) mi sono detto: "perchè no?" e quindi ho deciso di buttare giù un piccolo riassunto,diviso in parti,che saranno ampliabili e da rifinire,grazie anche al contributo che molti di voi possono dare.Sono passi molto discorsivi,però spero vi aiutino a capirci qualcosa in più. La parte 1 è dedicata quindi ai comandi di volo,e alla cinetica generale dell'elicottero...e dice più o meno così:Sappiamo che l'aeroplano utilizza fondamentalmente 3 componenti di controllo: la cloche o stick per i movimenti di alettoni ed elevatori,la pedaliera per i movimenti del timone e le manette per la gestione del propulsore. In particolare,sappiamo che mentre alettoni,timone ed elevatori funzionano dal cessnino al 777 nella stessa maniera (fatta eccezione per alcuni aeromobili che utilizzano comandi attuati per reazione aerodinamica,come l'MD-80,dove cioè il pilota non va a muovere direttamente la superficie di controllo tramite potenza idraulica,ma muove una piccola aletta sulla superficie e per effetto aerodinamico la superficie di controllo viene messa in movimento),sull'elicottero il funzionamento è simile ma avviene attraverso differenti meccanismi.
Partiamo dalla cloche. Sugli aerei la chiamiamo così,sugli elicotteri si chiama leva del passo ciclico,ed è situata tra le gambe del pilota,come molte cloche. Questa barra di comando va ad agire attraverso dei servocomandi su on piatto di comando, e assieme alla leva del passo collettivo,lavora sulle bielle di cambio passo.
Figura1 - Piatto oscillante e fisso,bielle di cambio passo e compassi antitorcenti.
(purtroppo non si vede molto bene il piatto oscillante fisso,posto sotto a quello rotante,appena possibile sostituirò la foto)
. Insomma,per far scendere il muso dell'elicottero la spingo avanti,per virare a sinistra la spingo a sinistra,per far salire il muso la tiro verso il sedile,eccetera. Dicevo che il piatto di comando è quel piano sul quale si incontrano i servocomandi (gli impulsi del pilota) e le bielle (i collegamenti alle pale). Bene,questo piatto è diviso in due piatti identici.Un piatto ruota assieme al gruppo pale-biellette e uno,quello inferiore,non ruota,essendo solidale ai servocomandi,che sono fissi. Quindi i movimenti dei servocomandi vengono trasmessi per contatto tra i due piani di lavoro. Comunque le bielle non sono sottoposte a nessun carico trasversale: si occupano solo di cambiare l'incidenza delle pale. Premesso ciò,facciamo finta di essere in volo,con assetto stabile,e con una certa velocità di avanzamento. Ad un certo punto devo virare a sinistra. Spingo la mia barra del passo ciclico a sinistra,attraverso
leve (il fly by wire non è ancora molto diffuso nell'ala rotante) il comando arriva ai servocomandi che "amplificano" idraulicamente l'impulso meccanico e lo trasmettono al piatto oscillante,facendolo inclinare. Essendo il piatto superiore (rotante) collegato a quello inferiore (tramite di solito a cuscinetti doppi) anche le bielle si muoveranno. Si muoveranno CICLICAMENTE. Cioè,visto che il rotore gira,la biella che si presenta nel lato inclinato del piatto scenderà,facendo variare l'incidenza della pala collegata (in questo caso verso il basso). Chiaro,no? .Bene.C'è un'altra cosa,che vi dirò in termini molto immediati: Le pale di un rotore, quando sono soggette a una modifica della loro portanza,si comportano come un giroscopio libero,e per effetto della precessione giroscopica gli effetti (reazioni) si manifestano a 90° rispetto alle azioni..cercate su internet "precessione giroscopica" e capirete di cosa parlo,sennò facciamo notte.
Torniamo ai nostri comandi di volo. Abbiamo detto che oltre alla leva del passo ciclico c'è anche una leva chiamata del passo collettivo.,che è quella leva tipo freno a mano che si impugna con la mano sinistra. Qui la faccenda è molto più semplice: tirando in su la leva TUTTO il piatto oscillante (parte fissa e mobile) sale. Quindi tutte le pale aumentano la loro incidenza. Come effetto,l'elicottero guadagnerà quota.
Abbiamo parlato di ciclico e collettivo,manca la pedaliera. Anche qui il discorso è abbastanza semplice,se devo muovere l'elicottero attorno al suo asse verticale (asse di imbardata) agisco esattamente come sull'aereo: piede sinistro,imbardata sinistra e viceversa. Il povero rotore di coda lavora sotto schiaffo del terzo principio della dinamica: essendo in aria,la fusoliera dell'elicottero è spinta a ruotare nel senso opposto a quello di rotazione del rotore.Con il pedale vario quindi il passo collettivo delle pale del rotore di coda,aumentando o diminuendo l'effetto di rotazione indotta provocato dal rotore principale.
Prima di parlare del motore,ci sono altri particolari interessanti che vi voglio introdurre. Il primo concetto è che le pale di tutti gli elicotteri sono svergolate. Come i fusilli. Perchè? Semplice: facciamo finta di affettare la pala in molteplici sezioni. Sommiamo la portanza in tutte queste sezioni,ed avremo la portanza totale della pala. Sappiamo che dalla radice al tip della pala il raggio aumenta.La velocità angolare rimane costante (espressa in rad/sec) La velocità periferica aumenterà quindi mano in mano che mi avvicino verso l'estremità della pala. Aumenterà di conseguenza anche la portanza. Il risultato sarebbe avere un disco rotore con la portanza al massimo verso l'esterno,e al minimo verso l'interno. Dal punto di vista meccanico e cinetico non è il massimo della vita. Si adotta quindi lo svergolamento della pala: per avere una distribuzione di carichi omogenea,le pale vengono svergolate attorno al loro asse longitudinale,in modo da avere un angolo di calettamento decrescente dalla radice all'estremità.Ciò non impedisce un fenomeno chiamato "angolo di conicità": visto che il centro di pressione della pala è a circa metà pala,e supponendo,teoricamente che il centro di pressione e centro di gravità coincidano (non è quasi mai così) si viene a creare un momento flettente dato dalla forza (in questo caso la portanza) per il braccio (la distanza tra l'asse della trasmissione e il centro di pressione) .E' per questo che si adottano le cerniere di flappeggio: in questo modo la pala può "flappeggiare" senza innescare pericolose reazioni vincolari. Introduciamo un'altro aspetto importante:la dissimmetria del disco rotore.Questo aspetto,è molto rilevante nel moto traslato. Mi spiego: Se il mio elicottero avanza,avremo metà disco con le pale che avanzano controvento e metà disco con le pale che retrocedono sottovento. Questa differenza cinetica provoca una dissimmetria di portanza.Crediateci o no,è un problema noto,che si tiene così com'è. L'aspetto interessante è che le velocità Vne (non superabili) degli elicotteri saranno sempre legate a questo fenomeno: la dissimmetria di portanza è pericolosissima quando ci si avvicina al regime supersonico (parlando ovviamente dell'estremità della pala) : se viaggio oltre ad una certa velocità rischio che mezzo disco sia transonico e mezzo disco supersonico,con conseguenze dinamiche catastrofiche.
Fine della parte 1..la parte 2 riguarderà l'interazione dei comandi di volo con i propulsori..
Spero di essere stato chiaro su tutto..
ma io quel mozzo lo riconosco...
