Campo velocita' di volo e quota

[Luke3]

Buonasera a tutti!
Una domanda da un pilota di cessnini che vola sotto l'assunzione di non compressibilita' del flusso e che raramente supera i 10.000 piedi.

Come mai con l'aumentare della quota il campo delle velocita' a cui l'aeroplano puo' volare si restringe? Sentivo ad esempio che sull'U-2 a 70.000 piedi la differenza fra stallo e overspeed era di pochi nodi. E visto che siamo in tema, come funziona esattamente il Mach stall? So probabilmente che c'entrano fenomeni come la compressibilita' del flusso e la diminuzione della velocita' del suono ma non mi e' mai stata chiarissima la ocsa.

Grazie in anticipo!

[SaturnV]

Boh ?
Provo a ragionarla cosi', e ho pure l'atpl.
L'indicata massima a cui puoi andare si riduce perche' salendo di quota hai una TAS maggiore per la stessa IAS: in sostanza, compressibilita' o meno, per ogni 100 molecole di aria che il pitot raccoglie se a 1000 ft hai percorso 100 metri, a 40000 ft ne hai percorsi 200 (numeri fittizzi), quindi stessa IAS ma TAS molto superiore. Il Mach dipende dalla TAS e dalla temperatura. Non so se sai che e' pure il rapprto TAS/velocita del suono. La velocita' del suono diminuisce col diminuire della temperatura, quindi e' piu' bassa ad alte quote, dove la tua TAS si alza,il rapporto cosi' si avvicina ad uno (Mach 1). Ora detto questo, alla stessa IAS per quote ben piu' elevate avro' TAS, e quindi rapporto con Speed of Sound (SoS), maggiori. All'approssimarsi di Mach 1 avviene la distruzione del flusso d'aria sul dorso alare e quindi perdita di portanza. Per questo piu' si sale piu' la IAS max consentita si riduce, non per limiti strutturali ma per limiti di stallo.
Lo stallo di "bassa velocita' " aumenta (la IAS aumenta) per fenomeni di compressibilita'. Il tubo di pitot misura piu' molecole di quante in realta' ne incontri l'ala, dando quindi una lettura errata.
L' EAS, Equivalent airspeed, di stallo dovrebbe pero' essere sempre quella delle basse altitudini.
Piu' o meno io la vedo cosi'.

[Achille]

All'approssimarsi di Mach 1 avviene la distruzione del flusso d'aria sul dorso alare e quindi perdita di portanza.

Non la definirei "distruzione", piuttosto un comparire di onde d'urto che favoriscono la separazione dello strato limite (ingrandendo la scia) e che fanno "perdere" portanza al profilo.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... g_15-9.png

@ Luke: c'è sicuramente una formulina che lega il cl al numero di mach (prima ne ho trovata una tra gli appunti di aerodinamica ma mi son accorto che è riferita al supersonico). In ogni caso il mach stall credo sia generato dalla separazione dello strato limite.

[Luke3]

Non la definirei "distruzione", piuttosto un comparire di onde d'urto che favoriscono la separazione dello strato limite (ingrandendo la scia) e che fanno "perdere" portanza al profilo.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... g_15-9.png

@ Luke: c'è sicuramente una formulina che lega il cl al numero di mach (prima ne ho trovata una tra gli appunti di aerodinamica ma mi son accorto che è riferita al supersonico). In ogni caso il mach stall credo sia generato dalla separazione dello strato limite.

Lo stallo di "bassa velocita' " aumenta (la IAS aumenta) per fenomeni di compressibilita'. Il tubo di pitot misura piu' molecole di quante in realta' ne incontri l'ala, dando quindi una lettura errata.

Proprio i due tasselli di collegamento che mi mancavano, grazie a tutti e due!

[noone]

http://en.wikipedia.org/wiki/Coffin_corner_(aviation)

[flyingbrandon]

Il Mach dipende dalla TAS e dalla temperatura. Non so se sai che e' pure il rapprto TAS/velocita del suono.

Il Mach dipende sì dalla TAS, infatti come hai detto dopo è il rapporto tra TAS e velocità del suono, ma proprio perche' TAS e velocita' del suono hanno una dipendenza dalla temperatura equivalente ( sqroot(T) ) il numero di Mach NON e' dipendente dalla temperatura.
Ciao!

[air.surfer]

Il Mach dipende dalla TAS e dalla temperatura. Non so se sai che e' pure il rapprto TAS/velocita del suono.

Il Mach dipende sì dalla TAS, infatti come hai detto dopo è il rapporto tra TAS e velocità del suono, ma proprio perche' TAS e velocita' del suono hanno una dipendenza dalla temperatura equivalente ( sqroot(T) ) il numero di Mach NON e' dipendente dalla temperatura.
Ciao!

http://exploration.grc.nasa.gov/educati ... machu.html

[flyingbrandon]

Il Mach dipende dalla TAS e dalla temperatura. Non so se sai che e' pure il rapprto TAS/velocita del suono.

Il Mach dipende sì dalla TAS, infatti come hai detto dopo è il rapporto tra TAS e velocità del suono, ma proprio perche' TAS e velocita' del suono hanno una dipendenza dalla temperatura equivalente ( sqroot(T) ) il numero di Mach NON e' dipendente dalla temperatura.
Ciao!

http://exploration.grc.nasa.gov/educati ... machu.html

non riesco a vedere il link con il telefonino....dice qualcosa di diverso?

[Achille]

Proprio i due tasselli di collegamento che mi mancavano, grazie a tutti e due!

Di nulla!

@brandon: No, è una pagina che permette di calcolare numero di Mach e velocità del suono in unità SI, in unità anglosassoni sia sul pianeta terra che su Marte. Dovresti passare su un pc e provare a smanettarci un po'!

[SaturnV]

Si in effetti anche la tas dipende dalla temp. E' che la tas dipende pure dalla pressione.
Io ste cose le imparai a suo tempo ma adesso che se mi va bene viaggio a 160 di tas... chi se le riguarda piu' ?

[davymax]

Luke, se ti può servire, io so e ricordo (e a parte la memoria e la teoria, nella pratica il tutto dovrebbe tornare ) che la velocità di stallo di "bassa" aumenta perché, come detto, volando a TAS più alte ti avvicini alla velocità del suono (quindi alla formazione di onde d'urto).

Quando un'ala vola in condizioni di non compressibilità avrà una certa incidenza di stallo; ora, se stai volando a quote alte (quindi la tua TAS è più alta a parità di IAS), ti stai avvicinando alla velocità del suono a quella quota. Nel momento in cui aumenti l'incidenza, la velocità sul dorso del profilo alare, come sappiamo, aumenta e in quelle condizioni potrebbe raggiungere la velocità del suono locale formando un'onda d'urto e causando il distacco dello strato limite. In pratica stalleresti ad un'incidenza più bassa.

[flyingbrandon]

@brandon: No, è una pagina che permette di calcolare numero di Mach e velocità del suono in unità SI, in unità anglosassoni sia sul pianeta terra che su Marte. Dovresti passare su un pc e provare a smanettarci un po'!

Ambeh... forse era un consiglio per far sparire le "migliori risorse" verso marte e sapere in anticipo la velocità che avrebbero avuto la....

[FAS]

magari aiutano

[air.surfer]

@brandon: No, è una pagina che permette di calcolare numero di Mach e velocità del suono in unità SI, in unità anglosassoni sia sul pianeta terra che su Marte. Dovresti passare su un pc e provare a smanettarci un po'!

Non sono la persona piu' adatta per parlare di queste cose, pero' se selezioni "temperature" negli input e lasci costante la velocità, il numero di mach cambia al variare della temperatura.

[flyingbrandon]

@brandon: No, è una pagina che permette di calcolare numero di Mach e velocità del suono in unità SI, in unità anglosassoni sia sul pianeta terra che su Marte. Dovresti passare su un pc e provare a smanettarci un po'!

Non sono la persona piu' adatta per parlare di queste cose, pero' se selezioni "temperature" negli input e lasci costante la velocità, il numero di mach cambia al variare della temperatura.

ora ho il pc e ho visto il link. Certo, in quel caso varia perche' tu blocchi l'input sotto di velocita'....quindi bloccando quel parametro ( tra gli input) ti variano gli altri. Se blocchi Mach al posto di speed vedrai che varieranno gli altri e il numero di mach rimane costante.
Ciao!

[air.surfer]

Visto che il numero di mach è in funzione delle velocità, trovo sia sbagliato dire che non è influenzato dalla temperatura. In particolare, a parita' di T° un aumento di velocita dell'aereo corrisponde ad un aumento del mach e viceversa mentre a parità di velocità (verificabile dal link della nasa) una diminuzione di temperatura provoca un aumento del mach e viceversa.

[davymax]

Visto che il numero di mach è in funzione delle velocità, trovo sia sbagliato dire che non è influenzato dalla temperatura. In particolare, a parita' di T° un aumento di velocita dell'aereo corrisponde ad un aumento del mach e viceversa mentre a parità di velocità (verificabile dal link della nasa) una diminuzione di temperatura provoca un aumento del mach e viceversa.

A parità di quota però anche la velocità del suono varia al variare della temperatura, quindi il rapporto se non ricordo male rimane invariato.

[flyingbrandon]

Visto che il numero di mach è in funzione delle velocità, trovo sia sbagliato dire che non è influenzato dalla temperatura. In particolare, a parita' di T° un aumento di velocita dell'aereo corrisponde ad un aumento del mach e viceversa mentre a parità di velocità (verificabile dal link della nasa) una diminuzione di temperatura provoca un aumento del mach e viceversa.

No. Il problema nasce dal fatto che il numero di Mach è un rapporto tra due grandezze che dipendono allo stesso modo ( radice quadrata di T) dalla temperatura. Quindi il numero di Mach di per sè non è dipendente dalla temperatura. Se poi forzi una delle due velocita' ad un valore costante e vari la temperatura per forza di cose il numero di Mach varia al variare della temperatura ma, in realta' non potresti "fissare" la velocita' e variare la sua temperatura.

[air.surfer]

No. Il problema nasce dal fatto che il numero di Mach è un rapporto tra due grandezze che dipendono allo stesso modo ( radice quadrata di T) dalla temperatura. Quindi il numero di Mach di per sè non è dipendente dalla temperatura. Se poi forzi una delle due velocita' ad un valore costante e vari la temperatura per forza di cose il numero di Mach varia al variare della temperatura ma, in realta' non potresti "fissare" la velocita' e variare la sua temperatura.

Appunto. Per questo non trovo corretto dire che il mach non è influenzato dalla temperatura.

[flyingbrandon]

No. Il problema nasce dal fatto che il numero di Mach è un rapporto tra due grandezze che dipendono allo stesso modo ( radice quadrata di T) dalla temperatura. Quindi il numero di Mach di per sè non è dipendente dalla temperatura. Se poi forzi una delle due velocita' ad un valore costante e vari la temperatura per forza di cose il numero di Mach varia al variare della temperatura ma, in realta' non potresti "fissare" la velocita' e variare la sua temperatura.

Appunto. Per questo non trovo corretto dire che il mach non è influenzato dalla temperatura.

Come preferisci....

[air.surfer]

Come preferisci....

In realtà credo che le mie preferenze non c'entrino nulla ma si tratti di matematica, dal momento che se sviluppi i due termini del rapporto dal quale si ottiene il numero di mach trovi il rho che, come sai, è dipendente dalla temperatura.

[flyingbrandon]

Come preferisci....

In realtà credo che le mie preferenze non c'entrino nulla ma si tratti di matematica, dal momento che se sviluppi i due termini del rapporto dal quale si ottiene il numero di mach trovi il rho che, come sai, è dipendente dalla temperatura.

ma sempre per una questione matematica, se sopra e sotto hai la stessa grandezza con lo stesso ordine di grandezza si semplifica. se rho dipende dalla temperatura, e sia la velocita' del suono che la TAS sono riferite allo stesso mezzo con medesima rho....pero' se hai una formula espansa del numero di Mach che mostri dipendenza dalla temperatura postala...la si discute volentieri!

[air.surfer]

ma sempre per una questione matematica, se sopra e sotto hai la stessa grandezza con lo stesso ordine di grandezza si semplifica. se rho dipende dalla temperatura, e sia la velocita' del suono che la TAS sono riferite allo stesso mezzo con medesima rho....pero' se hai una formula espansa del numero di Mach che mostri dipendenza dalla temperatura postala...la si discute volentieri!

Ho capito quello che vuoi dire, ma non sono d'accordo. In una parola, se voli con una temperatura esterna di -20 o +20, il mach cambia oppure no?

[flyingbrandon]

Ho capito quello che vuoi dire, ma non sono d'accordo. In una parola, se voli con una temperatura esterna di -20 o +20, il mach cambia oppure no?

eh no altrimenti varierebbe con la temperatura. Fissato il livello di volo, la temperatura puo' cambiare ma il tuo numero di Mach non varia, perche' la TAS e la velocita' del suono variano allo stesso modo con il variare della temperatura.

[air.surfer]

Ho capito quello che vuoi dire, ma non sono d'accordo. In una parola, se voli con una temperatura esterna di -20 o +20, il mach cambia oppure no?

eh no altrimenti varierebbe con la temperatura. Fissato il livello di volo, la temperatura puo' cambiare ma il tuo numero di Mach non varia, perche' la TAS e la velocita' del suono variano allo stesso modo con il variare della temperatura.

Mi hai convinto.

[alainvolo]

L'utente alainvolo ha richiesto in data 31 ottobre 2011 la cancellazione del suo account e la rimozione dei suoi post.

[davymax]

Questa equazione e' molto esplicativa e semplice.

[alainvolo]

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[Achille]

Dimmi scusa?Se devi dire qualcosa dillo a parole,non con le faccine;vorrei sollecitare ad usare un tipo di comunicazione diretta,non subdola,anche perche' non ho compreso il messaggio che hai voluto trasmettermi.
Grazie per la comprensione.

Penso la faccina voglia dire "cribbio, non mi sembra una formulina semplice!!!"
Questa la mia interpretazione, magari lui intendeva qualcosa di diverso.

TAS= MN x k* x V""""sat Kelvin

(*)- costante pari a 39 per risultati in nodi.

Domanda: che significano le cose adottate in rosso? Saresti così gentile da elencare i termini dopo l'uguale? perchè sinceramente io ho capito solo che la k è una costante correttiva da SI a yankee. MN è miglia nautiche?

[flyingbrandon]

Sono assolutamente d'accordo;tant'e' che quanto hai detto possiamo dimostrarlo matematicamente con la seguente formula:

TAS= MN x k* x V""""sat Kelvin

(*)- costante pari a 39 per risultati in nodi.


Questa equazione e' molto esplicativa e semplice.

Di grazia, nella sua semplicità e nella tua chiarezza, potresti darmi delle indicazioni riguardanti la tua formula esplicativa? Le analisi dimensionali, così a fantasia non mi tornano, le virgolette le trovo incomprensibili per uno come te, che vuole essere chiaro ed esplicativo ma, soprattutto, hai mostrato una relazione tra TAS e temperatura, per quel che si vede, cosa che non e' mai stata messa in discussione. Almeno quando metti una formula, sceglila meglio...o per lo meno, spiegala meglio!
Ciao!

[Achille]

Ok, le miglia nautiche non c'azzeccano per niente. Mach Number è decisamente più plausibile!

[alainvolo]

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[flyingbrandon]

[




si evince che...



Esplicativo?Mi sono esplicato?

Si evincono due cose...la prima che non hai letto tutta la discussione....o forse non l'hai capita...la seconda che hai qualche problema nella semplificazione di formule semplici...
Se Mach Number = TAS\velocità del suono, a meno di tutto il resto ,visto che parliamo di temperatura, hai la TAS proporzionale alla radice quadrata di T....e, sorpresa delle sorprese, anche la velocità del suono va come radice quadrata di T.
Potresti evincere che ( radice quadrata di T/ radice quadrata di T) è uguale a 1, le T si semplificano, e quello che ti rimane è che il Mach Number NON dipende dalla temperatura bensì dai valori di TAS e velocità del suono a quel livello fissato dove ti trovi. Riepilogando hai due grandezze dipendendenti dalla temperatura nello stesso modo (TAS e velocità del suono) e il loro rapporto, per ovvi e semplici motivi matematici non dipende dalla temperatura.
Comunque ti sei esplicato benissimo....il problema è che si evince altro.....a parte l'ovvio, mai messo in discussione, che la TAS è proporzionale alla radice di T, cosa detta più volte in questa discussione....

[alainvolo]

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[flyingbrandon]

Non ho capito un bel niente;ma che dici?La discussione l'ho capita benissimo.

MN=TAS /V suono ,dove la velocita' del suono dipende dalla Temperatura e la velocita' del suono varia in maniera direttamente proporzionale con la radice di T.

quindi

se varia T,varia anche MN a parita' di TAS

Sono stato esplicato?

Alain...ci fai o ci sei? Non è la TAS che tieni fissa, è la TAS che come la velocità del suono varia con la temperatura!!! Quindi il numero di Mach non varia al variare della temperatura. Se fissi la TAS significa che non vari la Temperatura, a quel punto hai anche la velocità del suono fissa. Non è difficile come concetto... ti ricordo che la TAS non è una IAS....per fissarla devi necessariamente fissare la T...più precisamente la radice di T. La formula da te postata, infatti, ti da la TAS corrispondente ad un numero di Mach, una volta che gli metti la temperatura.