la barra è sostitui­
ta da un VOLANTINO, soluzione che si ten­
de ad adottare anche sugli aerei più picco­
li. Il volantino, a differenza della barra non
llg. B
s'inclina in avanti e all'indietro, ma può es­
sere spinto in avanti e tirato indietro orizzon­
PEDALIERA
talmente. Inoltre il volantino non s'inclina
~r-------
a destra e a sinistra come la barra, ma ruo­
ta in questi due sensi come un volante; da­
to che l'escursione è molto limitata, il vo­
lantino -Ron è circolare, ma semicircolare
1
I
(manca il semicerchio superiore). oppure ha
la forma di manubrio: ciò rende possibile im­
pugnare il volantino alle due estremità del
semicerchio o del manubrio e consente il
fig 61
52
funzionamento della barra di comando e della pedaliera
controllo visivo della sua posizione.
PRESSIONE __.-;11/'...__
DELL'ARIA '--'71"----'
fig. C
movimento
della coda
53
de dalla velocità, aumenta e l'ala è costret­
fig. D
ta ad inclinarsi come se il pilota avesse ma­
novrato gli alettoni.
Nasce anche una forza centrifuga che
complicherebbe ancor più il fenomeno se il
pilota non avesse a sua disposizione i co­
mandi per qualsiasi evenienza (fig. D).
kg 500
..,•..,,••
Il comando principale del motore è uni­
co, sia nei motori alternativi che in quelli a
reazione, e consiste come già detto, in una
''
'
~dfiiE~El:tVEir~.r10~:
Rs0"'-'0i;;i;p@$qov1a.~~-"'?~'filt'4°%"f' ''JG););4?AO'.l''~'ffiij
Ora che conosciamo gli organi di gover­
no, il motore, e gli organi di comando che
presiedono al loro funzionamento, vediamo
come si fanno funzionare nelle principali
qualora l'azione di questi fosse insufficien­
manovre del velivolo, per otlenere le diverse
te, il pilota deve integrarla con piccoli mo­
vimenti dei comandi: il movimento della
condizioni di volo .
barra avanti o indietro per contrastare con
l'equilibratore le rotazioni dell'aereo intorno
all'asse trasversale ed a destra o a sinistra
kg 300
per contrastare con gli alettoni le rotazioni
La condizione del VOLO UNIFORME intorno all'asse longitudinalé; la pressione
ORIZZONTALE RETIILINEO è quella in. sul pedale destro o su quello sinistro per
piccola leva chiamata MANETIA (fig. E).
Nei plurimotori, le manette sono affiancate
affinché possano ess~re manovrate contem­
poraneamente o separatamente a seconda
cui l'aereo vola a velocità e quota costanti,
seguendo una traiettoria rettilinea e paral­
lela ad un piano orizzontale di riferimento.
In questa condizione, tutte le forze agenti
della necessità e si possa ·avere il controllo
visivo della loro rispettiva posizione.
Nei motori alternativi, la manetta, simil­
mente all'acceleratore delle automobili, re-
sull'aereo -
portanza, peso, spinta e resi­
stenza - si equilibrano perfettamente (fig.
62).
Come abbiamo già visto, l'aereo tende a
mantenere automaticamente tale condizio­
ne di volo, grazie allo stabilizzatore che si op­
pone ai movimenti di beccheggio ed alla de­
"TIPO
riva che si oppone ai movimenti di rollio e
alle deviazioni orizzontali dalla traietloria;
contrastare col timone di direzione le rota­
zioni intorno all'asse verticale.
L'uso dei TRIM può correggere la tenden­
za permanente dell'aereo a compiere inde­
siderate rotazioni intorno ai Suoi tre assi e
serve inoltre ad evitare che il pilota debba
esercitare un continuo sforzo sui comandi
per mantenere la condizione di volo
desiderata.
Se durante il volo orizzontale a quota e
velocità costanti si vuole aumentare la ve-
T(.11llSM<>
VOLO ORIZZONTALE RETTILINEO,
Comandi al centro
Spinta = Resistenza
Portanza = Peso
SALITA,
fig. E - Comando a mano della manetta del gas
Manetta in avanti
all'indietro
gola la valvola a farfalla del carburatore, che
a sua volta regola la quantità di miscela da
immettere nei cilindri; un comando separato
consente di dosare le proporzioni di aria e
di benzina, ailo scopo di «arricchire» o «im­
poverire» la miscela, cioè rispettivamente di
diminuire o aumentare la proporzione del­
l'aria rispetto alla benzina.
Occorre ancora considerare, nel caso dei
motori alternativi, il comando del passo va­
riabile dell'elica, dotato di una scala graduata
che consente di controllare l'angolo di ca­
lettamento che assumono le pale, grazie ad
un congegno elettrico o idraulico che le fa
ruotare ~ul proprio asse. Infine, esiste il co­
mando che mette in funzione il compresso­
re, negli aerei dotati di tale dispositivo.
Nei motori a reazione, la manetta agisce
su di una pompa elet!rica che porta il com­
bustibile agli iniettori, regolando così il regi­
me di funzionamento della turbina.
Portanza = Componente peso
Spinta = Resistenza
+
Componente
Barra in avanti
Portanza = Componente peso
Manetta all'indietro
Spinta + Componente
VIRATA,
Barra a destra o a sinistra
Portanza = Peso apparente
Piede dal lato della virata
Spinta = Resistenza
54
55
lig. 62
ne di volo la componente del peso si som­
ma alla spinta (fig. 64-A).
Con tali manovre è possibile stabilizzare
il velivolo su una traiettoria in salita o in di­
PORTANZA
lig. 64
PORTANZA
COMPONENTE
DEL PESO
scesa, a velocità costante e con tutte le for­
ze in equilibrio.
RESISTENZA
Equilibrio delle forze nel volo oriz­
La virata è la manovra che fa compiere
zontale a quota e velocità costanti
al velivolo una traiettoria curvilinea che può
PESO
Equilibrio delle forze nel volo salita
essere parallela o inclinata rispetto ad un
Iocità del velivolo, occorre Incrementare
spinta agendo sulla manetta del motore e
nello stesso tempo ridurre l'incidenza agen­
do sulla barra.
Nella stessa condizione di volo, perdimi­
nuire la velocità occorre ridurre la spinta
agendo sulla manetta del motore e contem­
poraneamente aumentare l'Incidenza agen­
do sulla barra.
La variazione contemporanea della spin­
ta e dell'incidenza mediante la manovra del­
la manetta del motore e della barra, permet­
te di aumentare e diminuire la velocità del­
l'aereo mantenendo costante la quota e sen­
Per provocare la salita e la discesa del ve­
livolo si ricorre pure alla manovra combinata
della barra e della manetta.
Per salire, si tira la barra all'indietro dispo­
nendo il velivolo in cabrata, e contempora­
neamente si aumenta la spinta agendo sul­
la manetta del motore, per compensare la
componente del peso che si somma alla re­
sistenza (fig. 64).
Inversamente, per scendere, si spinge la
barra in avanti disponendo il velivolo in pic­
chiata e si diminuisce la spinta agendo sulla
za che si verifichi alcuno squilibrio tra le forze · manetta del motore, se non si vuole aumen­
agenti sul velivolo stesso.
tare la velocità, perchè in questa condiziop
P,
piano orizzontale di riferimento. Nel primo
caso si ha una virata a quota costante, nel
secondo una virata in cabrata con traietto­
ria diretta verso l'alto o una virata in picchia­
ta con traiettoria diretta verso il basso.
Considerando per semplicità la virata a
quota costante, osserviamo che durante tale
manovra l'aereo è soggetto ad una forza
centrifuga originata dal moto circolare, che
tende a farlo uscire dalla sua traiettoria; per
contrastare tale forza, è necessario inclina­
re l'aereo verso l'interno della virata, allo
stesso modo come un motociclista per ese­
guire una curva in velocità deve inclinarsi
..vers.o l'interno per contrastare la forza cen­
trifuga che tende a farlo sbandare all'ester­
clinata, la portanza del velivolo risulta pure
Disposizione delle forze nella virata
inclinata verso l'interno della virata e si scin­
de in due componenti: una orizzontale, di­
retta verso il centro della virata, che è la for­
za che costringe il velivolo a percorrere una
traiettoria curva e che nello stesso tempo
esercita un'azione centripeta opponendosi
FC
p
=PORTANZA
P,
= COMPONENTE VERTICALE
DELLA PORTANZA
P,
;_ COMPONENTE CENTRIPETA
DELLA PORTANZA
Q
Q,
=PESO REALE
FC
= FORZA CENTRIFUGA
alla forza centrifuga; l'altra verticale, che si
contrappone al peso del velivolo.
Il peso del velivolo, a sua volta, si combi­
PESO
Equilibrio delle forze nel volo
in discesa
hg. 350
A
hg. 250
B
na geometricamente con la forza centrifu­
ga, dando luogo ad una risultante inclinata
verso l'esterno della virata e diametralmen­
te opposta alla portanza, che prende il no­
me di •peso apparente• (fig. 63).
Il peso apparente del velivolo, si comporta
= PESO APPARENTE
Q
56
COMPONENTE
DEL PESO
no. L'inclinazione deve essere tanto mag­
giore quanto più stretta e veloce è la virata.
Eseguendo la virata in tale posizione in­
lig. 63
P,
tig. 64/a
Q,
a tutti gli effetti come un peso reale; vale a
dire che per essere bilanciato richiede una
l<~:;;::.:J
frg. 65
ç:t~·· ~o
57
fig. 66 - Il ripido decollo di un moderno aviogetto F.104
na della virata (cioè, nel caso di virata a de­
stra,. premendo il pedale sinistro).
In sintesi, dando piede a favore della
virata si corregge i'IMBARDATA INVER­
SA, dovuta alla resistenza dell'ala esterna,
e si corregge pure la SCIVOLATA verso
l'interno della virata, dovuta alla eccessiva
inclinazione del velivolo rispetto alla veloci­
tà; dando piede contrario alla virata, si
corregge la DERAPATA verso l'esterno del­
la virata, dovuta alla velocità eccessiva ri­
spetto all'inclinazione del velivolo.
lr~lTJil)fE'tllf~féll
portanza maggiore di quella necessaria nel
sario per un altro motivo che spiegheremo
volo orizzontale, che deve essere ottenuta
con una maggiore incidenza o una maggiore
brevemente.
velocità. Inoltre si deve tener presente che
il peso apparente diviene tanto maggiore
quanto più è stretta e veloce (e quindi quan­
to più è inclinata) la virata: in una virata con
. inclinazione di 60° il peso apparente è dop­
· pio di quello reale, e così pure è doppia l'en­
tità della portanza necessaria per bilanciar­
lo. Anche la velocità critica del velivolo nelle
virate è più alta che nel volo orizzontale, e
nell'esempio fatto è di una volta e mezza.
Ma ritorniamo ora alla manovra della
virata.
Gia sappiamo che per inclinare lateral­
mente il velivolo occorre manovrare gli alet­
toni, mediante il movimento della barra o
del volantino a destra o a sinistra; ma si de­
ve aggiungere che è sufficiente inclinare il
velivolo a destra o a sinistra per farlo anche
virare dalla stessa parte. Si vede quindi che
la virata non è provocata come si potrebbe
credere dal timone di direzione, ma dagli
alettoni. Il timone di direzione serve come
tale per correggere le piccole deviazioni la­
terali del velivolo dalla traiettoria, ma potreb­
be far eseguire all'aereo soltanto una virata
molto larga, senza inclinazione e a bassa ve­
locità (fig. 65).
Tuttavia, se è vero che per far virare l'ae­
roplano bastano gli alettoni, nella virata l'u­
so del timone di direzione si rende neces­
58
Quando l'aereo vira, ad esempio a destra,
la semiala sinistra deve percorrere una traiet­
toria più lunga di quella della semiala de­
stra e quindi deve ruotare a velocità supe­
riore; inoltre, avendo l'alettone abbassato,
la semiala sinistra ha una portanza maggio­
re di quella destra. Per tali motivi la semia­
la sinistra incontra una resistenza superiore
a quella della semiala destra: ciò provoca
una tendenza del velivolo a ruotare con la
prua verso sinistra, deviando verso l'ester­
no della traiettoria (IMBARDATA INVER­
SA); per contrastare tale tendenza occorre
spingere il pedale destro, procovando la ro­
tazione di timone di direzione dalla stessa
parte, in modo da costringere il velivolo a
Nel trattare delle manovre fondamentali
del velivolo, non possiamo tralasciare il de­
collo e l'atterraggio, che segnano rispettiva­
mente il momento in cui l'aereo inizia e ter­
mina di volare, cioè di comportarsi come
una macchina capace di muoversi in uno
spazio tridimensionale.
leggerire• la coda.
Durante il rullaggio, la direzione dell'ae­
reo si controlla con il timone di direzione,
mediante la pedaliera e p'er mezzo dei freni
delle due ruote principali, quando sono in­
dipendenti. Negli aerei più grandi esiste un
volantino che consente di agire nel carrello
di prua che è orientabile.
Raggiunta la velocità di decollo, che è ca­
ratteristica di ciascun velivolo, l'aereo si stac­
ca spontaneamente da terra oppure viene
fatto decollare tirando leggermente la bar­
ra. Da questo momento, il volo deve pro­
cedere diritto e in leggera salita, finchè l'ae­
li decollo avviene generalmente su un'ap­
posita pista, preferibilmente con il vento di
fronte e con losservanza di determinate pro­
cedure destinata a garantire la sicurezza del
traffico aereo.
Per poter decollare, è necessario che il ve­
livolo compia una certa corsa di rullaggio
reo non ha raggiunto la velocità necessaria
per manovrare con sicurezza.
Al1o scopo di incrementare la portanza
dell'aereo, durante il decollo si può fare uso
dei flap; tenendo però presente che essi au­
mentano la resistenza e quindi rendono più
lento l'aumento della velocità. Negli aerei
con l'elica a passo variabile, questo, al de­
collo, deve essere tenuto al valore minimo.
Circuito di atterraggio
Hg. 67/a
/
- - - - - - - -...
(4)
il!ll!I--­
/
mantenere la sua traiettoria circolare. Con
@;
la stessa manovra del ped.,Je destro,' sem­
pre nel caso di una virata a destra, si cor­
I
escluso \.. regge la tendenza del velivolo a compiere
una SCIVOLATA verso l'interno della
traiettoria, cioè dalla parte dell'ala abbassa­
ta, tendenza che si verifica quando l'incli­
nazione laterale dell'aereo rispetto alla ve­
locità è eccessiva.
Torre di
controllo
(l.) ....-..-­
L'eccessiva azione del timone verso la par­
te interna della virata provoca però la ten­
denza del velivolo alla DERAPATA, cioè a
sbandare verso l'esterno a causa della forza
centrifuga; questa tendenza si contrasta fa­
cendo ruotare il timone verso la parte ester­
onde possa acquistare la velocità necessa­
ria per generare la portanza che gli consen­
tirà di staccarsi da terra.
A tale scopo, occorre dare progressiva­
mente «tutta manetta» per consentire al mo­
tore di erogare la massima potenza; la bar­
ra deve essere leggermente spinta in avanti
per mantenere l'aereo ben aderente alla pi­
sta e, nei velivoli con carrello biciclo, per «al­
I
(l)
(2)
(3)
(4)
(§)
(6)
ingresso in circuito
tratto sopravvento
tratto traverso
tratto sottovento
tratto base
tratto finale
59
lig. 67/b
raneamente con le ruote principali e il ruo­
tino di coda; oppure può atterrare •sulle
ruote», cioè con la coda sollevata, a veloci­
tà più elevata: questo tipo di atterraggio,
meno facile e meno sicuro, è talvolta con­
sigliabile in presenza di forte vento a terra,
che potrebbe essere pericoloso a una velo­
cità più bassa.
I velivoli con carrello triciclo possono
ugualmente atterrare sulle ruote principali
e con il muso sollevato, oppure posarsi con­
temporaneamente sulla pista con le ruote
e con il ruotino anteriore.
In ogni caso, una volta che l'aereo si sia
posato sul terreno con il carrello principale
ed il ruotino anteriore o posteriore, occorre
dirigerne come nel decollo la corsa di rul­
laggio, usando i freni fino a quando abbia
smaltito tutta la velocità di atterraggio: do­
po di ciò il velivolo verrà fatto rullare fino
al parcheggio e qui verrà spento il motore.
Successive variazioni di assetto di un velivolo in atterraggio
Atterraggio
L'impiego del f!ap in questa fase del volo
consente di planare a velocità più bassa a
La manovra dell'atterraggio è senz'altro
una delle più difficili per il pilota principian­
te: appare quasi naturale che l'aereo, dopo
aver dimostrato la propria capacità di librarsi
felicemente nel cielo come gli uccelli, sia co­
stretto a ritornare al suolo ed a comportarsi
come un veicolo terrestre; e l'allievo pilota
ha subito la sensazione che la pista su cui
dovrà atterrare sia veramente b"oppo angu­
sta e che sia terribilmente difficile infilarcisi
con il suo cavallo alato.
parità di pendenza, e anche di effettuare
una planata più ripida senza che aumenti la
velocità, grazie all'aumento di resistenza
dell'aereo.
La planata deve terminare a pochi metri
da terra con unlì dolce e graduale richiamata
del velivolo, mediante la trazione della bar­
ra con conseguente diminuzione della ve­
locità e aumento dell'incidenza, fino a di­
sporre l'aereo in posizione orizzontale, pa­
rallelo alla pista.
Comunque, bisogna atterrare, e ci si de­
Successivamente, si deve continuarè a ti­
ve accingere a farlo compiendo una disce­
sa in volo planato, con il motore al minimo,
rare la barra leggermente affinchè la veloci­
preceduta da un circuito a quota prestabili­
ta intorno all'aeroporto, che è prescritto dal­
le norme per la disciplina del traffico aereo
e che porta il velivolo ad essere allineato con
la pista di atterraggio (fig. 67-a).
tà si smaltisca progressivamente e l'incidenza
aumenti: in tal modo s'impedisce all'aereo
di atterrare, fin quando la velocità sia ridot­
ta al minimo. A questo punto una più deci­
sa richiamata consente di raggiungere e su­
perare l'angolo di incidenza di massima por­
tanza ed il limite della velocità critica: l'ae­
La planata deve essere compiuta con un
angolo di incidenza tale che consenta una
. reo, allora, privo di portanza, si posa sulla
velocità di circa un quarto superiore a quella
minima di sostentazione; l'angolo di plana­
pista in condizioni di stallo (fig. 67-b).
L'atterraggio avviene con il motore al mi­
ta, tenuto conto della distanza orizzontale
nimo che non fornisce trazione. Nei velivo­
li con carrello biciclo, l'aereo può atterrare.
o:seduto» cioè toccando la pista contempo­
da percorrere, deve essere tale da consen­
tire .all'aereo di posarsi all'inizio della pista.
60
61
portandosi come un passeggero che corres­ , cemente, tanto più la pressione dinamica
se sul ponte di una nave: quale che fosse aumenta rispetto a quella statica, provocan­
la velocità della nave o la ·sua direzione, la do una proporzionale dilatazione della cap­
velocità del passeggero rispetto alla nave sula, che per mezzo di un opportuno mec­
canismo fa muovere l'indice di uno strumen­
non cambierebbe.
Tornando ora all'indicatore di velocità, to, sul cui quadrante le variazioni di pres­
notiamo che esso è composto di due parti: sione sono tradotte nei corrispondenti va­
una per prelevare l'aria da misurare, l'altra
lori di velocità.
per misurarla.
Come si vede, quindi, l'indicatore di ve­
La prima è costituita da un tubo, detto locità non è altro che un barometro aneroi­
•TUBO DI PITOT>, istallato sull'ala o sulla de, cioè a capsula dilatabile, tarato per in­
prua del velivolo e rivolto verso la direzio­ dicare, anziché la presstOne atmosferica, la
ne del moto. il tubo di Pitot è dotato di una velocità corrispondente alla variazione del­
presa laterale che capta l'aria ambiente la pressione dinamica dell'aria. ·
avente la PRESSIONE STATICA propria
L'indicatore di velocità a capsula barome­
della quota di volo dell'aereo, e di una pre­ trica è però inevitabilmente soggetto ad er­
sa anteriore che capta l'aria avente la PRES­ rori dovuti al variare della densità dell'aria,
SIONE DINAMICA, dipendente dalla velo­ e conseguentemente della pressione atmo­
cità del velivolo. Entrambi questi campioni sferica, in proporzione inversa della quota.
Precisamente, lo strumento è soggetto ad
di aria, prelevati con continuità, vengono
portati ad una capsula barometrica suscet­ un errore in difetto tanto maggiore quanto
tibile di dilatarsi per effetto della pressione più alta è la quota di volo; l'errore è del 2%
e che costituisce la seconda parte dello stru­ della velocità indicata per ogni 1000 piedi
mento; la pressione dinamica viene appli­ di quota: a 10.000 piedi, se la velocità in­
cata all'interno della capsula, la pressione dicata dallo strumento è di 200 km/h, la ve­
statica all'esterno, nella scatola che la locità reale del!' aereo rispetto ali' aria è di
contiene.
240 km/h,
È ovvio che quanto più laereo vola velo­
LEZIONE DECIMA Per completare il nostro esame delle va­
rie parti dell'aereo, dopo aver trattato degli
organi di comando, parleremo ora degli
strumenti di bordo, di cui sono cosl abbon­
dantemente tappezzati il cruscotto e le pa­
reti della cabina di pilotaggio, da far pensa­
re al pilota novellino che non riuscirà mai
a controllarli tutti. Invece quella confusione
di quadranti, leve e manopole è soltanto ap­
parente, perchè gli strumenti sono razional­
mente raggruppati secondo le loro funzio­
ni, e quando il pilota è diventato esperto
può accadergli di desiderare che ce ne sia
qualcuno di più piuttosto che qualcuno di
meno.
Gli strumenti di bordo servono per con­
trollare il governo del velivolo,11 funziona­
mento del motore, e la navigazione. Essi so­
no di tre tipi: a capsula barometrica, giro­
scopici ed elettronici; una categoria a parte
è costituita dagli strumenti per il motore.
Gli strumenti a capsula barometrica sono
tre: INDICATORE DI VELOCITÀ o ANE­
MOMETRO, ALTIMETRO BAROMETRI­
CO e VARIOMETRO.
L'indicatore di velocità, come dice il suo
nome, ha la funzione di misurare ed indi­
care la velocità dell'aereo rispetto all'aria
. ambiente (flg. 68).
A questo proposito bisogna notare che la
velocità rispetto all'aria corrisponde alla ve­
locità reale rispetto al suolo solo nel caso in
cui l'aereo voli in assenza
di
vento.
Infatti, se l'aereo vola con vento in pop­
pa, viene a trovarsi nelle condizioni di un
uomo che corra su ùn tappeto scorrevole
62
In avanti: per conoscere la sua velocità rea­
le di spostamento, alla sua velocità rispetto
al tappeto, si deve sommare la velocità del
tappeto; cosl alla velocità dell'aereo rispet­
to all'aria, si deve sommare la velocità del
vento in coda, per conoscere la velocità del­
l'aereo rispetto al suolo (fig. 69).
Se Invece l'aereo vola controvento, alla
sua velocità rispetto all'aria si deve sottrar­
re la velocità del vento, per conoscere la ve­
locità reale del velivolo rispetto al suolo (fig.
70).
Se poi l'aereo vola con vento di fianco,
occorre scomporre il vettore della velocità
del vento nelle sue wmponenti per deter­
minare il valore di quella che deve essere
sommata o sottratta alla velocità dell'aereo
rispetto all'aria, per conoscere la velocità
lig. 69
V. RISPE'ITO ALL'ARIA
reale del velivolo stesso rispetto al suolo.
Si deve notare ancora che la velocità del­
l'aereo rispetto all'aria non subisce alcu­
na modificazione a causa del vento: infatti
il velivolo •vola nel ventre del vento•, .comJig. 68
100 km/:
/f7
~~~~~~
<'i!L-.---­
.oj))
VELOCITÀ RISPETTO
AL.TERRENO
V, 100 + 50 = 150 km/h
fig. 70
lfD,
o :::
!;;: li
"'Q
> ,,,
V
~
V. RISPE'ITO ALL'ARIA.
100 k'"i!f},
qf
i
VELOCITÀ RISPE'ITQ
i
iJJl:b
v.
100 -
AL TERRENO
so
= 50 km/h
63
fig. 72
AEROPORTO DI LINATE
Tuttavia l'anemometro, segnando velocità
inferiori a quelle reali, indica sempre esat­
tamente la velocità critica o di stallo, quale
che sia la quota, poiché l'errore in difetto
dello strumento compensa l'abbassamento
del limite della velocità di stallo dipendente
dall'aumento della quota.
-
ALTIMETRO REGOLATO SULLA PRESSIONE ESISTENTE A TERRA = METRI. O
-
ALTIMETRO REGOLATO SULLA PRESSIONE ESISTENTE NELLA ZONA
AL LIVELLO DEL MARE = METRI 107,28
L'anemometro è graduato in chilometri­
ora o in miglia statutarie-ora (1 miglio =
metri 621,37), oppure in nodi (1 nodo
~
1 miglio nautico all'ora; 1 miglio nautico =
metri 1.852).
m 107,28
A!L'lfili'i!fETRO /8A!P10MJETRICO
L'altimetro è un vero e proprio barome­
tro aneroide, cioè costituito da una sottile
capsula di metallo, capace di dilatarsi e di
restringersi sotto l'azione della pressione at­
mosferica. a differenza di quanto avviene
per l'anemometro, nell'altimetro viene im­
messa solo l'aria avente la PRESSIONE
STATICA della quota di volo e solo all'e­
sterno della capsula: quanto più è elevata
la pressione, tanto più la capsula si restrin­
ge, mentre quando la pressione diminuisce
si dilata e tende a riprendere le sue dimen­
sioni originarie. Le compressioni e le dila­
tazioni della capsula fanno mu0vere un in­
dice che scorre su un quadrante graduato,
anziché in ·valori di pressione, nei corrispon­
denti valori di quota.
Gli altimetri sono graduati in metri o in pie­
di (1 piede ~ cm 30,48) e vengono tutti
tarati in base alle caratteristiche dell' ·ARIA
dine nota. Ciò è anche necessario perchè
i piloti degli aerei, a seconda dei casi, han­
no bisogno di conoscere la QUOTA RELA­
TIVA di volo rispetto al terreno sottostante
(ad esempio quando si accingono ad atter­
rare su un aeroporto), oppure la QUOTA
ASSOLUTA di volo, rispetto al livello del
L'inverso accade quando l'aereo scende,
e quando l'aereo ritorna su una traiettoria
orizzontale, l'aria, passando attraverso i fo­
mare (ad esempio quando compiono un vo­
ri capillari, ristabilisce l'equilibrio fra la pres­
lo su zone di differente altitudine, che, nel­
ruotando su un quadrante graduato, indi­
sione internà e quella esterna.
Il variometro, che è graduato in metri al
secondo o in centinaia di piedi o di metri
al minuto, per il suo particolare funziona­
mento risente di una certa isteresi e quindi
cano la quota, e di una finestrella posta pu­
fornisce l'indicazione della salita e della di­
re sul quadrante, nella quale compare il va­
scesa con un certo ritardo.
le carte aeronautiche è sempre indicata con
riferimento al livello del mare) (fig. 72).
L'altimetro è dotato di due lancettè che,
lore della corrispondente pressione atmosfe­
Mediante il confronto delle indicazioni del
rica; manovrando un apposito nottolino è
possibile regolare l'altimetro sugli esatti va­
variometro con quelle dell'a;,emometro è
1
possibile avere una nozione dell inclinazio­
TIPO» adottata per convenzione intemazio- . lori di quota e di pressione, basandosi sulle
ne della traiettoria seguita dal velivolo, co­
indicazioni fornite dalle torri di controllo de­
gli aeroporti e dagli enti per l'assistenza alla
me pure della presenza di correnti ascen­
nale, che al livello del mare sono le seguenti:
pressione: 1013,25 millibar, pari a 760 mm
o 29,92 pollici di mercurio; temperatura:
15°C (fig. 71).
·
Le caratteristiche reali dell'atmosfera dif­
feriscono però quasi sempre da quelle del­
l'aria tipo, e si verificano spesso variazioni
di pressione in una stessa zona e differenze
navigazione aerea.
!/AlllOl'&JE'JJ'ifMJ
Il terzo strumento a capsula di cui è dota­
to il velivolo è il VARIOMETRO altrimenti
detto CLIMB, che serve a misurare le va­
di pressione fra zone poste alla stessa alti­
tudine; inoltre l'altimetro è soggetto ad er­
riazioni istantanee di quota e quindi a dare
rori «Strumentali», dovuti a cause
intrinseche.
Pertanto occorre apportare delle correzio­
ni alle indicazioni dello strumento e regolar­
ne il funZionamento basandosi sulla pressio­
ne atmosferica esistente. in località di altitu­
di discesa; in altre parole, esso misura la ve­
64
al pilota la nozione della rapidità di salita e
locità verticale dell'aereo (fig. 73).
In tale strumento, la pressione statica del­
l'aria viene applicata all'interno della capsula·
dilatabile, e anche all'esterno di questa, nella
scatola che la contiene. La capsula inoltre,
si trova in cornunic~one con la scatola, at­
traverso una serie di fori capillari.
Fin quando l'aereo non cambia quota,
non si verifica alcuna differenza fra le pres­
sioni regnanti all'interno e all'esterno della
capsula, e lo strumento segna zero. Ma se
l'aereo, ad esempio, sale, la pressione esi­
denti o discendenti: se il variometro ad
esempio indica salita senza che l'anemome­
tro denunci una variazione di velocità, è se­
gno che l'aereo è immerso in una corrente
ascendente.
OIF&iiZZONTIE AIF&UHCNA!LIE
stente all'esterno della capsula diminuisce
L'orizzonte artificiale o G!RORIZZONTE
·rapidamente, mentre l'aria contenuta all'in­
terno continua a conservare la stessa pres­
sione; questo squilibrio fra le due pressioni
(pressione· intena e depressione esterna) fa
è uno stru-mento giroscopico; esso è costi­
tuito essenzialmente da un giroscopio (fat­
dilatare la capsula e l'indice ad essa colle­
gato si sposta sul quadrante dello strumen­
to indicando la rapidità della salita.
prietà di mantenere inalterata la posizione
del suo asse di· rotazione, reagendo con un
movimento di precessione a qualsiasi varia­
to girare velocemente da un sottile getto d'a­
ria), il quale, come tutti sanno, ha la pro­
65
I
lNDlCATO!iEIE Dl Vl!IEA 1I'A
IE Dl SBANDAMENTO
VNROSBANDOMIET!IEO
Un terzo strumen!o giroscopico è l'lNDI­
CATORE DI VIRATA. Anch'esso ha il vo­
zione di posizione del suo supporto.
Lo strumento indica le variazioni della po­
sizione del velivolo rispetto ad un piano oriz­
zontale di riferimento, sia per quanto con­
cerne le inclinazioni laterali (movimenti di
rollio intorno all'asse longitudinale e inclina­
zioni nelle virate), che le inclinazioni longi­
lano disposto orizzontalmente e misura, nel­
le virate, gli spostamenti istantanei della prua
dell'aereo nel piano orizzontale, dando al pi­
lota la nozione della '.'ELOCITÀ ANGOLA­
RE della virata.
Lo strumento è dotato di un piccolo pen­
dolo, detto PALEITA, che si muove in un
settore circolare, da un lato o dall'altro del­
tudinali (movimenti di beccheggio intorno
all'asse trasversale, cabrata e picchiata); esso
consente così al pilota di rendersi conto delle
variazioni di posizione dell'aereo, anche in
mancanza di punti di riferimento esterni.
Vi sono due tipi di orizzonte artificiale.
la sua posizione verticale, a seconda che la
virata venga eseguita a destra o a sinistra;
Nel primo tipo, vi è una sagometta di ae­
reo solidale con l'asse del giroscopio, ed una
lo spostamento della paletta è tanto mag­
linea di riferimento, solidale alla cassa dello
strumento. quando l'aereo si inclina in avan­
ti o all'indietro, la sagometta si sposta sotto
o sopra la linea di riferimento; quando l'ae­
reo si inclina lateralmente, la sagometta as­
sume una posizione inclinata rispetto alla li­
nea di riferimento (fig. 74).
Nel secondo tipo, la linea di riferimento
è solidale con l'asse del giroscopio e si spo­
sta a seconda dei movimenti dell'aereo ri­
spetto alla sagometta, che è solidale con la
cassa dello strumento e rimane ferma.
Il girorizzonte è in grado di funzionare so­
lo entro determinati limiti di inclinazione lon­
gitudinale e laterale dell'aereo.
GNBO-Dl!IEIEZlONAILIE
Un altro strumento giroscopico è il «giro­
direzionale» o semplicemente «direzionale»,
pio, i cui spostamenti si leggono in corri­
spondenza di un indice solidale alla cassa
del direzionale. La corona graduata può es­
sere fatta ruotare per portare in corrispon­
denza dell'indice lo zero o l'angolo di prua
prescelto (fig. 75).
Il giro-direzionale è soggetto ad errori di
precessione, che rendono necessario rego­
lare lo strumento ogni 15-20 minuti, con ri­
ferimento alle indicazioni della bussola, do­
po che il pilota si sia accertato del corretto
funzionamento. di quest'ultima.
Anche il giro-direzionale funziona soltan­
to entro certi limiti di inclinazione longitudi­
nale e laterale del velivolo, perchè ad incli­
nazioni superiori la corona graduata urta
contro la cassa dello strumento.
ta rimane ferma nella posizione raggiunta,
fino a quando l'aereo ritorna in volo
indicazione, sia per la declinazione magne­
tica (dipendente dal fatto che il Nord ma­
gnetico non coincide con quello geografi­
co) sia per le deviazioni causate dalle mas­
se metalliche che si trovano a bordo, sia per
i movimenti di rollio e di beccheggio quan­
do la loro entità supera certi limiti.
La declinazione magnetica, che varia da
zona a zona ed anche nel tempo, è indica­
ta sulle carte aeronautiche, mentre per cor­
reggere le deviazioni della bussola, questa
è dotata di appositi magnetini correttori.
Per quanto concerne le limitazioni di fun­
zionamento dovute ai movimenti dell'aereo,
come abbiamo visto, le indicazioni della bus­
sola, quando non sono attendibili, posso­
no essere sostituite da quelle del giro­
direzionale. Ma entrambi gli strumenti, og­
gi sono sostituiti vantaggiosamente dalle
moderne GIROBUSSOLE, stabilizzate
rettilineo.
Lo SBANDOMETRO è costituito da un
piccolo tubo di vetro curvo, nel quale scor- ·· giroscopicamente.
re una pallina metallica; quando l'aereo sci­
STBIJJMIENTI EILIEITBONlCH
vola verso l'interno della virata o derapa ver­
so l'esterno, la pallina denuncia le deviazioni
I tradizionali strumenti che abbiamo esa­
dalla traiettoria della virata, spostandosi dal­ ffii~ato, sui velivoli più moderni vengono
la stessa parte.
sempre più soppiantati o integrati da stru­
Generalmente, l'indicatore di virata e lo menti elettronici molto più precisi; ne elen­
sbandametro sono riuniti in un unico stru­
chiamo alcuni.
mento che prende il nome di VIROSBAN­
DOMETRO (fiq. 76).
L'altimetro è sostituito dal RADAR AL­
TIMETRO, il cui funzionamento è basato sul
Non possiamo tralasciare di elencare, tra
livolo nel piano orizzontale, cioè le rotazio­
tempo di ritorno di un segnale radar invia­
to a terra dal velivolo e riflesso dal suolo;
lo strumento, quindi, indica con assoluta
gli strumenti di bordo, la vecchia, gloriosa,
e non del tutto superata bussola magneti­
ni dell'aereo intorno all'asse verticale. An­
ch'esso è provvisto di un giroscopio, che pe­
rò ha l'asse di rotazione disposto orizzontal­
mente anziché verticalmente, e serve per
mantenere con precisione la rotta del veli­
ca, che un tempo era l'unico strumento di
cui disponevano gli aerei per la navigazione.
È superfluo dire che la bussola si basa sulla
proprietà di un ago calamitato di rivolgersi
sempre nella direzione del Nord magnetico.
Vogliamo soltanto aggiungere che le bus­
sole aeronautiche, anziché essere dotate di
volo, quando le if1dicazioni della bussola,
per gli errori e le limitazioni cui è soggetta.
non sono attendibili. Si tratta quindi di uno
strumento che non seve per il governo del
velivolo ma per la navigazione.
Lo strumento, infatti, denuncia tutte le va­
riazioni di posizione della prua del velivolo
rispetto ad un orientamento prestabilito. Es­
so è costituito da una corona graduata da
66
sta è effettuata a velocità costante, la palet­
BIJJS§OILA MAGNETICA
che indica gli spostamenti della prua del ve- ·
0° a 360°, solidale con l'asse del girosco­
giore, quanto più elevata è la velocità con
cui viene compiuta la virata: quando que­
sito liquido (fig. 77).
La bussola è soggetta a diversi errori di
un ago mobile, hanno una corona gradua­
ta da 0° a 360° che si sposta in corrispon­
denza di un indice di riferimento fisso, po­
sto sulla cassa dello strumento. La corona
graduata, poi affinché sia relativamente in­
sensibile ai movimenti di beccheggio e di rol­
flg. 75
lio del ve1ivolo si trova sospesa in un appo­
flu,. 75
67
flg. 77
precisione la distanza da terra dell'aereo.
con gli Enti di assistenza e controllo alla na­
La bussola è sostituita dalla RADI0­
BUSSOLA, che non è altro che un radio­
vigazione aerea; inoltre, impiegando lo stes­
so ricevitore dell'apparato o un ricevitore se­
goniometro che rileva un segnale radio ir­
radiato da una stazione trasmittente di po­
sizione nota.
L'anemometro è sostituito da un misura­
tore di velocità elettronico sfruttante anch'es­
so l'eco radar, cheiornisce direttamente il
parato, è possibile al pilota usufruire delle
§TllHJM!EN'ifl P!ER IL MOTO/fil!E
Negli aerei ad elica, gli strumenti per il
-
Indicatore della pressione del
carburante;
- Indicatore della pressione dell'olio;
Indicatore della temperatura
dell'olio;
- Indicatore del livello della benzina.
§TRUM!ENTHD!EGLlA.!ER!EH
A /filiEAZlOM!E
Sugli aerei a reazione, oltre agli strumenti
tradizionali che abbiamo descritto finora, si
trovano i seguenti altri strumenti principali:
- Machmetro - Serve ad indicare la velo­
cità espressa in numeri di Mach (rapporto
tra la velocità del velivolo e la velocità del
suono) e in frazioni dell'unità di tale
misura;
Jig. 78
68
n cruscotto
de il quale, come abbiamo già detto, può
za in miglia dal VOR su cui è
essere rilevato direttamente dalla radio­
sintonizzato.
bussola di bordo e guidare il velivolo fi­
l.l.S. (lnstrumental Landing System).
È un radiofaro che indica al pilota, con
no alla posizione della emittente;
- RADIOGONIOMETRI - Sono stazioni
controllo del motore sono i seguenti:
giri di rotazione dell'elica al minuto;
nisce al pilota, con continuità, la distan­
ti di questi impianti sono i seguenti:
suolo.
- Contagiri, per la misura del numero di
RADIOFARI - Sono stazioni radiotra­
smittenti che emettono un fascio di on­
ra denominati AIUTI ALLA NAVIGAZIO­
NE o RADIO ASSISTENZE, i più importan­
valore della velocità dell'aereo rispetto al
- Indicatore di «G> - Indica, nelle virate,
nelle richiamate, e nelle manovre acro­
batiche, l'accelerazione di gravità cui è
soggetto il velivolo (e il pilota) a causa
della forza centrifuga;
- Indicatore temperatura getto - Indi­
cante la temperatura del getto all'ingres­
so della turbina del motore;
- Tachimetro: Indica il regime motore in
strella, mentre un indice scorrente su un
quadrante graduato mostra lesatto alli­
neamento della rotta del velivolo con la
direzione del radiale o gli spostamenti,
affinché possano essere còrretti. li VOR
può essere accoppiato con ii DME (Di­
stance Measuring Equipment), che for­
indicazioni fornite da speciali impianti a ter­
-
lato il ricevitore del VOR, il valore dita­
le radiale compare in una apposita fine­
radio o radar in grado di determinare
esattamente la posizione del velivolo ri­
levando le emissioni della radio di bor­
do o mediante il rilevamento radar, e di
comunicarla al pilota;
- RADIOFARI OMNIDIREZIONALI O
«VOR» (VHF • OMNIRANGE) - Sono
radiofari che emettono fasci di onde in
tutte le direzioni chiamati RADIALI, di
cui se ne utilizzano 360, uno per ogni
percentuale del regime massimo.
grado. li pilota può scegliere e seguire il
APPARA'ifl DI COMIU1\liCAZIOM!E
!E DH MA'i!i/GAZIOJ\!!E
radiale orientato verso la destinazione
che deve raggillngere e, una volta rego­
grande precisione, la posizione del veli­
volo rispetto ad un fascio d' onde costi­
tuente un radiosentiero che il velivolo de­
ve seguire per poter atterrare con sicu­
rezza in mancanza di.visibilità (fig. 79).
G.C.A. (Ground Controlled Ap·
proach). È una postazione radar, che ri­
leva esattamente la posizione del velivolo
in atterraggio; effettuato tale rilevamen­
to, un operatore segue il velivolo sullo
schermo radar e impartisce per radio al
pilota le istruzioni necessarie per portar­
si sulla verticale della pista e atterrare.
Su ogni aereo è istallato almeno un ap­
parato radio .ricetrasmittente funzionante
con onde ad altissima frequenza (V.H.F. ~
Very High Frequency), cioè da 30 a 300
MHZ. Esso consente al pilota di collegarsi
con le Torri di Controllo degli ·aeroporti e
del posto di pilotaggio di un moderno velit1olo
jig. 79
Sentiero di discesa dell'l.L.S.
ATTENZIONE! CONSIGLIAMO A TUm GLI APPASSIONATI DI AERONAUTICA DI ISCRIVERSI ALL'A.l.C.A. Casella Postale 292 S. Silvestro - 00109 Roma Attività A.l.C.A.:
L'ASSOCIAZIONE ITALIANA CULTURALE AERONAUTICA è stata
fondata nel 1959 in occasione delle celebrazioni del cinquantenario del·
l'Aviazione italiana che nel 1909 iniziò la sua attività ufficiale col consegui·
mento del brevetto di pilota n. 1 da parte del tenente Mario CALDERARA.
LAI.CA è un'associazione apolitica avente per finalità sociale la
d1llus1one 1n Italia della cultura aeronautica e dei principi basilari del vo·
lo e dell'astronautica.
Edizione della rivista sociale "VOLARE necesse est'" Corsi teorico-pratici di aeromodellismo e di Cultura Aeronautica ri· conosciuti dal M.DA ai fini di un punteggio nei concorsi A.M .. Diffusione dei bandi di concorso per gli arruolamenti nella Aeronau· t1ca Militare. Organizzazione di Corsi di pilotaggio a motore presso l'Aero Club d1 Viterbo. Organizzazione d1 visite agli aeroporti. portaerei. saloni aeronau· t1c1. 1mp1anli e stabilimenti aeronautici. e voli di propaganda "VOLARE necesse est" è l'organo ufficiale dell'Associazione e viene
inviato gratuitamente a1 socr.
Gli argomenti trattati sono i seguenti:
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Storia aeronautica vista in funzione de/l'evoluzione dei van setton. Schede di aeroplani a colori con trittici e notizie tecniche. Sono pubblicate due schede al mese di tutti gli aerei 1mpiegat1 dall'Av1a­
Z1one italiana ed altn. moderrii e antichi. Altre schede saranno pub­
blicate nei numen spec1al1 nei quali è prevista la pubblicazione dÌ .J. 6 o 8 schede contemporaneamente. NotiZ1e dell'Aviazione italiana. militare e civile. Argomenti aeronautici svolti 1n forma divulgativa. 1ndispensab1l1 per la formazione d1 una cultura tecnica e per capire. Notizie sulla vita e /'attività dell'A.l.CA. I