Wd - Potenza Disponibile

[A320 Pilot]

salve a tutti, come ben sappiamo la potenza disponibile di un motore normalmente aspirato cala all'aumentare della quota, questo avviaene a causa della diminuzione del rendimento volumetrico, ora però se analizziamo la formula matematica della Wd = S*V , s(spinta) diminuisce , ma la V(velocità TAS) aumenta all'aumenatre della quota.....come mai questa Wd non diminuisce con la formula matematica ???

ciao

[87Nemesis87]

perchè dici che la velocità aumenta con la quota?

[AirGek]

La TAS aumenta con la quota assumendo constante la IAS.

[A320 Pilot]

esatto ,proprio questo intendevo, nn riesco a capire perchè con la formula matmatica questa Wd non diminuisca ...

[AirGek]

Eh ma se ti si riduce la spinta gliela fai a mantenere costante la IAS?

[A320 Pilot]

basta ridurre pitch

[AirGek]

Eh ma comunque salendo la spinta si riduce no?

[A320 Pilot]

Si,senza dubbio,certo

[A320 Pilot]

qualcuno se lo riesce a spiegare sto fatto ??? perchè con la formula sta Wd non riesco a farla diminuire ???

[zittozitto]

io invece di rispondere faccio una domanda :
se parli di motore a pistoni aspirato ... perchè usi la formula della potenza disponibile usando la Spinta ?

io parlerei di Wd = Trazione x Velocità.

ricomincia va ...

[KrahS]

Ma di che motori state parlando??? a getto o turboelica??? Perchè le cose sono differenti a seconda del motore!!!

[KrahS]

Per un turbogetto la spinta disponibile (non si parla di potenza disponiblie per i turbogetti) è pressocchè costante con la velocità, mentre diminuisce all'aumentare della quota secondo la legge: T=T0 psi, dove T0 è la spinta al suolo e psi è un fattore di riduzione, funzione della quota, ed ha valori prossimi alla densità relativa.
Per la motoelica a giri costanti, la potenza disponibile è circa costante con la velocità, mentre varia con la quota con una legge simile a quella precedente. Chiaramente si considera la potenza e non la spinta, e questa volta no si considerà la potenza al suolo ma alla quota di ristabilimento. Nel caso di motore aspirato psi, cioè il fattore di riduzione di potenza con la quota, diminuisce all'aumentare con la quota in maniera simile alla densità relativa, mentre per motori con ristabilimento in quota è circa costante con la quota fino alla quota di ristabilimento, e poi diminuisce.

Comunque se proprio vuoi considerare la potenza disponibile per i turbogetti devi moltiplicare quella relazione per la velocità. Se consideri una quota costante e dunque solo un aumento di velocità, avrai una spinta costante che moltiplicata per la velocità, che aumenta gradatamente, porterà ad un aumento della potenza disponibile.
Se consideri una velocità costante con un aumento della quota, la spinta diminuisce circa in maniera proporzionale alla densità relativa. Quindi moltiplicata per la velocità che in questo caso abbiamo assunto costante, porta ad una diminuzione della potenza disponibile. Ora considerando l'aumento di quota e l'aumento corrispondente di velocità si avrà una combinazione fra questi due casi.
Se come dici tu diminuisce, vorrà dire che la diminuzione dovuta all'aumento di quota è più significativo rispetto all'aumento dovuto al crescere della velocità. Questo, secondo me, è dovuto al fatto che la velocità è proporzionale alla radice quadrata della densità. Dunque ci dovrebbe essere una differenza della radice quadrata fra questi termini, comportando la predominanza della diminuzione di potenza.

[A320 Pilot]

ok, allora Wd = S*V, ora , S ha una sua formula che è S= m*(vout-vin)/9,81 = ora m è la portata massica , ovvero la quantità in chilogrammi che il motore tratta in un secondo ed anche questa ha una sua formula che è
m=RHO*V*A , dove rho rappresenta la densità del laria , v la velocità del flusso all'interno del motore e A sta per AREA del motore stesso........ora se all'aumentare della quota per un motore aspirato la densità (rho) diminuisce , V aumenta causa aumento TAS , e A rimane costante , possiamo notare che se un valore diminuisce nella stessa quantità di quell'altro che è aumentato allora il prodotto finale è rimasto invariato, ora sappiamo che m è rimasto invariato ,(sempre per un motore aspirato ) . all'aumentare della velocità ,in aereo si effettuano salite con IAS costante , quindi questo comporta un aumento della TAS, ovvero la velocità vera all'aria . quindi all'aumentare della velocità di volo con l'aumentare della quota la differenza tra Vout e Vin diminuisce sempre più . ora la forza di gravità non la contiamo perchè tanto non cambierebbe il nostro risultato finale con gli altri paragoni.,per ricapitolare se m rimane costante e moltiplichiamo la differenza tra Vout e Vin che diminuisce , avremo un prodotto finale S (spinta che diminusce con la quota ), ora se andiamo a prendere la prima formula Wd = S*V e sappiamo che s diminuisce, ma la V (tas) aumenta in modo proporzionale alla diminuzione di S , possiamo notare che il prodotto Wd rimane costante al variare della quota,.................ma in realtà non è cosi....ecco perchè vi ho messo il mio intero ragionamento, correggetemi dove sbaglio , lo so benissimo che la Wd diminuisce con la quota , ma non riesco a spiegarmelo usando le formule

[Dav]

ora m è la portata massica , ovvero la quantità in chilogrammi che il motore tratta in un secondo

[...]ora se all'aumentare della quota per un motore aspirato la densità (rho) diminuisce

Io di motori aspirati che lavorano su una portata di aria che attraversa il motore ad una certa velocità ne ho visti pochi sinceramente. Forse non ho ben chiaro cosa intendi con "motore aspirato". Un motore aspirato non è un motore a getto.

[KrahS]

Credo che sto facendo molta confusione... soprattutto perchè ancora non ho capito bene di che motori stai parlando a turbogetto o turboelica?!? probabilmente ho scritto qualcosa di inesatto... comunque lascia perdere i vecchi post... non capisco molto bene una cosa...
Se considerassimo la velocità massima propulsiva nelle diverse quote, vediamo che è costante con l'aumentare della quota, essendo direttamente proporzionale alla radice cubica del fattore di riduzione della potenza e inversamente proporzionale alla radice cubica della densità. Poichè queste sono molto simili possiamo dire che si compensano. Dunque se volassimo alla velocità massima propulsiva salendo di quota, la velocità è costante e la spinta e dunque la potenza diminuisce come ti avevo detto.
Adesso...non capisco una cosa... non sono un pilota e (non ancora) un ingegnere... ma il fatto di aumentare la velocità non è una scelta tua come pilota?!? potresti salire a velocità costante e vedrai una diminuzione di potenza disponibile, tanto anche la potenza necessaria diminuisce dello stesso valore... oppure decidi di salire aumentando la velocità e compensare la diminuzione di potenza disponibile, e dunque andrai con potenza disponibile costante... o mi sbaglio???

[A320 Pilot]

infatti la velocità aumenta nella stessa quantità della diminuzine di densità , comunque per fartela in breve la spiegazione è questa: in aereo il pilota per misurare la propria velocità dell'aereo nel fluido d'aria si serve dell 'anemometro,questo anemometro comporta degli errori, l'errore più rilevante è quello di densità dell'aria......l'errore di densità fa si che la IAS (INDICATED AIR SPEED, ovvero velocità indicata al pilota ) sia sempre INFERIORE alla velocità VERA (TAS, TRUE AIR SPEED, velocità vera all'aria),siccome abbiamo detto che la ias è sempre inferiore della tas a causa dell'errore di densità , allora all'aumentare della quota questo errore aumenta e la tas sarà sempre maggiore della ias , e per farti capire il pilota mantiene la salita con una IAS costante, ma invece la velocità presente nella formula è la TAS ovvero la velocità vera, che è quella corretta di tutti gli errori, e quella aumenta sempre all'aumentare della quota a causa della diminuzione della densità dell'aria.....ecco perchè ti dico che la velocità aumenta con la quota

[KrahS]

Secondo me mi sfugge qualcosa... e non ho voglia di andare a riprendere i libri... ma perchè dici che la velocità del velivolo (non mi interessa quella che legge il pilota) aumenta con la quota??? Che relazione usi???

Io la calcolo da T (trust)=D (drag) da cui: T = 0.5 ro cd S V^2 e dunque V=(2T/ro cd S)^1/2
ora salendo di quota la T diminuisce in maniera proporzionale ad un fattore psi che è simile alla densità ro percui queste si compensano e a me risulta che la velocità rimane costante... dov'è che sbaglio???

[A320 Pilot]

allora , salendo in quota DI SOLITO la salita viene fatta ad una velocità INDICATA costante.....ora questa non corrisponde a quella VERA .....all'aumentare della quota con una velocità INDICATA costante , la velocità VERA auementa causa errore densità.....e la V presente nella formula Wd=S*V è proprio quella VERA che continua ad aumentare , ecco perchè sostengo che la velocità aumenta....

[KrahS]

Ma... scusa un attimo... come fai a salire con la IAS costante?!? dovrai perforza fornire più potenzaa salendo di quota no?!? Ecco cosa mi sfuggiva... la potenza disponibile diminuisce, si... ma a patto che tu non fornisca altra potenza...
Consideriamo il caso in cui stai salendo già alla potenza massima. In tal caso, non puoi più salire di quota rimanendo con la IAS costante, ma questa tenderà a diminuire poichè la TAS rimane costante... giusto??? Adesso qui è chiaro che la Tas costante, la spinta diminuisce e dunque la potenza diminuisce...
Se invece io salgo aumentando la spinta perchè voglio rimanere costante con la IAS non è più vero che la spinta diminuisce salendo di quota... anzi aumenta poichè sono io che fornisco più potenza.
Sei sicuro che per tale manovra, cioè la salita con la IAS costante, la potenza disponibile diminuisca???

[A320 Pilot]

il tuo ragionamento è giusto , ma se la spinta diminuisce e tu devi mantenere una IAS costante , basta ridurre muso e salire un un rateo di salita inferiore..........e vedrai che la tua velocità IAS sarà costante e ritorniamo al punto di partenza che la TAS continua ad aumentare .........

[KrahS]

Quindi tu dici che ti fai tutta la salita riducendo il rateo di salita senza mai dover dare più manetta e la IAS rimane costante?!? mi sembra strano... comunque non sono un pilota... ma così a logica, mi sembra che questo lo puoi fare per un breve tratto poi non sali più

[A320 Pilot]

si , di solito le salite si fanno cosi per i general aviation aircraft ......si mantiene una ias costante di salita, che non è la vx o vy ,ma è la normal climb out , all'aumentare della quota con tutta manetta (motore aspirato) per mantenere la stessa ias all'aumentare della quota dovrò perforza ridurre rateo.......teoricamente la salita non può essere continuata oltre alla quota di tangenza teorica che è la quota dove l'aereo con quel motore non può più salire , e il VRO può solo essere mantenuto ad una sola velocità di volo che è il punto di incontro tra la potenza disponibile e qulla necessaria , ovvero la velocità di massima autonomia oraria......comunque per ritornare all'argomento dobbiamo far ridurre questa potenza disponibile con la formula Wd = S*V, ci vorrebbe qualcuno che ci aiutasse......

[87Nemesis87]

non potrebbe essere semplicemente che la spinta si riduca di più della velocità che aumenta?

...quindi il tutto si riduce

...del resto hai detto tu stesso che ad un certo punto si arriverà ad una quota di tangenza perchè la potenza disponibile scenderà costantemente all'aumentare della quota

[A320 Pilot]

potrebbe essere... però non lo so di per certo , possiamo solo analizzare la formula della spinta S = m*(vout-vin)/g
possimo notare che m si riduce a causa della densità dell'aria e la differenza tra vout e vin si riduce a causa della aumento di velocità TAS all'aumentare della quota. quindi se S ha 2 fattori che si riducono ,e V è una sola che aumenta, POSSIAMO SUPPORRE che S si riduce di più dell'aumento di V...... questa è l'ultima spiaggia...ho riflettuto molto su sta cosa... boh , bisogna sentire gli altri del forum cosa dicono.....

[Bryan91]

Ciao a tutti, ho letto velocemente questo post e dato che la cosa mi interessa e mi ritengo abbastanza informato in materia cercherò di spiegarti il perchè di questo fenomeno, scusatemi ma mi sa che ripeterò anche cose già dette.
Allore la potenza è ugulale al prodotto della spinta per la velocità. se manteniamo una Vtas costante all'aumentare della quota la spinta diminuirà e quindi anche la potenza disponibile.Perchè la spinta è in funzione del rapporto della velocità del velivolo e quella dei gas combusti quindi maggiore sarà la mia velocità minore sarà questo indice e quindi mi contripuisce ad una diminuzione della spinta.Secondo parametro che influenza la spinta è dvuto ai fattori ambientali cioè pressione e temperatura, con l'aumento della quota la pressione diminusce e quindi vi è una dimunzione di spinta prodotta, ma questo calo viene alleviato da una diminuzione di temperatura. Infine il terzo parametro è in poche parole l'N1% cioè il rapporto tra il numero di giri con quelli di progetto, per avere una produzione elevata di spinta devo mantenere giri elevati.
Se tu analizzi una salita a velocità costante (ias) con l'aumentare della quota avrai si un aumento della tas e di N1%max ma i primi due indici di cui è funzione la spinta determinano una diminuzione quantitivamente più sostanziale e quindi anche la potenza disponibile diminuisce.

[zittozitto]

Ciao a tutti, ho letto velocemente questo post e dato che la cosa mi interessa e mi ritengo abbastanza informato in materia cercherò di spiegarti il perchè di questo fenomeno, scusatemi ma mi sa che ripeterò anche cose già dette.
Allore la potenza è ugulale al prodotto della spinta per la velocità. se manteniamo una Vtas costante all'aumentare della quota la spinta diminuirà e quindi anche la potenza disponibile.

ah si ? e se invece la TAS aumenta ?

Perchè la spinta è in funzione del rapporto della velocità del velivolo e quella dei gas combusti quindi maggiore sarà la mia velocità minore sarà questo indice e quindi mi contripuisce ad una diminuzione della spinta.Secondo parametro che influenza la spinta è dvuto ai fattori ambientali cioè pressione e temperatura, con l'aumento della quota la pressione diminusce e quindi vi è una dimunzione di spinta prodotta, ma questo calo viene alleviato da una diminuzione di temperatura. Infine il terzo parametro è in poche parole l'N1% cioè il rapporto tra il numero di giri con quelli di progetto, per avere una produzione elevata di spinta devo mantenere giri elevati.
Se tu analizzi una salita a velocità costante (ias) con l'aumentare della quota avrai si un aumento della tas e di N1%max ma i primi due indici di cui è funzione la spinta determinano una diminuzione quantitivamente più sostanziale e quindi anche la potenza disponibile diminuisce.

[Bryan91]

ah si ? e se invece la TAS aumenta ?

Durante la salita avremo sempre una diminuzione perchè la spinta cala molto di più dell'aumetare della velocità per i motivi detti in precedenza.
Comunque non capisco perchè hai messo in grande il fattore N1%???

[zittozitto]

ah si ? e se invece la TAS aumenta ?

Durante la salita avremo sempre una diminuzione perchè la spinta cala molto di più dell'aumetare della velocità per i motivi detti in precedenza.
Comunque non capisco perchè hai messo in grande il fattore N1%???

scusa, ma dove l'hai letto che "durante una salita avremo sempre una diminuzione di Tas" ?
l'N1 max aumenta con la quota ?

[Bryan91]

ah si ? e se invece la TAS aumenta ?

Durante la salita avremo sempre una diminuzione perchè la spinta cala molto di più dell'aumetare della velocità per i motivi detti in precedenza.
Comunque non capisco perchè hai messo in grande il fattore N1%???

scusa, ma dove l'hai letto che "durante una salita avremo sempre una diminuzione di Tas" ?
l'N1 max aumenta con la quota ?

Un momento un momento.... forse stiamo facendo confusione, il soggetto della mia frase precedente era la potenza. é chiaro che durante una salita effettuata a velocita (ias ) costante avremo un aumento della TAS.
Per il discorso dell'N1% è facile, si deve considerare le limitazioni meccaniche dovute alla eccessiva temperatura che si genera negli ultimi stadi del compressore e nei primi della turbina. Perchè a parità di velocità a una quota più bassa con una determinata SAT e TAT avremo una ben determinato N1% max se aumentiamo la quota la nostra SAT sarà in genere minore e quindi anche la TAT (Total Air Temperature) quindi prima di raggiungere la temperatura massima nel motore possiamo aumentare i giri. Capito??

[Zapotec]

Perchè a parità di velocità a una quota più bassa con una determinata SAT e TAT avremo una ben determinato N1% max se aumentiamo la quota la nostra SAT sarà in genere minore e quindi anche la TAT (Total Air Temperature) quindi prima di raggiungere la temperatura massima nel motore possiamo aumentare i giri. Capito??

Quindi , chiedo nè... non lo so davvero, se N1 lo esprimo in assoluto, ad esempio 20mila giri al minuto (magari è anche un numero che non centra nulla con la realtà, guardate il concetto), al variare della temperatura leggerò indicazioni diverse sull'indicatore dell'N1% ?

grazie, ciao !

PS: hai capito zittozitto ? (Bryan, leggi cosa fa Zz )

[zittozitto]

ah si ? e se invece la TAS aumenta ?

Durante la salita avremo sempre una diminuzione perchè la spinta cala molto di più dell'aumetare della velocità per i motivi detti in precedenza.
Comunque non capisco perchè hai messo in grande il fattore N1%???

scusa, ma dove l'hai letto che "durante una salita avremo sempre una diminuzione di Tas" ?
l'N1 max aumenta con la quota ?

Un momento un momento.... forse stiamo facendo confusione, il soggetto della mia frase precedente era la potenza. é chiaro che durante una salita effettuata a velocita (ias ) costante avremo un aumento della TAS.
Per il discorso dell'N1% è facile, si deve considerare le limitazioni meccaniche dovute alla eccessiva temperatura che si genera negli ultimi stadi del compressore e nei primi della turbina. Perchè a parità di velocità a una quota più bassa con una determinata SAT e TAT avremo una ben determinato N1% max se aumentiamo la quota la nostra SAT sarà in genere minore e quindi anche la TAT (Total Air Temperature) quindi prima di raggiungere la temperatura massima nel motore possiamo aumentare i giri. Capito??

a me è stato detto che salendo in quota la temperatura scende e che il motore si allontana dal suo EGT max, ma che sulle stesse curve esistono limitazioni meccaniche per i giri massimi che non dipendono dalla temperatura.
che salendo in quota, se fa molto freddo, il problema è altrove ... non l'EGT.
ma forse son voci.

[Bryan91]

Allora logicamente c'è la limitazione dovuta alla forza centrifuga e alle grandi masse in rotazione. Forse per fare un discorso più corretto e semplice da spiegare dobbiamo mantenere dei parametri costanti.
Con quota e velocità costante al diminuire della temperatura l'N1% max diminuisce come giustamente hai detto tu.
Se manteniamo la temperatura cost e aumentiamo la quota aumenta anche l'N1%max .
Mediamente durante una salita il valore N1%max aumenta e questo te lo assicuro per via sperimentale.

[A320 Pilot]

ok , forse cè l'ho fatta.....S = m (vout - Vin ), riprendendo il libro di propulsione aeronautica ho notato che la portata massica (portata d'aria) dipende dalla sola densità dell'aria per i soli motori a pistoni ,se invece parliamo di jet c' di mezzo anche la velocità....all'aumentare della quota m diminuisce , e la differenza del ram drag diminuisce sempre più .... quindi nella formula S = m (vout - Vin ) sia m che il ram drag diminuiscono, quindi se prendiamo la formula Wd = S . V , la S diminuisce sia per la m e per il ram drag , e invece la V aumenta , quindi si può notare che s diminuisce di più dell' incremento di V . e quindi tutto ora torna... !!

[JT8D]

Aggiungo che fondamentalmente ci sono due modi per controllare un turboreattore (da parte dell'FCU naturalmente): a giri costanti e a temperatura TIT costante.
Naturalmente è impossibile mantenere costanti entrambi i parametri: salendo di quota e variando la densità dell'aria in ingresso al motore, mantenendo costante un parametro l'altro deve variare. Il motore subisce inevitabilmente una variazione del carico meccanico o del carico termico.
Se abbiamo una regolazione a giri costanti, l'FCU agisce per mantenere i giri costanti, quindi regola la portata del fuel in modo che corrisponda al minor airflow che attraversa il motore, in modo da mantenere costante il numero di giri, che tende naturalmente ad aumentare con la quota. Questo sistema non è più usato, perchè la spinta cala di molto salendo di quota.
Il sistema in uso ora è quello a Temperatura ingresso Turbina costante, dove l'FCU effettua una regolazione che mantiene la TIT costante salendo di quota (quindi rimane costante il carico termico del motore: la temperatura in turbina è il parametro più critico per il motore), e quindi lascia aumentare i giri (il carico meccanico del motore aumenta, cosa che è invece, naturalmente entro certi limiti, sopportabile senza problemi dal motore). Con questo sistema la diminuzione di spinta con la quota è molto minore rispetto al primo sistema.

Paolo

[A320 Pilot]

TIT sta per turbine inlet temperature ?? forse ho capito , al salire della quota la denstà dell'aria diminuisce , se l FCU mantiene la stessa temperatura in turbina vuol dire che al ricevere di una densità minore dell'aria dosa più carburante in modo tale da far avvenire la combustione a temperatura costante , questa aggiunta di carburante compensa la diminuzione di densità mantenendo costante la TIT, giusto ???? però se mantengo la temperatura costante vuol dire che i gas combusti al passare della turbina hanno sempre la stessa energia termica , che sucessivamente verrà trasformata in energia di pressione passando sulle pale, come mai i giri aumentano ??