Figura 7.1 : Rallentamento lento volando in primo regime (sul fronte della curva di potenza)
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Nella comunità dei piloti circola un vecchio
indovinello: alcuni suggeriscono che la cloche
controlla l'altitudine mentre la manetta controlla la
velocità (proprio come in un automobile); altri
suggeriscono l'opposto, e cioè, che la cloche controlla
la velocità all'aria mentre la manetta controlla
l'altitudine.
Allora, qual è quella giusta?
Risposta: Nessuna delle due è corretta. Ambedue le
soluzioni suggerite sono basate su di un pio desiderio. Si puo`
desiderare che esista un aeroplano in cui un controllo modifica
l'altitudine e null'altro, mentre un altro controllo modifica
la velocità e null'altro, ma questo modo di funzionare
non è quello degli aeroplani reali.
La verità è piuttosto semplice:
Questo è il modo giusto di vedere il problema.
Io preferisco dire che la cloche è il pricipale controllo della velocità, ma non esattamente, nè l'unico controllo della velocità. Infatti, se volete modificare la velocità basta che muoviate la cloche e/o il trim. 1 Comunque, il movimento della cloche e/o del trim comporta effetti multipli: non c'è solo una modifica di velocità ma anche una variazione di breve periodo dell'altitudine a causa della legge delle montagne russe, oltre ad una variazione di lungo periodo dell'altitudine governata dalla curva di potenza.
La vostra abilità di pilota viene a volte giudicata sulla base della vostra capacità di mantenere la velocità e l'altitudine assegnate. Siccome non avete a disposizione un semplice controllo per salita/discesa ed un semplice controllo per veloce/lento, anche manovre in apparenza semplici richiedono l'utilizzo combinato dei controlli. Ecco alcuni esempi.
Una volta, un amico compro` un aeroplano nuovo. Sebbene avesse già cumulato molta esperienza pilotando aerei complessi, questo comportava un salto nelle prestazioni, cosi` penso che sarebbe stato saggio partecipare ad un corso di una settimana presso una scuola di fama internazionale. Si procuro` inoltre un mucchio di altre informazioni sul nuovo aeroplano. Nonostante cio`, dopo dozzine di ore di volo con il nuovo aereoplano, egli continuava a sentirsi "non al controllo del mezzo". Continuo` a trovarsi in spiacevoli situazioni di sovraccarico. Tra le altre cose, si lamentava del fatto che non sarebbe mai ruscito a prendere realmente il controllo del pilotaggio.
Quando ne parlai con lui, non mi ci volle molto per scoprire un paio di problemi di facile soluzione. Per cominciare, gli era stato detto di controllare la velocità con la manetta. Egli era convinto che per ridurre un po' la velocità avrebbe semplicemente dovuto ridurre un po' la manetta. Feci notare che quell'idea non poteva essere giusta, per due ragioni:
Essere 'alti e veloci' è molto diverso dall'essere 'bassi e veloci', quindi qualsiasi regola del tipo -se sei veloce fai così e così - deve essere pericolosamente sbagliata.
Anche quando la procedura corretta richiede la riduzione della manetta, non si deve "semplicemente" ridurre la manetta, per le ragioni che adesso discutiamo.
La discussione è basata sull'ipotesi che si voglia modificare la velocità mantenendo un volo rettilineo. è quindi incluso il caso del volo rettilineo orizzontale, è anche incluso l'importante caso dell'avvicinamento finale per l'atterraggio, durante il quale si scende lungo una linea retta, eseguendo una tranquilla e stabile planata.
La Figura 7.1 mostra il metodo ovvio ma non raccomandato per decelerare quando si vola in condizioni di primo regime (lato frontale della curva di potenza).
Figura 7.1 :
Rallentamento lento volando in primo regime (sul fronte della
curva di potenza)
Siccome volare a velocità minore richiede meno potenza,
se se riducete manetta esattamente della giusta quantità
(come mostrato dalla curva rossa continua) la velocità
rispetto all'aria finirà col ridursi progressivamente.
La potenza richiesta è mostrata dalla linea verde
tratteggiata; si riduce progressivamente con il ridursi della
velocità.
Il problema legato a questa tecnica è che la velocità continua a ridursi per molto tempo. Sarete costretti a ripetuti aggiustamenti del trim per molto tempo.
Rallentare significa dissipare energia cinetica. Nella figura, l'area gialla compresa tra le due curve 2 mostra esattamente la quantità di energia da dissipare.
La Figura 7.2 mostra un modo più intelligente di procedere. L'idea è di ridurre temporaneamente la potenza di una quantità abbastanza grande da far decelerare l'aereoplano entro un ragionevole lasso di tempo. Raggiunta la velocità desiderata basta che venga riaperta la manetta quanto basta per mantenere il risultato voluto. Se si utilizza la manetta in questo modo leggermente più complesso, si potrà sisparmiare molto lavoro con gli altri controlli (e si otterrà un risultato migliore, decelerando più rapidamente).
Figura 7.2: Rallentamento
intelligente volando nel primo regime
Ricordate, per rallentare bisogna perdere energia cinetica,
come indicato dall'area gialla tra le due curve. L'area in
questa figura è esattamente della stessa dimensione di
quella nella figura precedente; abbiamo semplicemente
"raccolto" l'area in modo da perdere rapidamente l'energia in
eccesso. Questo significa che non dovrete passare il resto
della vita a re-trimmare mano a mano che la velocità
cambia.
Immaginate di essere nella fase finale di avvicinamento. Nel lungo finale state mantenendo la velocità prossima al valore VY (una velocità di approccio corretta per molti aerei), utilizzando la potenza corrispondente a 1700 RPM del motore. Improvvisamente, dalla torre il controllore vi chiede di atterrare e fermarvi prima dell'incrocio con un'altra pista. Decidete di trasformare l'avvicinamento normale in un avvicinamento per un campo corto. Cio` richiede il rallentamento dalla velocità VY ad un'altra un po' minore. La procedura è mostrata nella Figura 7.3.
E` necessario quindi dissipare parte dell'energia cinetica, come illustrato dall'area ombreggiata in giallo nella figura. Siccome questa operazione richiede sempre tempo, dovreste ridurre manetta immediatamente. Adesso state dissipando energia meccanica (tramite la resistenza all'avanzamento) più rapidamente di di quanto questa energia venga rimpiazzata (tramite il motore). Volete compensare questa riduzione di energia tramite una riduzione della velocità all'aria, non della altitudine [o rateo di discesa], quindi dovete tirare la cloche a cabrare e/o regolare il trim per cabrare. Quando la velocità raggiunge quella giusta per un avvicinamento/atterraggio in campi corti, dovete aggiustare la manetta per ridare potenza. Tornare alla potenza corrispondente a 1700 RPM non basterà più; vi serve più potenza per completare l'approccio a questa velocità bassa rispetto a quanta potenza sarebbe stata necessaria per l'approccio normale ad una velocità maggiore.
Figura 7.3: Rallentamento sul
lato posteriore della curva di potenza [secondo regime]
E` un contrasto interessante con la precedente Figura 7.2 . La potenza richiesta
cresce al ridursi della velocità all'aria. Questa
volta non è possibile ottenere la variazione di
velocità applicando solo una variazione di potenza. Sono
necessari due interventi sulla manetta (opposti e differenti in
quantità).
Un altro modo di vedere cosa sta succedendo è illustrato nella Figura 7.4. La linea tratteggiata mostra il rateo di discesa necessario per mantenere lo stesso sentiero di planata al variare della velocità. Avete iniziato la manovra nel punto A, con una potenza richiesta corrispondente a 1700 RPM. Adesso site nel punto B, che richiede una potenza maggiore per mantenere l'aereo sullo stesso sentiero di planata (e quindi richiede più di 1700 RPM).
Figura 7.4: Gestione
dell'Energia in Avvicinamento
Questa combinazione di controlli (chiudere un po' la manetta,
cabrare, quindi riaprire la manetta un po' di più)
è l'unico modo per decelerare senza escursione di
altitudine mentre si è nel secondo regime [nella parte posteriore
della curva di potenza].
L'analisi appena illustrata (pensare all'energia totale, regolare la velocità, pensare alla curva di potenza) è semplice, pratica ed assolutamente corretta.
Per contro, se tentate di analizzare queste manovre pensando che manetta e cloche siano controlli di cabra/picchia e lento/veloce puri, potreste essere piuttosto confusi. Proviamo comunque.
Per contro, supponiamo adesso che consideriate la cloche
come il controllo di salita/discesa e la manetta come il
controllo della velocità. Nel momento in cui
decidete di rallentare, riducete un po' la manetta.
Contrariamente al vostro desiderio, l'aereo non decelera,
anzi probabilmente accelera leggermente 3 Allora
riducete ancora un po' la manetta. Ancora non rallenta.
Adesso l'eroplano inizia a scendere sotto al sentiero di
planata. Voi ve ne accorgete e tirate la cloche a cabrare.
Adesso sembra (ma sembra solamente) che le cose vadano
meglio, siccome siete momentaneamente sul sentiero di
planata ad una velocità minore.
A questo punto siete veramente in pericolo. State perdendo
energia rapidamente, perchè state volando sulla
parte con maggiore resistenza della curva di potenza e con
una regolazione della manetta (e quindi della potenza
trasformata dal motore) ridotta. Il deficit energetico deve
essere compensato prelevando dall'altitudine o dalla
velocità. Sfortunatamente, la maggioranza dei
piloti, specialmente i principianti, presta più
attenzione all'altitudine che alla velocità.
Continuando a perdere energia, continuerete a tirare nella
cloche per mantenere l'altitudine. Questo vi permette di
mantenre il sentiero di discesa per un breve periodo - ma
ad un costo terribile. Potreste trovarvi
presto ad aver consumato tutta la
velocità.
Speriamo che vi accorgiate del calo di velocità
prima che stalliate. Seguendo l'ipotesi (sbagliate) che la
manetta sia il controllo della velocità, aprite
immediatamente la manetta. Questo non porta ad una
accelerazione immediata dell'aeroplano; in effetti
probabilmente causa una piccola decelerazione (che è
proprio il contrario di quello che serve adesso). Inoltre
causa anche l'inizio di una salita al di sopra del sentiero
di planata. Ve ne accorgete e spingete avanti la cloche.
Capiterà che prima o poi troviate la giusta combinazione di cloche e manetta, ma il procedimento non è bello.
Conclusione: tentare di fingere
che l'aereo sia dotato di controlli puri per salire/scendere ed
accelerare/rallentare è una asserzione fondamentalemente
errata.
La cloche agisce muovendo delle superfici di controllo in coda
all'aeroplano. Cinquanta anni fa, Langewiesche ( riferimento 1 ) chiamo` queste superfici
le pinne (flippers). Egli si rifiuto`
saggiamente di chiamarle "elevatori" per non far pensare che il
loro effetto primario fosse di "elevare" l'aeroplano.
Le pinne controllano principalmente la velocità, 4 non l'altitudine.
Tra tutti i pii desideri troppo semplicistici, la nozione che
la cloche sia il comando per controllare salita/discesa
è la più mortale. Potreste pensare che sia voi
che nessun altro al mondo possa essere cosi` stupido da
continuare a tirare la cloche finchè l'aereo stalla ma
le statistiche sugli incidenti dimostrano il contrario. Gli
incidenti causati da stallo/vite sono la prima delle più
comuni cause di incidenti mortali, sia ora che nel passato.
Gli incidenti per stallo/vite accadono sia durante la fase di
decollo/salita che durante l'avvicinamento per l'atterraggio.
Infatti anche durante la fase di salita dopo al decollo l'aereo
vola ad una velocità prossima a VY, quindi l'idea che la cloche sia il
controllo per salire/scendere è certamente sbagliata -
pericolosamente sbagliata.
Il problema è aggravato dal fatto che durante le fasi
decollo ed atterraggio l'aeroplano sta volando ad una quota
bassa. Ad una quota maggiore avreste il tempo per capire il
problema, e potreste essere in grado di recuperare
velocità vitale attingendo un po' dalla quota.
Potreste chiedervi come mai una nozione cosi` pericolosa sia
potuta diventare cosi` diffusa. La risposta è semplice:
la nozione che la cloche controlla la salita/discesa sembra che
funzioni, quasi sempre.
Quasi tutto il tempo che passate a pilotare lo trascorrete
volando alla normale velocità di crociera. Supponiamo
che ad un certo punto vi accorgiate di essere 100 piedi sotto
alla altitudine di crociera desiderata. Cosa fate? Tirate la cloche per cabrare. è
quello che fanno tutti. Non è sbagliato farlo.
Questa è l'analisi dettagliata: iniziate con una
carenza di quota che indica una carenza di energia meccanica.
Non potete modificare rapidamente l'energia meccanica totale ma
potete convertire parte della velocità in quota
sfruttando la legge della conservazione dell'energia [legge
delle montagne russe].
A questo punto avete riguadagnato la quota desiderata. Avete
ancora un deficit di energia meccanica totale, ma siccome la
nuova velocità (minore) è più vicina a
VY, vi trovate in una
zona della curva di potenza che presenta una resistenza minore
e un po' alla volta recupererete il deficit. Mano a mano che la
velocità risale, rilasciate progressivamente la trazione
applicata alla cloche. Non è necessario toccare la
manetta durante questa manovra.
C'è una ipotesi importante in questa analisi che spesso
non viene dichiarata: la maggioranza dei piloti è ben
consapevole della esatta quota, ma (ahimè) non è
altrettanto consapevole della esatta velocità.
Similmente, la maggioranza degli istruttori, dei controllori
del traffico e degli esaminatori si lamentano immediatamente se
vi allontanate dalla quota assegnata, ma sembra che
difficilmente notino o che non si preoccupino per le escursioni
di velocità. Non è logico al 100%, ma è un dato di fatto.
In questo scenario, abbiamo corretto una variazione di quota
mediante una variazione di velocità. Date le
circostanze, era perfettamente ragionevole agire cosi`.
Per paragone, quello che segue è lo schema di azioni
per correggere la stessa escursione di quota di 100 piedi
senza cambiare volocità. Vi accorgete che avete
una carenza di energia, quindi aprite un po' la manetta.
L'aeroplano inizia una leggera salita, con una trascurabile
variazione di velocità. Quando raggiungete la quota
assegnata riportate la manetta nella posizione inizialee la
manovra è finita. Non toccate nè la cloche
nè il trim. 5
Questo schema puo` sembrare il metodo ideale per eseguire la
manovra di correzione, ma in pratica è utilizzato molto
raramente. Cio` è dovuto ad un paio di ragioni.
Di solito, lo scopo del volo è quello di andare da qualche parte il più velocemente possibile. Quindi, alla velocità di crociera, la manetta è già aperta al massimo. Quando ci si trova con una carenza di energia meccanica, aumentare la potenza sviluppaa dal motore non è possibile. L'unica possibilità è quella di volare ad una velocità con minore resistenza (più vicina a VY) mentre l'energia si riaccumula.
Se riducete temporaneamente la velocità tirando la cloche, dopo che la lascierete l'aeroplano tornerà alla velocità precedentemente impostata con il trrim. è semplice. Per contro, non c'è la corrispondente idea di "trim della manetta". Se muovete la manetta temporaneamente non è particolarmente semplice riportarla indietro esattamente nel punto in cui era prima della modifica. Quel che è peggio, dovete anche preoccuparvi del controllo della miscela e (forse) della velocità di rotazione el motore. Effettuare una modifica della potenza motore puo` richiedere l'azionamento di tre controlli (oppure sei se siete in un bimotore), e potrebbe essere un compito sgradevole riportarli tutti alla giusta posizione iniziale al termine della manovra.
Ripeto che il modo aerodinamicamente logico di far volare con
precisione un aeroplano è quello di trimmarlo per la
velocità desiderata e quindi gestire l'altitudine usando
la manetta. Quando avete dei dubbi su come fare usate questo
metodo. Se foste un Vulcaniano logico al 100% fareste in questo
modo tutte le volte. Comunque, quando siete in crociera,
è più pratico lasciare stare la manetta, usare la
cloche come se fosse il controllo per "salire/scendere" ed
accettare le moderate escursioni della velocità.
Va bene utilizzare la cloche come comando/controllo per salire/scendere a patto che:
Si stia sul lato frontale della curva di potenza, e
Si tollerino delle variazioni di velocità.
La seconda condizione è altrettanto importante della
prima. Supponiamo che decidiate di scendere ad una altitudine
sostanzialmente minore. Potrete farlo spingendo avanti la
cloche e/o modificando la regolazione del trim per picchiare,
ma se non state attenti potreste superare la velocità
massima (Maximum Normal Operation Speed). Come sempre, se avete dei dubbi, regolate la velocità
con il trim e poi gestite la situazione energetica controllando
la potenza del motore e/o la resistenza.
Ancora: Va bene utilizzare la cloche come comando/controllo per salire/scendere a patto che:
Si stia sul lato frontale della curva di potenza, e
Si tollerino delle variazioni di velocità.
Qualche volta ho degli studenti che dicono: "La cloche deve essere il controllo su/giù. Lo so perche l'autopilota controlla l'altitudine muovendo proprio la cloche".
Tutto quello che posso dire è che gli autopiloti non sono esentati dal seguire le leggi della fisica -la curva di potenza e la legge della conservazione dell'energia (legge delle montagne russe). Si applicano le stesse regole: George (l'autopilota) puo` controllare l'altitudine utilizzando solo la cloche se e solo se siete sul lato frontale della curva di potenza ed accettate escursioni di velocità.
Questa affermazione è cosi` importante che rianalizzero`
un'altra volta lo scenario dell'approccio al campo corto usando
l'autopilota.
Fate riferimento alla precedente Figura 7.4. Iniziate al punto
A. L'autopilota sta utilizzando la cloche come se fosse
il controllo Su/Giù, tentando di mantenervi
rigorosamente sul sentiero di planata. Quando decidete di
decelerare, riducete la manetta, dopo di cio` l'autopilota tira
indietro la cloche, mantenendo l'aeroplano sul sentiero di
planata a scapito di un po' di velocità. Quando la
velocità raggiunge quella per l'approccio a campi corti,
voi ridate manetta.
Adesso siete al punto B. Le cose sembrano a posto, ma
ci sono due cose che possono andare male.
Utilizzando la stessa logica, vediamo cosa succede
supponendo che al punto B una discendenza
sotto al sentiero di discesa. Quel povero stupido
dell'autopilota tirerà indietro la cloche. Questo
convertirà un po' di velocità in quota.
L'aereo tornerà sul sentiero di discesa, ma siccome
la sua nuova velocità è più lontana da
VY, voi tenderete a
scendere. Più scendete e più l'autopilota
tirerà indietro la cloche.
E` una situazione folle! L'autopilota sta effettuando la
manovra di "flare" mentre siete ancora sul sentiero di
avvicinamento, utilizzando tutta la vostra velocità
nel vano tentativo di mantenere l'altitudine! Con la
regolazione della manetta che avete, semplicemente non
c'è abbastanza energia per portare l'aereo lungo il
sentiero di discesa a nessuna velocità inferiore a
quella del punto B, e tirare nella cloche maschera
il problema temporaneamente e lo peggiora in modo
permanente.
Speriamo che l'autopilota si blocchi per mancanza di forza
di trazione prima che causi lo stallo delle ali. In ogni
caso l'aeroplano scenderà sotto al sentiero di
discesa.
L'unico modo per uscire da questa situazione critica
è accorgersi della carenza di enegia. Prima date
manetta meglio è.
Se volete evitare problemi di questo tipo, non tentate di controllare l'altitudine con la cloche a meno che non siate sul lato frontale della curva di potenza e accettiate escursioni di velocità. Il modo più semplice per controllare velocità e altitudine è trimmare per la velocità corretta, abbandonare la cloche e gestire l'altitudine con la manetta.
Scopo di questa sezione è ottenere una più
profonda comprensione della curva di potenza, e vedere come
sfruttarla per salite e discese alle massime prestazioni. Se
non siete interessati in questi dettagli, potete saltare alla
prossima sezione.
Iniziamo confrontando Figura 7.5 e Figura 7.6 . Come mostra la Figura 7.5, il punto più alto della curva
di potenza rappresenta il miglior rateo di salita. La
velocità corrispondente si chiama VY.
Figura 7.5: Miglior rateo di salita
Figura 7.6: Minimo tasso di caduta,
planata di massima durata
Similmente, come mostrato nella Figura
7.6, il punto più alto della curva di potenza
è quello che causa il rateo di discesa minimo. Questo
comporta il massimo tempo di volo. La velocità
corrispondente è sempre chiamata VY. 6
Non per coincidenza, VY segna il punto di confine tra la "parte
frontale" e la "parte posteriore" della curva di potenza. Come
discusso nella sezione 1.2.5 e sezione 1.3.3, dovete conoscere
se state volando ad una velocità superiore od inferiore
a questo speciale valore per sapere se una modifica di
velocità vi darà una salita od una discesa nel
lungo periodo.
Il valore di VY vambia
di qualche nodo in funzione della configurazione (potenza
espressa dal motore, flap, ecc.).
Un altro punto della curva di potenza che talvolta è importante conoscere è mostrato nella Figura 7.7. Se c'è un punto nel tratto di curva di secondoregime (parte posteriore/superiore della curva NDT) in cui la curva attraversa il valore zero di velocità verticale, chiameremo tale velocità Vz: la velocità di secondo regime per cui il rateo di salita è nullo.
Figura 7.7: Rateo di salita nullo
In molti aeroplani, quando il motore è a piena potenza
non esiste tale punto; l'aeroplano puo` guadagnare quota anche
con un angolo di attacco critico, come illustrato nella Figura 7.5. D'altro canto, senza potenza dal
motore, nuovamente non esiste tale punto VZ; l'aeroplano non puo` mantenre il volo
livellato a nessuna velocità. Quindi il concetto di
VZ è utile solo
in determinate circostanze; queste includono: il progetto del
vostro aereo prevede un motore di bassa potenza, oppure
potreste essere in volo ad una altitudine prossima alla quota
di tangenza dell'aeroplano, oppure potreste avere alcuni problemi meccanici.
Supponete di essere in volo alla velocità VZ, con la manetta già tutta
aperta, e che vogliate salire e mantenere una quota superiore.
L'unica vostra scelta è di picchiare. La
picchiata vi porterà ad una velocità superiore
alla VZ, più
prossima a VY, e
mantenendo questa nuova velocità sarete in grado di
guadagnare quota.
Capirete che volare nelle condizioni di VZ subito sopra alla cima degli alberi
potrebbe essere una situazione veramente brutta. Non sareste in
grado di salire in quanto siete a VZ e non sareste in grado di accelerare
senza poter picchiare e scendere. Sareste bloccati. L'unica
soluzione è fare in modo di non trovarvi mai in questa
situazione.
Ricordate che VZ
è per definizione nell'arco di curva di potenza di
"secondo regime" (VZ <
VY); il corrispondente punto con salita nulla
sull'arco frontale della curva di potenza è
completamente benigno. Se siete sul lato frontale (V
> VY; primo regime) potete sempre salire
di quota; basta che tiriate la cloche a cabrare.
Possiamo vedere che la curva di potenza è piuttosto
piatta nella parte alta. Cio` significa che se volate qualche
nodo più veloci della velocità VY, il vostro rateo di salita ne
sarà a malapena influenzato. Raggiungereste la vostra
destinazione un po' prima (1-2%), quindi utilizzare questo tipo
di "salita in crociera" è generalmente una cosa saggia.
Si ha una situazione più interessante quando non
volete arrivare dove state puntando prima del necessario - come
quando state tentando di salire per superare un ostacolo. In
questo caso ha senso salire con una velocità di qualche
nodo inferiore a VY.
Più rallentate, più tempo avrete per accumulare
altitudine prima di raggiungere l'ostacolo. Ma non esagerate;
la curva di potenza vi dice che se rallentate abbastanza,
degraderete il rateo di salita a tal punto che una ulteriore
riduzione di velocità non migliora l'accumulo di quota
prima dell'ostacolo.
Figura 7.8: Miglior angolo di salita
Come mostrato nella Figura 7.8, la
strategia ottimale per superare gli ostacoli (miglior angolo di
salita (salita ripida)) si ottiene nel punto dove una retta
uscente dall'origine degli assi è tangente alla curva di
potenza. Piccole variazioni di velocità attorno al punto
di tangenza comportano variazioni di velocità di salita
proporzionali e quindi non cambia l'angolo di salita. La
velocità corrispondente viene chiamata VX. Scostamenti significativi da
VX possono solo
peggiorare l'angolo di salita.
Adesso prendiamo in considerazione la situazione durante la
discesa. Ci si trova in questa situazione perchè l'aereo
è al di sopra della sua quota di tangenza
(che è la situazione normale per gli alianti) o
perchè il motore sta funzionando a potenza ridotta.
Se volete ottenere la massima durata del volo dovete volare
con velocità VY
come discusso sopra.
Se volete superare un ostacolo e/o planare fino ad un certo
posto piuttosto distante, vi dovete preoccupare della distanza
(non solo della durata del volo). Di nuovo osserviamo che la
curva di potenza è piuttosto piatta nella sua parte
superiore. Quindi se planate qualche nodo più veloci di
VY, il vostro tempo in
volo ne sarà a malapena influenzato ma raggiungerete
prima la vostra destinazione. Questo vi dà migliori
probabilità di arrivare là prima di finire la
scorta di altitudine.
Figura 7.9: Planata di massima
efficenza
Possiamo usare nuovamente il trucco della tangente. La massima
distanza di planata (angolo di planata ottimale) si raggiunge
nel punto di tangenza tra una retta che esce dall'origine degli
assi e la curva di potenza. Piccole variazioni di
velocità causano variazioni proporzionali nel rateo di
discesa.
Ancora una volta, la velocità alla quale ottenete il
miglior angolo di discesa puo` essere chiamata VX anche se in questo caso si tratta
di angolo di discesa e non angolo di salita. Nel caso
particolare in cui il motore non fornisce alcuna potenza, il
miglior angolo di discesa si ha esattamente nel punto dove
l'aereo ha il suo miglior rapporto tra portanza e resistenza
(Lift / Drag). La particolare velocità in cui succede
è detta VL/D.
Confrontiamo il volo ad alta quota e quello a bassa quota allo stesso angolo di attacco. Supponiamo che il peso dell'aeroplano sia lo stesso. Possiamo fare una meravigliora catena di ragionamenti. All'altezza maggiore:
la portanza è la stessa (perchè la portanza uguaglia il peso)
il rapporto portanza/resistenza è lo stesso (perchè dipende dall'angolo di attacco)
la resistenza è la stessa (calcolata dai due termini precedenti)
la spinta è la stessa (perchè la spinta uguaglia la resistenza)
la velocità indicata [IAS - rispetto all'aria] è la stessa (per prodrure la stessa portanza allo stesso angolo d'attacco)
la velocità vera [TAS - rispetto all'aria] è maggiore (perchè la densità è minore)
la potenza richiesta è maggiore (perchè la potenza è il prodotto della resistenza per la velocità vera [TAS])
L'ultimo passaggio trae in inganno. Mentre la maggior parte
delle quantità aerodinamiche che interessano il pilota
sono basate sulla IAS, nella relazione che lega potenza e
resistenza appare la TAS.
Questo significa che qualsiasi aeroplano richiede più
potenza per mantenere una data IAS a quote maggiori. Vale sia
per aerei ad elica che a getto od a razzo.
Un altro modo per ottenere lo stesso risultato è
osservare che la forza di resistenza è la stessa,
quindi andare dal punto A al punto B richiede la stessa
quantità di energia - perchè l'energia è
il prodotto di forza [la componente nella direzione del moto] e
distanza percorsa. D'altro canto, volando in quota l'aeroplano
raggiunge il punto B più rapidamente, in conseguenza
della maggiore TAS. Questa situazione richiede più
potenza - perchè la potenza è l'energia espressa
nell'unità di tempo.
Questo non ha effetto diretto su VY o VS, o sulla forma generale della curva di
potenza; semplicemente la curva proporzionalmente verso il
basso. Ad alta quota, questa trasformazione avrà un
effetto notevole sulla velocità di crociera e sul rateo
di salita.
Si puo` trarre un mucchio di altri insegnamenti analizzando la curva di potenza e le sue tangenti.
Durante la discesa, la velocità per il miglior angolo di discesa (più piatto) è necessariamente maggiore della velocità per il miglior rateo di discesa (più lenta). Potrebbe non essere ovvio dai numeri riportati sul manuale d'uso del vostro aereo.
Durante una salita normale, la velocità per il miglior angolo di salita [salita ripida] è necessariamente minore della velocità per il miglior rateo di salita [salita rapida].
In precedenza (sezione 7.5.4)
abbiamo considerato la quantità di potenza
richiesta come una funzione dell'altitudine, senza
considerare quanta potenza del motore state effettivamente
utilizzando. Adesso prendiamo in esame l'effetto della potenza
del motore.
Potete scegliere di modificare la potenza erogata dal motore,
o potreste essere forzati a farlo. Al crescere dell'altitudine,
prima o poi la sua potenza decresce. Tutti i cambiamenti di
potenza causano una piccola distorsione nella forma della curva
di potenza. Proviamo a capire perchè.
Ricordate che VY(100)
denota la velocità per il miglior rateo di salita quando
il motore produce il 100% della sua potenza, mentre
VY(0) denota la
velocità per il minimo tasso di caduta (migliore durata)
con il motore che non produce potenza (potenza 0).
Figura 7.10: Curva di Potenza
influenzata dall'efficienza del Motore e dell'Elica
Sarebbe bello se la l'efficienza del motore e dell'elica
fossero indipendenti dalla velocità rispetto all'aria,
ma cio` è vero solo in modo approssimato. I progettisti
spesso sacrificano non un po' della capacità di salita
per ottenere una miglior prestazione in crociera. Questo significa che l'effetto della potenza del
motore è sollevare alcune parti della curva più
di altre, come mostrato nella Figura 7.10.
In particolare, punti a destra rispetto a VY(0) vengono sollevati un po' di
più rispetto ai punti che stanno alla sua sinistra. Come
conseguenza, VY(100)
deve trovarsi da qualche parte più a destra di
VY(0). Con regolazioni
di potenza intermedie, VY si trova iu un punto intermedio tra
VY(0) e VY(100). Lo spostamento tra i due di
solito non è grande.
Una delle ragioni per cui l'efficienza è dipendente
dalla velocità rispetto all'aria è il regresso
dell'elica. L'elica non è un disco intero che lancia
l'aria all'indietro; c'è una certa quantità di
perdite nelle zone vuote tra le pale ed attorno al bordo del
disco. In pratica, l'efficienza delle eliche e di circa 80%
durante la crociera, un valore sorprendentemente buono.
Ad un determinato regime di rotazione del motore, lo
scorrimento dell'elica dipende in un modo complicato dal valore
della velocità indicata (che determina la resistenza
dell'aeroplano, quindi il carico sull'elica) e dalla
velocità vera (che determina l'angolo con cui le pare
incontrano l'aria che attraversa il disco . angolo di attacco
delle pale dell'elica)
Ipotizzare che l'efficienza sia indipendente dalla
velocità rispetto all'aria è una approssimazione
ragionevole per le eliche a giri costanti 7 ma non
cosi` buona per le eliche a passo fisso.
Il flusso dell'aria accelerata dall'elica e che investe le ali
modifica la velocità di stallo, spostando lateralmente
l'estremità sinistra della curva di potenza. Altri
effetti del flusso dell'elica alterano la curva di potenza con
effetti minori.
VY non è influenzata dal vento (perchè coinvolge solamente l'altitudine ed iltempo, non la distanza). Pero`, se state planando contro un vento frontale verso un obiettivo distante, vorrete avere una velocità di planata un po' maggiore rispetto a quella ddesiderata in assenza di vento, perchè vorrete lasciare meno tempo al vento per trascinarvi lontano dall'obiettivo.
Figura 7.11: Velocita` di
penetrazione con vento frontale di 30 nodi
Utilizziamo nuovamente la costruzione grafica con le tangenti,
come mostrato nella Figura 7.11. Se
avete un vento frontale di 30 nodi, la tangente dovrebbe
attraversare l'asse nel punto che rappresenta i 30 nodi di
velocità, a destra rispetto all'origine. Data la forma
della curva, il punto di tangenza non si sposta di 30 nodi, ma
solamente di circa 7 nodi. I piloti di alianti chiamano queste
condizioni la velocità di penetrazione.
Come regola semplificata, quando volate contro un
moderato vento frontale, incrementate la velocita di planata di
circa un quarto della velocità del vento.
Quando volate con il vento in coda, potete tenerne conto
volando un po' più lenti rispetto alla velocità adatta
al volo senza vento, ma senza esagerare. Anche con un vento in
coda di velocità infinita, non è mai conveniente
planare ad una velocità minore di VY.
Figura 7.12: Velocita` di
penetrazione con una discendenza di 500 fpm
Se state volando attraverso una discendenza, vorrete volare
più velocemente per uscirne il più presto
possibile. La costruzione mostrata nella Figura 7.12 puo` essere usata per
analizzare la situazione. Se la discendenza è di 500 fpm
(piedi per minuto), la tangente alla curva di potenza deve
attraversare l'asse verticale nel punto che rappresenta 500 fpm
sopra l'origine. Per lo stesso motivo, se state volando entro
una ascendenza, vorrete restarvi il più possibile, cosi`
ridurrete la velocità di planata. La tangente dovrebbe
attraversare l'asse nel punto giusto al di sotto dell'origine.
[anche in questo caso non conviene mai volare più
lentamente di VY.
Il Cherokee Six è un aeroplano piuttosto popolare. Ha
un'ottima capacità di carico; più della
metà del peso massimo ammesso è carico utile. Con
un pilota leggero e poca benzina, si puo` immaginare che stia
volando con un per uguale a metà del peso massimo
ammesso.
Per le ragioni discusse nella sezione 2.12.4, volando nelle
condizioni di peso ridotto ogni punto della curva di potenza
che rappresenta la condizione di potenza nulla è
spostato ad un valore di velocità minore. In
particolare, se il peso è ridotto di un fattore 0.5, la
velocità di stallo, la velocità di minima caduta
, la velocità di manovra, ecc, risultano ridotte di un
fattore 0.707 (una riduzione del 29%). Le velocità
verticali sono ridotte dello stesso fattore. Cio` viene
evidenziato dalle due curve inferiori (le curve "senza
potenza") nella Figura 7.13.
Figura 7.13: Curve di potenza
per peso ridotto
Si parte dalla curva che rappresenta le condizioni di volo per
il caso del peso standard senza potenza, quindi la si
"restringe". Per ogni punto, la nuova condizione di volo
è rappresentata da una velocità del 71% rispetto
alla precedente, e la nuova velocità verticale è
ancora il 71% rispetto alla precedente. Questa trasformazione
porta alla costruzione della curva di potenza per un peso del
mezzo ridotto della metà, sempre senza potenza dal
motore.
Quindi, quando applichiamo tutta la potenza del motore, la
curva che rappresenta le condizioni di volo dell'aereo a pieno
carico trasla verso l'alto di circa 1000 piedi per minuto,
trasformando quindi una discesa di 500 fpm in una salita di 500
fpm alla velocità VY. Quando applichiamo tutta la potenza
del motore al caso dell'aereo di peso dimezzato, la stessa
quantità di energia è dedicata al sollevamento di
metà della massa, cosi` la traslazione verso l'alto
della curva di potenza sarà doppio del precedente . 2000
fpm. Di conseguenza il miglior rateo di salita in questo caso
è di oltre 1500 fpm.
La velocità di crociera aumenta un po' volando in
condizioni di peso ridotto, ma non di molto. Questo
perchè volando ad alta velocità quasi tutta la
resistenza è di tipo parassita, dipendente dalla forma dell'aeroplano, non dal suo peso o
dall'angolo di attacco.
Come menzionato nella sezione 1.2.5, la forma generale della curva di potenza è più o meno la stessa per tutti gli aeroplani, ma ci sono alcune variazioni.
Consideriamo un aeroplano tipico che stalli a 60 KCAS e che abbia
VY a 75 KCAS. Sappiamo che VY dipende da un equilibrio (minimo della
somma) tra la resistenza indotta e quella parassita, quindi
vediamo cosa succede quando modifichamo un po' la
situazione.
In particolare, immaginiamo di sostituire le ali. La nuova
apertura alare sarà il doppio della precedente, e la
nuova corda alare sarà la metà della precedente.
Questa modifica non cambia la superficie alare, ma incrementa
l'allungamento (il rapporto tra apertura alare e corda) di quattro
volte.
Nell'aeroplano modificato, la velocità di stallo
sarà circa la stessa, siccome dipende principalmente
dalla superficie alare. Anche la resistenza parassita
resterà più o meno invariata.
In ogni caso, la quantità di resistenza iindotta
sarà inferiore a tutte le velocità di volo,
siccome l'ala di maggiore lunghezza non ha bisogno di produrre
vortici di estremità altrettanto intensi di quella
corta, come discusso nella sezione 3.12.3.
Quindi VY non
sarà più di 75 KCAS. Possiamo volare più
lentamente (Quindi riducendo la resistenza parassita) senza
incorrere in un proporzionato aumento della resistenza
indotta.
La stessa cosa avviene se fate qualcosa che incrementa la
resistenza parassita, come trainare uno striscione. La
velocità VY
rappresenta il miglior compromesso, ottenendo il minimo della
somma di resistenza indotta e resistenza parassita.
Nel caso estremo di grande allungamento e grande resistenza,
VY potrebbe essere solo
pochi nodi più alta della velocità di stallo. In
queste condizioni si puo` pensare che si apossibile decollare,
volare per tutto il giorno, atterrare, senza mai trovarsi in
condizioni di secondo regime (la parte posteriore della curva
di potenza).
All'altro estremo delle possibilità, considerate un
aeroplano con ala corta, grande corda e non molta resistenza.
Un tipico jet da caccia è un buon esempio. Per questo
tipo di aeroplano, VY
è molto più alta della velocità di stallo.
Il decollo, l'atterraggio, e molte altre manovre devono essere
effettuate in condizioni rappresentate da punti della curva di
potenza "molto all'indietro" nella parte posteriore della curva
di potenza.
Se conoscete alcuni, anche pochi, punti della curva di potenza,
potete tracciarla [in modo approssimato] completamente. Come
menzionato nella sezione 1.2.5 , la forma
generale della curva è è la stessa per tutti gli
aeroplani, cosi` basta solo traslare e cambiare scala alla
curva perchè si adatti alle prestazioni specifiche del
vostro aeroplano.
Alcuni dei numeri sono facili da ottenere, mentre altri non lo
sono. Per esempio:
Le velocità di stallo con e senza potenza possono essere lette nel manuale [POH] e possono anche essere misurate facilmente. Il corrispondente rateo di discesa e difficilmente reperibile nel manuale [POH] e potrebbe essere molto difficile da misurare.
Il manuale [POH] riporta la velocità per il miglior rareo di salita, e la velocità verticale risultante.
Il manuale [POH] riporta la velocità per il miglior angolo di planata, e l'ancolo corrispondente, da questi è possibile determinare la velocità verticale.
La velocità di crociera è disponibile sul manuale [POH]. Con la regolazione della potenza del motore adatta per la crociera il rateo di salita a questa velocità è nullo per definizione. Ma qual'è il rateo di discesa senza potenza dal motore alla velocità di crociera? Non si trova nei manuali normalmente disponibili, cosi` potreste volerla misurare sperimentalmente.
Vi serve conoscere un valore indicativo per la velocità
di discesa in condizioni di crociera ma con motore a potenza
zero per poter pianificare la discesa quando vi avvicinate alla
destinazione, oppure quando un controllore [ATC] vi chiede di
attraversare un punto di riporto sorprendentemente vicino
volando ad una quota sorprendentemente più bassa
dell'attuale.
D'altro canto, il rateo di discesa all'angolo di attacco di
stallo di solito non ha interesse, perchè se vi
preoccupate del rateo di discesa vuol dire che state volando a
qualche altra velocità.
Io non conosco tutti i dettagli della curva di potenza degli
aeroplani con cui volo, ed a meno che non siate un progettista
di aeroplani o dun pilota collaudatore, anche voi non avete
bisogno di conoscerne i dettagli. Misurare accuratamente le
velocità per i punti di tutta la curva di potenza
è (a) non necessario, (b) molto più
difficile di quello che potreste pensare, e (c) oltre gli
obiettivi di questo libro.
La formula matematica riportata sotto puo` esserci d'aiuto nel disegnare e comprendere la curva di potenza. Utilizzaando il modello elementare che lega portanza/resistenza introdotto nella section 4.4, ci aspettiamo che
|
= 0.75 |
|
+ 0.25 |
|
(7.1) |
Utilizzando questa formula, potete
avere una stima della forma del lato frontale della curva di
potenza utilizzando solamente una misura, almeno per quegli
aeroplani per cui VY
non è troppo prossima allo stallo. Questa è
l'idea: misurate il rateo di discesa a VY, e attribuitene tre quarti alla
resistenza indotta ed un quarto alla resistenza parassita. Quindi, quando la velocità aumenta, la potenza
dissipata dalla resistenza indotta si ridurrà con
proporzionalità inversa alla velocità mentre la
potenza dissipata dalla resistenza parassita aumenterà
con proporzionalità diretta al cubo della
velocità. Come si vede dalla Figura 4.15, non è
esattamente cosi`, ma è ben approssimato.
Trovate una discussione sui coefficienti, forze e potenze
nella sezione
4.4. Guardate anche nella sezione 4.5.
Supponiamo che vogliamo avere un aeroplano con una
velocità di crociera ragionevolmente alta. Quanta
potenza richiede?
In particolare, supponiamo che il nostro aeroplano sia in
grado di volare ad una velocità rispetto all'aria
VY = 75 KIAS, utilizzando 100 cavalli di potenza
(ad una particolare altitudine). Adesso supponiamo di volere
che la velocità di crociera sia il doppio della
precedente, cioè 150 KIAS (alla stessa altitudine). Ci
aspettiamo quindi (basandoci sulla formula espressa sopra) di
aver bisogno di 240 cavalli di potenza per la crociera.
Se vogliamo raddoppiare nuovamente la velocità di
crociera, fino a 300 KIAS,
dobbiamo aumentare la l apotenza disponibile ad oltre 1600
cavalli! Si nota che volando alle alte velocità,
raddoppiare la velocità causa un aumento di otto volte
della resistenza parassita. (Inizialmente l'incremento della
dissipazione totale è un po' meno delle otto volte,
perchè la componente dovuta resistenza indotta non
cresce.)
Notate che aumentando la velocità da 75 a 150 KIAS, la potenza richiesta cresce di
un fattore 2.4 ma il consumo per miglio peggiora solo del 20%.
Cio` avviene perchè il consumo per miglio dipende dal
consumo per per unità di distanza percorsa, non dal consumo per unità di tempo, e poi si arriva a
destinazione in metà tempo. In modo simile, aumentando
la velocità da 150 to 300 KIAS, la potenza richiesta sale di un
fattore 6.8, ma il consumo per miglio peggiora solamente di un
fattore 3.4.
Ovviamente, è possibile ridurre la quantità di
potenza richiesta (e quindi il consumo di carburante)
riprogettando l'aeroplano in modo da ridurre il coefficiente
della resistenza parassita, ma in genere è difficile
ottenere grossi miglioramenti.
Nella sezione precedente abbiamo analizzato cosa accade a
differenti velocità alla stessa quota; adesso
analizziamo cosa accade variando l'altitudine mantenendo
costante la velocità indicata.
L'angolo di attacco è lo stesso, la portanza è
la stessa (esattamente uguale al peso), e la resistenza
è la stessa del tutto è indipendente
dall'altitudine, se manteniamo costante il valore della
velocità indicata.
Comunque, cio` non significa che la potenza richiesta
rimanga la stessa. La potenza necessaria per vincere le
resistenze è uguale alla forza resistente moltiplicata
per la velocità (la velocità vera, non quella
indicata). Cio` comporta che per qualunque velocità di
crociera IAS, la potenza richiesta per mantenerla cresce in
funzione dell'altitudine, con la stessa proporzione che lega il
rapporto TAS/IAST.
Questo fatto pone dei limiti alla massima quota di volo, anche
se disponete di un motore turbocompresso la cui potenza
effettiva sia indipendente dall'altitudine.
Per analizzare gli stessi fatti da un al'tro punto di vista,
analizziamo la variazione della velocità mantenendo
costante la potenza (invece di variare la potenza a
velocità costante). Supponendo costante la potenza
disponibile al variare dell'altitudine, se la vostra altitudine
di crociera è maggiore, la velocità indicata deve
essere minore (più prossima a VY), di modo che possiate volare nelle
condizioni descritte dal punto della curva di potenza associato
alla ridotta potenza disponibile.
Alle altitudini dove il motore genera potenza in abbondanza,
la IAS è grande rispetto alla VY e si riduce lentamente mano a mano che
la potenza generata dal motore si riduce (perchè la
potenza necessaria dipende approssimativamente della IAS
elevata al cubo). In questa situazione la TAS è
in crescita [con l'aumento dell'altitudine] anche se la IAS si
sta riducendo. Al contrario, quando l'altitudine si avvicina
alla quota di tangenza, la velocità IAS di crociera
è vicina alla VY, piccoli cambiamenti della IAS non
fanno molta differenza in termini di potenza, ed ogni riduzione
ulteriore della potenza disponibile causa la caduta della IAS
verso VY cosi`
velocemente che che anche TAS si riduce.
Questo è un aneddoto che illustra una tecnica peculiare
per dissipare rapidamente energia. L'ho provata personalmente
tempo fa, ai tempi in cui ero un pilota con circa 100 ore di
esperienza. Stavo avvicinandomi ad un aeroporto controllato ed avevo richiesto il permesso di
atterraggio. Sfortunatamente, il controllore nella torre fu
impegnato per un po', parlando sulla linea di terra [telefono?
Frequenza radio di terra?] talking on his land-line.
Finalmente disse, "autorizzato all'atterraggio, se ce la fate
da li` dove siete". Il problema era che mi trovavo 2000 piedi
sopra alla pista, ed a meno di due miglia dalla soglia della
pista e relativa zona di contatto. Ne risulta un sentiero di
planata con un angolo di dieci gradi maledettamente ripido.
La cosa più saggia sarebbe stata prevedere ed evitare
la situazione; vale a dire, non avrei dovuto arrivare cosi`
vicino ad una altitudine cosi` elevata. Una volta fatto
l'errore, la successiva cosa più saggia da fare sarebbe
stata la richiesta di approvazione per una virata a 360°, in modo da
perdere gradualmente l'altitudine.
Comunque a quel punto della mia carriera di pilota avevo
più` conoscenze aerodinamiche che saggezza, così`
scelsi un altro metodo (piuttosto poco professionale) per
dissipare l'energia in eccesso. Come istruttore di volo non
raccomando questa tecnica, ma come fisico devo ammettere che
funzione (se svolta correttamente) e permette di illustrare un
paio di cose interessanti riguardo alla gestione
dell'energia.
Comunque, ecco la storia: accettai l'autorizzazione, estesi
immediatamente tutti i flap, ridussi la potenza al minimo, e
feci una affondata "al limite del bianco" - la massima
velocità` ammessa con flap estesi.
La situazione è illustrata nella Figura 7.14, che confronta la mia
planata ripida ad alta velocità` con una normale planata
senza potenza. Per dare un'idea della velocità`, la
figura mostra il simbolo di un cronometro ogni 15 secondi lungo
ambedue le traiettorie.
Figura 7.14: Confronto tra
planata normale ed ad alta velocità
La discesa ad alta velocità differisce
dall'avvicinamento normale per vari aspetti:
In ogni istante, l'aeroplano si trovava ad un'altitudine minore di quella in cui sarebbe stato se avesi volato alla normale velocità di avvicinamento. (Confrontate le altitudini dei cronometri corrispondenti nella Figura 7.14.) Questo perchè la velocità da me scelta era su una parte della curva di potenza con un'altra resistenza. Contavo su questo per risolvere il mio problema di energia.
In ogni istante, l'aeroplano era più vicino all'aeroporto di quanto sarebbe stato se avessi volato alla normale velocità di avvicinamento. (Confrontate la posizione orizzontale dei cronometri corrispondenti nella figura.) Questa è una inevitabile conseguenza della maggiore velocità di volo. Era un inconveniente, perchè significava avere meno tempo a disposizione per disfarmi dell'energia in eccesso.
L'effetto (1) era maggiore dell'effetto (2). Cioè, l'incremento di resistenza era sproporzionatamente maggiore dell'incremento di velocità. Questa affermazione è vera per tutti i punti della parte frontale della curva di potenza, a velocità maggiori della VL/D. (Come discusso nella sezione 7.5, a velocità prossime alla VL/D, una piccola variazione della velocità lascia invariata la direzione del volo; semplicemente vi muovete un po' più veloci o lenti lungo lo stesso sentiero di planata.)
Sebbene stessi perdendo l'energia legata alla quota con un rateo prodigioso, dovevo ricordare che in ogni momento avevo una quantità di energia legata alla velocità maggiore di quella che avrei avuto normalmente. Mi serviva un piano per gestire questo eccesso di energia, prima o poi.
Se il mio sentiero di planata ad alta velocita mi avesse portato direttamente fino alla soglia della pista, sarei arrivato sulla soglia con troppa energia cinetica, e sarebbe stato molto difficile far atterrare l'aeroplano. Fortunatamente, potei vedere fin dalle prime fasi della manovra che il mio sentiero dirigeva ad un punto che si trovava un ottavo di miglio prima dell'inizio della pista. Alla distanza di circa un quarto di miglio dalla pista, quando la mia planata intercettava quella di pendenza normale, tirai dolcemente la closce a cabrare. Questa manovra silmile alla flare [raccordo] riduzze la velocità ad un valore normale. Ritrimmai adeguatamente. Fui capace di effettuare un avvicinamento senza motore, ripido ma non ridicolo per il resto del percorso fino alla pista, ad una velocità normale, seguiti da un normale raccordo [flare] e atterraggio.
Figura 7.15: Dettagli
dell'avvicinamento con discesa veloce
Questa strategia - scendere ad una velocità molto alta
verso un punto prima della pista, cosi` che resti abbastanza
tempo e distanza per dissipare l'eccesso di velocità -
è mostrata nella Figura
7.15. Ripeto che questa prodezz non è una normale
tecnica di pilotaggio. Nonostante cio`, è un buon
esempio di gestione dell'energia, e qualche volta è
utile durante le esercitazioni negli atterraggi forzati.
Ricordate che i flap non sono l'unico modo per dissipare
energia in eccesso. In funzione dell'aereo con cui state
volando, potreste effettuare una scivolata ad alta
velocità e/o far uscire il carrello in anticipo.
Potreste anche fare una o due virate in cerchio.
Osservando la Figura 7.9,
potreste sospettare che sia possibile aumentare l'angolo di
discesa volando ad una velocità molto inferiore a VL/D. In linea di principio, cio`
è possibile ma una tale procedura è ancor meno
saggia e professionale di quella ad alta velocità
discussa nella sezione precedente.
Il problema principale è che per raggiungere un
significativo incremento dell'angolo di discesa, la vostra
velocità sarà troppo vicina al quella di stallo.
Una piccola raffica, discendenza, od una imperfezione della
tecnica di pilotaggio puo` causare uno stallo. Ricordate, lo
stallo in atterraggio è la prima causa di incidenti
mortali.
Un problema secondario legato a tale procedura è che
probabilmente richiede un assetto talmente cabrato che non
potrete vedere dove state andando. Un terzo problema è
che potreste non avere più abbastanza energia per il
raccordo finale [flare]; se tentaste di alzare il muso troppo rapidamente cusereste
uno stallo accelerato.
E' possibile immaginare uno scenario (come un atterraggio in
campo corto con approccio ostruito da ostacoli) per cui una
discesa ripida volando in secondo regime (parte posteriore
della curva di potenza) è l'unico modo per riuscire a
svolgere la missione. Comunque, prima di provare una missione
simile, dovreste essere sicuri di possedere l'appropriato
addestramento specifico e l'adeguata esperienza. In quasi tutti
i casi è più saggio semplicemente sceglier un
altro posto dove atterrare.
Questo è un trucco per risparmiare un pochino di
energia. Spero che non vi troviate mai nella situazione in cui
dovete usare questo trucco ma potrebbe salvarvi la pelle se
capitasse la necessità.
Supponiamo che non sia più disponibile energia dal
motore, e l'aeroplano è troppo basso e/o troppo lontano
dal posto in cui si desidera atterrare. Utilizzando la nostra
logica di gestione dell'energia, capiamo che l'unico modo per
concreto per allungare la planata è individuare un modo
di volare con meno resistenza. La soluzione è più
o meno il contrario di un decollo da campo (sezione 13.4) .
dovrete fare uso dell'effetto suolo.
In particolare, si tratta di mantenere la velocità di
miglior planata 8 giù fino alla quota in cui
si ha effetto suolo, anche se farlo significa entrare in
effetto suolo sopra il terreno accidentato un decimo di miglio
prima del punto in cui volete atterrare. Una volta raggiunto
l'effetto suolo, iniziate a tirare nella cloche per cabrare.
Siccome volando in effetto suolo la resistenza indotta è
molto piccola (come discusso in relazione ai decolli da campi
soffici nella sezione
13.4), l'aeroplano puo` volare ad una velocità
veramente bassa con una resistenza molto ridotta. Potete quindi
volare per il tratto che resta fino al punto di atterraggio
sfruttando l'effetto suolo. E` come un flare prolungato;
continuate ad aumentare gradualmente lo spostamento della
cloche a cabrare per trasformare l'energia della
velocità in energia a compensazione della resistenza.
Questa tecnica non risolverà tutti i problemi del mondo,
ma è garantito che funziona meglio che tentare di
allungare la planata tirando la cloche a cabrare prima di
entrare in effetto suolo.
All'opposto: se state facendo un avvicinamento ad una pista
corta ed avete alcuni nodi di velocità in eccesso nel corto
finale, dovreste tirare la cloche a cabrare e dissipare
l'eccesso di velocità prima di entrare in effetto
suolo. Se pensate di non riuscire a dissiparla nel corto
finale, ricordate che sarà sempre più difficile
dissiparla in effetto suolo. Riattaccare per tempo potrebbe
essere saggio.
Se volete fare pratica con lo scivolamento in effetto suolo,
trovate una pista lunga, lunga, lunga su cui fare esercizio, e
state attenti a non andare oltre il termine.
La maggioranza dei piloti è molto consapevole della loro
esatta altitudine, ma (ahimè) non altrettanto
consapevole della loro esatta velocità o del loro angolo
di attacco.
L'aeroplano è trimmato per un determinato angolo di
attacco, e quindi (più o meno) per una determinata
velocità. La clocke è parte del sistema che
controlla l'angolo di attacco. Tirare indietro la cloche [per
cabrare] vi farà sempre rallentare.
Se siete sul lato frontale della curva di potenza [primo
regime] e se non vi preoccupano delle escursioni della
velocità, potete usare la cloche come un metodo
conveniente ed ignobile modo per controllare l'altitudine. Cio`
è possibile perchè la velocità è
legata all'altitudine tramite la legge della conservazione
dell'energia [legge delle montagne russe] e la curva di
potenza.
Attenzione: solo per il fatto che funziona il 99% delle volte,
non pensiate che funziona tutte le volte. Le cattive abitudini
sono facili da imparare e difficili da dimenticare. Non
pensiate che tirare indietro la cloche faccia sempre salire
l'aeroplano. Sul lato posteriore della curva di potenza
[volando in secondo regime] non funziona è potrebbe
ucciderti. Durante le situazioni critiche (inclusi
avvicinamenti e decolli), dovete semplicemente controllare la
velocità utilizzando la cloche ed il trim.
La manetta controlla la potenza. La potenza è energia
per unità di tempo. Per superare le resistenze è
necessaria potenza. Per accelerare è necessaria potenza;
per salire è necessaria potenza.
In volo, se date manetta un aeroplano normale non
accelererà - salirà.
Mentre aprire la manetta causa l'ingresso di energia nel
sistema meccanico, potete anche incoraggiare l'energia ad
abbandonare il sistema meccanico estendendo i flap, gli
spoiler, i diruttori, il carrello, ecc., e/o scegliendo di
volare alle condizioni rappresentate da un punto della curva di
potenza che comporta maggiori resistenze..
Se volete volare con precisione, dovete controllare
l'altitudine e la velocità, valutare la
situazione dell'energia, e quindi decidere cosa fare con la
cloche e la manetta.
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