IT
USA
DE
FR
ES
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
AR
KR
PL
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
HU
SCOPRI IL NOSTRO CANALE YOUTUBE
Come vola l’elicottero - Leggi di Newton - Profilo alare - Angolo di incidenza – Precessione giroscopica
Come vola l’elicottero - Leggi di Newton - Profilo alare - Angolo di incidenza – Precessione giroscopica
In questo video spiegheremo come vola un elicottero attraverso il viaggio in più tappe effettuato dall’amministratore delegato di JAES, che partendo dalla città di Treviso raggiungerà i propri uffici in Sicilia.
Dopo essere salito a bordo, l’elicottero della JAES si solleva in volo e compie una manovra in direzione della destinazione da raggiungere. Mentre lascia la città di Treviso sorvola il PALAVERDE, il palazzetto sportivo del TREVISO BASKET, che quest’anno grazie al suo staff, ai consorziati, ai giocatori, in particolar modo al nostro capitano e amico Matteo Imbrò, e grazie alla straordinaria tifoseria dei “Fioi dea Sud”, ha conquistato nell’anno 2018-2019 la promozione in SERIE A.
Durante questo volo vedremo quali sono e come funzionano i principali componenti e comandi che permettono all’elicottero di muoversi liberamente in volo. Inoltre assisteremo all’atterraggio dell’elicottero della JAES nei pressi della spiaggia di MONDELLO. Questa spiaggia è considerata fra le più belle e suggestive della Sicilia. L’amministratore delegato di JAES, essendo nato a Palermo, è molto legato a questo posto, e ci ritorna volentieri ogni volta che può.
Gli elicotteri sono aeromobili capaci di volare in verticale, in orizzontale e di mantenersi fermi in aria.
La loro capacità di muoversi liberamente in aria è garantita da grandi eliche che ruotano attorno a un asse verticale.
Sebbene già nel 1400 Leonardo da Vinci avesse disegnato alcuni progetti di una rudimentale macchina
alimentata dalla forza umana, definita in seguito come il primo elicottero (immagine vite aerea), fu solo a partire dagli anni Quaranta del 20° secolo che apparvero i primi mezzi effettivamente funzionanti.
L’elicottero della JAES dispone di un motore a turbina, chiamato motore TURBOALBERO. Questo tipo di motore non viene utilizzato per produrre spinta, ma per fornire potenza a un albero meccanico. Esso è infatti dotato di un compressore, una camera di combustione e di una turbina all’interno del generatore di gas del motore.
Il compressore ha lo scopo di aspirare l’aria e pressurizzarla. Immerso in questa aria calda e pressurizzata, il carburante brucia. Il gas di scarico prodotto da questa combustione lascia la camera di combustione facendo girare le turbine poste al suo interno.
Ci sono due serie di turbine: queste turbine fanno girare il compressore, mentre queste altre fanno ruotare l’albero del rotore dell’elicottero.
Il numero di pale del rotore principale varia a seconda delle dimensioni e al peso dell’elicottero. Quello che è certo è che un elicottero può avere un minimo di 2 pale (esempio: bell 206) fino ad un massimo di 7, come nel caso del Sikorsky S-65, uno dei più grandi elicotteri da trasporto pesante in servizio tra i Paesi Occidentali.
Un rotore con molte più pale richiede un motore più potente e quindi di maggiori dimensioni. Maggiori dimensioni significa costi maggiori. Come nel caso delle turbine eoliche, molte più pale in un elicottero rappresentano dunque maggiore potenza, ma meno efficienza.
Le pale dell’elicottero, ruotando in una certa direzione, generano una forza di DIREZIONE UGUALE e VERSO OPPOSTO, in accordo con quanto enunciato dal TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA, ovvero, quando un corpo esercita una forza su un secondo corpo, allora il secondo esercita sul primo una forza uguale e contraria.
Questo significa che durante la rotazione, le pale, impartendo una forza all’aria in questa direzione, ricevono una REAZIONE OPPOSTA dall’aria. Questa reazione è nota come COPPIA TORCENTE (twisting moment) che si oppone alla rotazione delle pale.
Quindi se le pale ruotano in questa direzione, l’intera fusoliera dell’elicottero ruoterebbe esattamente nella direzione opposta.
Ecco perché ogni elicottero è dotato di un rotore di coda che permette di contrastare questa coppia torcente. Il rotore di coda è composto da una semplice elica, posizionata appunto sulla coda dell’elicottero, che ruotando spinge l’aria in direzione opposta, creando una forza opposta alla coppia e stabilizzando così l’elicottero.
Controllando il PASSO di questo rotore, cioè variando l’ANGOLO DI INCIDENZA di tutte le sue pale, è possibile infatti aumentare o diminuire l’afflusso di aria e quindi aumentare o diminuire la forza opposta alla coppia torcente.
Avevamo già parlato dell’angolo di incidenza nel nostro precedente video, quando spiegavamo che l’angolo formato dalla CORDA dell’ala dell’aereo con la direzione del vento viene appunto chiamato angolo di incidenza. In fase di decollo, l’inclinazione dell’aereo causava l’aumento di questo angolo, il che portava ad un aumento della PORTANZA, ovvero un aumento della spinta verso l’alto dell’ala, e di conseguenza di tutto il velivolo.
Le pale del rotore dell’elicottero, avendo una forma molto simile al profilo alare di un aereo, seguono lo stesso principio. Quindi aumentando l’incidenza saranno in grado di aumentare la spinta.
In una situazione di totale stabilità, la forza generata dal rotore di coda è in grado di bilanciare perfettamente la COPPIA TORCENTE generata sul rotore principale, consentendo all’intera fusoliera dell’elicottero di rimanere ferma, con l’anteriore rivolto in questa direzione.
Dopo essere salito a bordo, l’elicottero della JAES si solleva in volo e compie una manovra in direzione della destinazione da raggiungere. Mentre lascia la città di Treviso sorvola il PALAVERDE, il palazzetto sportivo del TREVISO BASKET, che quest’anno grazie al suo staff, ai consorziati, ai giocatori, in particolar modo al nostro capitano e amico Matteo Imbrò, e grazie alla straordinaria tifoseria dei “Fioi dea Sud”, ha conquistato nell’anno 2018-2019 la promozione in SERIE A.
Durante questo volo vedremo quali sono e come funzionano i principali componenti e comandi che permettono all’elicottero di muoversi liberamente in volo. Inoltre assisteremo all’atterraggio dell’elicottero della JAES nei pressi della spiaggia di MONDELLO. Questa spiaggia è considerata fra le più belle e suggestive della Sicilia. L’amministratore delegato di JAES, essendo nato a Palermo, è molto legato a questo posto, e ci ritorna volentieri ogni volta che può.
Gli elicotteri sono aeromobili capaci di volare in verticale, in orizzontale e di mantenersi fermi in aria.
La loro capacità di muoversi liberamente in aria è garantita da grandi eliche che ruotano attorno a un asse verticale.
Sebbene già nel 1400 Leonardo da Vinci avesse disegnato alcuni progetti di una rudimentale macchina
alimentata dalla forza umana, definita in seguito come il primo elicottero (immagine vite aerea), fu solo a partire dagli anni Quaranta del 20° secolo che apparvero i primi mezzi effettivamente funzionanti.
L’elicottero della JAES dispone di un motore a turbina, chiamato motore TURBOALBERO. Questo tipo di motore non viene utilizzato per produrre spinta, ma per fornire potenza a un albero meccanico. Esso è infatti dotato di un compressore, una camera di combustione e di una turbina all’interno del generatore di gas del motore.
Il compressore ha lo scopo di aspirare l’aria e pressurizzarla. Immerso in questa aria calda e pressurizzata, il carburante brucia. Il gas di scarico prodotto da questa combustione lascia la camera di combustione facendo girare le turbine poste al suo interno.
Ci sono due serie di turbine: queste turbine fanno girare il compressore, mentre queste altre fanno ruotare l’albero del rotore dell’elicottero.
Il numero di pale del rotore principale varia a seconda delle dimensioni e al peso dell’elicottero. Quello che è certo è che un elicottero può avere un minimo di 2 pale (esempio: bell 206) fino ad un massimo di 7, come nel caso del Sikorsky S-65, uno dei più grandi elicotteri da trasporto pesante in servizio tra i Paesi Occidentali.
Un rotore con molte più pale richiede un motore più potente e quindi di maggiori dimensioni. Maggiori dimensioni significa costi maggiori. Come nel caso delle turbine eoliche, molte più pale in un elicottero rappresentano dunque maggiore potenza, ma meno efficienza.
Le pale dell’elicottero, ruotando in una certa direzione, generano una forza di DIREZIONE UGUALE e VERSO OPPOSTO, in accordo con quanto enunciato dal TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA, ovvero, quando un corpo esercita una forza su un secondo corpo, allora il secondo esercita sul primo una forza uguale e contraria.
Questo significa che durante la rotazione, le pale, impartendo una forza all’aria in questa direzione, ricevono una REAZIONE OPPOSTA dall’aria. Questa reazione è nota come COPPIA TORCENTE (twisting moment) che si oppone alla rotazione delle pale.
Quindi se le pale ruotano in questa direzione, l’intera fusoliera dell’elicottero ruoterebbe esattamente nella direzione opposta.
Ecco perché ogni elicottero è dotato di un rotore di coda che permette di contrastare questa coppia torcente. Il rotore di coda è composto da una semplice elica, posizionata appunto sulla coda dell’elicottero, che ruotando spinge l’aria in direzione opposta, creando una forza opposta alla coppia e stabilizzando così l’elicottero.
Controllando il PASSO di questo rotore, cioè variando l’ANGOLO DI INCIDENZA di tutte le sue pale, è possibile infatti aumentare o diminuire l’afflusso di aria e quindi aumentare o diminuire la forza opposta alla coppia torcente.
Avevamo già parlato dell’angolo di incidenza nel nostro precedente video, quando spiegavamo che l’angolo formato dalla CORDA dell’ala dell’aereo con la direzione del vento viene appunto chiamato angolo di incidenza. In fase di decollo, l’inclinazione dell’aereo causava l’aumento di questo angolo, il che portava ad un aumento della PORTANZA, ovvero un aumento della spinta verso l’alto dell’ala, e di conseguenza di tutto il velivolo.
Le pale del rotore dell’elicottero, avendo una forma molto simile al profilo alare di un aereo, seguono lo stesso principio. Quindi aumentando l’incidenza saranno in grado di aumentare la spinta.
In una situazione di totale stabilità, la forza generata dal rotore di coda è in grado di bilanciare perfettamente la COPPIA TORCENTE generata sul rotore principale, consentendo all’intera fusoliera dell’elicottero di rimanere ferma, con l’anteriore rivolto in questa direzione.
Come sappiamo però, l’elicottero , oltre a sollevarsi e ad abbassarsi, è in grado di effettuare moltissime manovre, come: muoversi in avanti e indietro, effettuare dei cambi di direzione, quindi andare a destra e a sinistra. Durante un cambio di direzione l’elicottero potrebbe anche aumentare o diminuire di quota. Esso è anche in grado di ruotare su se stesso, in senso orario e antiorario.
Ma come fa esattamente a compiere tutti questi movimenti? Se guardiamo attentamente il rotore principale di questo elicottero noteremo che è composto da più elementi. Come il piatto oscillante, costituito a sua volta da un piatto fisso inferiore, un cuscinetto e un piatto superiore fissato all’albero del rotore.
Il piatto fisso inferiore è in grado di effettuare questi movimenti: (animazione). Il cuscinetto posto tra il piatto inferiore e quello superiore, assicura che il piatto superiore sia in grado di effettuare gli stessi movimenti del piatto fisso inferiore, e allo stesso tempo seguire la rotazione dell’albero del rotore, essendo fissato a quest’ultimo.
Come abbiamo visto, le pale del rotore principale e anche quelle del rotore di coda, oltre a ruotare attorno al rotore, sono in grado di ruotare su se stesse, cambiando così l’angolo di incidenza e di conseguenza la portanza.
Quando il pilota solleva il PASSO COLLETTIVO, ovvero la leva posta a sinistra del sedile del pilota, vi è un aumento del passo delle pale e quindi un conseguente aumento dell’incidenza dei vari profili e un conseguente aumento della portanza. Tutto questo provoca il SOLLEVAMENTO DEL VELIVOLO.
Il CONTROLLO LONGITUDINALE E LATERALE dell’elicottero si ottiene agendo sul PASSO CICLICO, ovvero la barra situata davanti al pilota. Questo è forse il comando più sofisticato e delicato dell’elicottero, dal
momento che governa la variazione ciclica dell’angolo di attacco delle pale le quali, durante la loro rotazione, non mantengono un angolo di attacco costante, ma subiscono una variazione di inclinazione che serve a distribuire in maniera opportuna la spinta in modo da consentire variazioni di assetto e spostamento del velivolo.
Quando il pilota va a spostare in avanti la leva, le biellette del piatto oscillante si alzeranno ed andranno ad incrementare il passo delle pale che sono a sinistra; in tal modo la portanza sarà maggiore sul semidisco posteriore e si avrà così la traslazione in avanti dell’elicottero.
Ciò accade perché, se ad un corpo che ruota su se stesso si imprime una forza trasversale al suo asse di rotazione, essa risponderà 90° dopo rispetto al senso di rotazione stesso; questo fenomeno prende il nome di PRECESSIONE GIROSCOPICA.
Come abbiamo già visto, per compensare la coppia di reazione prodotta dal motore, l’elicottero è provvisto del rotore di coda, il quale, durante le fasi di volo, va a produrre una devianza del velivolo che viene gestita dal pilota andando ad agire sulla PEDALIERA.
La pedaliera è collegata ad un meccanismo di cambio del passo delle pale del rotore di coda: quando viene esercitata pressione sui pedali, l’incidenza delle pale del rotore di coda va ad aumentare o diminuire, facendo sì che la prua del velivolo ruoti nella direzione desiderata.
Il rotore anticoppia, rispetto all’asse di rotazione del rotore principale, dispone di un braccio molto più lungo in confronto alla prua; per tale motivo, la pressione esercitata dal pilota sui pedali non dovrà essere eccessiva, ma graduata, in maniera tale da eseguire la manovra in maniera corretta.
I piloti di elicotteri sanno molto bene che ad ogni azione di volo ne coincide un’altra.
Quindi ad esempio, muovendo il ciclico a destra l’elicottero si inclinerà a destra ma allo stesso tempo perderà quota. Quindi, sarà necessario correggere anche il collettivo e di conseguenza la pedaliera per mantenere l’elicottero alla quota desiderata.
Dopo questo lungo viaggio, l’amministratore delegato di JAES arriva finalmente a destinazione. Ora il pilota dell’elicottero compie le necessarie manovre per atterrare sulla piazzola di atterraggio, a pochi passi dalla bellissima spiaggia di Mondello.
JAES, impegnata da oltre 10 anni nel settore delle forniture industriali, è diventata il partner di riferimento per alcune delle più importanti aziende appartenenti al mondo dell’industria elicotteristica, offrendo il proprio supporto tecnico su tutta la componentistica necessaria durante il processo di produzione di questi incredibili velivoli.
Vogliamo ringraziare Domenico Bonura, pilota professionista di elicottero, che ci ha supportato durante la creazione di questo video.
Ma come fa esattamente a compiere tutti questi movimenti? Se guardiamo attentamente il rotore principale di questo elicottero noteremo che è composto da più elementi. Come il piatto oscillante, costituito a sua volta da un piatto fisso inferiore, un cuscinetto e un piatto superiore fissato all’albero del rotore.
Il piatto fisso inferiore è in grado di effettuare questi movimenti: (animazione). Il cuscinetto posto tra il piatto inferiore e quello superiore, assicura che il piatto superiore sia in grado di effettuare gli stessi movimenti del piatto fisso inferiore, e allo stesso tempo seguire la rotazione dell’albero del rotore, essendo fissato a quest’ultimo.
Come abbiamo visto, le pale del rotore principale e anche quelle del rotore di coda, oltre a ruotare attorno al rotore, sono in grado di ruotare su se stesse, cambiando così l’angolo di incidenza e di conseguenza la portanza.
Quando il pilota solleva il PASSO COLLETTIVO, ovvero la leva posta a sinistra del sedile del pilota, vi è un aumento del passo delle pale e quindi un conseguente aumento dell’incidenza dei vari profili e un conseguente aumento della portanza. Tutto questo provoca il SOLLEVAMENTO DEL VELIVOLO.
Il CONTROLLO LONGITUDINALE E LATERALE dell’elicottero si ottiene agendo sul PASSO CICLICO, ovvero la barra situata davanti al pilota. Questo è forse il comando più sofisticato e delicato dell’elicottero, dal
momento che governa la variazione ciclica dell’angolo di attacco delle pale le quali, durante la loro rotazione, non mantengono un angolo di attacco costante, ma subiscono una variazione di inclinazione che serve a distribuire in maniera opportuna la spinta in modo da consentire variazioni di assetto e spostamento del velivolo.
Quando il pilota va a spostare in avanti la leva, le biellette del piatto oscillante si alzeranno ed andranno ad incrementare il passo delle pale che sono a sinistra; in tal modo la portanza sarà maggiore sul semidisco posteriore e si avrà così la traslazione in avanti dell’elicottero.
Ciò accade perché, se ad un corpo che ruota su se stesso si imprime una forza trasversale al suo asse di rotazione, essa risponderà 90° dopo rispetto al senso di rotazione stesso; questo fenomeno prende il nome di PRECESSIONE GIROSCOPICA.
Come abbiamo già visto, per compensare la coppia di reazione prodotta dal motore, l’elicottero è provvisto del rotore di coda, il quale, durante le fasi di volo, va a produrre una devianza del velivolo che viene gestita dal pilota andando ad agire sulla PEDALIERA.
La pedaliera è collegata ad un meccanismo di cambio del passo delle pale del rotore di coda: quando viene esercitata pressione sui pedali, l’incidenza delle pale del rotore di coda va ad aumentare o diminuire, facendo sì che la prua del velivolo ruoti nella direzione desiderata.
Il rotore anticoppia, rispetto all’asse di rotazione del rotore principale, dispone di un braccio molto più lungo in confronto alla prua; per tale motivo, la pressione esercitata dal pilota sui pedali non dovrà essere eccessiva, ma graduata, in maniera tale da eseguire la manovra in maniera corretta.
I piloti di elicotteri sanno molto bene che ad ogni azione di volo ne coincide un’altra.
Quindi ad esempio, muovendo il ciclico a destra l’elicottero si inclinerà a destra ma allo stesso tempo perderà quota. Quindi, sarà necessario correggere anche il collettivo e di conseguenza la pedaliera per mantenere l’elicottero alla quota desiderata.
Dopo questo lungo viaggio, l’amministratore delegato di JAES arriva finalmente a destinazione. Ora il pilota dell’elicottero compie le necessarie manovre per atterrare sulla piazzola di atterraggio, a pochi passi dalla bellissima spiaggia di Mondello.
JAES, impegnata da oltre 10 anni nel settore delle forniture industriali, è diventata il partner di riferimento per alcune delle più importanti aziende appartenenti al mondo dell’industria elicotteristica, offrendo il proprio supporto tecnico su tutta la componentistica necessaria durante il processo di produzione di questi incredibili velivoli.
Vogliamo ringraziare Domenico Bonura, pilota professionista di elicottero, che ci ha supportato durante la creazione di questo video.