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COME VOLA UN ELICOTTERO

Rudimenti di aerodinamica

di Fabrizio dell'Acqua

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Ho letto con interesse il prezioso manuale per il pilotaggio degli elicotteri scritto da Domenico Peracchione. Allo scopo di meglio comprendere il perche' delle manovre descritte, che qualche volta non sono istintive e di facile comprensione per il pilota di aerei (per non parlare del neofita al volo), vorrei dare qualche cenno molto superficiale alla dinamica dell'elicottero (e dell'ala rotante) e alle limitazioni imposte al pilotaggio simulato dai modelli di volo e dalle periferiche a disposizione.

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Innazitutto bisogna pensare che il rotore fornisce all'elicottero sia la portanza che la forza di traslazione, e dunque la velocita' di salita/discesa e la velocita' sono direttamente correlate.

SALITA E DISCESA

Per salire (o scendere) senza traslazione, si agisce sul passo del rotore in maniera uniforme (tutte le pale hanno lo stesso angolo di attacco) attraverso il comando del passo collettivo. In questo modo il rotore sviluppa una forza solo verticale che si oppone alla gravita'. Aumentando il passo aumenta pero' anche la resistenza delle pale, quindi per mantenere i giri costanti, bisogna aumentare la potenza. E' chiaro quindi che il comando del collettivo e del gas devono essere in qualche modo correlati.

Nella realta' cio' avviene in vari modi, dal semplice coordinamento manuale degli elicotteri piu' vecchi che hanno la manopola del gas sulla stessa leva del collettivo, a quelli piu' moderni e sofisticati dove un dispositivo detto "governor" sente i cambiamenti di passo collettivo e controlla di conseguenza la potenza.

Nella simulazione non abbiamo purtroppo niente di tutto cio', ma solo il comando del gas (throttle) e un accoppiamento "meccanico" col passo, implementato nel modello di volo. Di qui l'importanza di un corretto modello di volo come gia' accennato nel tutorial di Peracchione.

Finora abbiamo solo parlato di spostamenti verticali in condizioni neutre, senza cioe' effetto suolo, effetto coppia o transizione da fermo al suolo a hovering o viceversa. Se si aggiungono questi fattori si intuisce perche' sia cosi' difficile pilotare un elicottero, soprattutto quelli piu' leggeri dove l'inerzia della macchina e' minima e quindi sono intrinsecamente instabili.

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VOLO TRASLATO

Per muoversi in una qualunque direzione si cambia "ciclicamente" il passo delle pale per mezzo del comando del passo ciclico, inclinando cosi' il piano di rotazione del rotore nella direzione dell'avanzamento. (Non entro qui nei dettagli di come questa variazione avviene, perche' le variabili sono tali e tante che richiederebbero una trattazione separata). La portanza, prima solo verticale, si scompone ora in una nuova portanza (inferiore) e nella forza di traslazione. E' quindi chiaro che per mantenere la stessa quota (la stessa portanza), e' necessario aggiungere potenza. Nei filmati di elicotteri si vede spesso come subito dopo il decollo, al momento di muoversi, la macchina si inclini in avanti e perda leggermente quota. Si ripete dunque la situazione gia' accennata per cui, per ogni cambiamento di assetto, bisogna coordinare almeno quattro parametri, cioe' passo collettivo, coppia erogata (torque), passo ciclico e, non ultimo, comando anticoppia. (di cui non vogliamo parlare in questa sede!…)

Inoltre bisogna tener conto che, mentre il comando del passo collettivo e ' un comando posizionale, cioe' ad una variazione del passo corrisponde linearmente una variazione della portanza, il comando del passo ciclico non induce una reazione immediata e lineare della fusoliera, che reagisce invece all'accelerazione indotta dallo spostamento del piano di rotazione del rotore. Cio' rende molto difficile per il pilota, soprattutto all'inizio, valutare immediatamente la corretta quantita' di passo ciclico da applicare, soprattutto nei momenti di transizione da hovering a crociera e viceversa.

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PER FINIRE

Questi sono solo alcuni rudimenti sul comportamento dell'elicottero sia nella realta' che nella simulazione. Come trasferire queste nozioni teoriche in pratica e' magistralmente descritto dall'amico Peracchione nel suo tutorial.

 

Happy and smooth take-off and landing

(adattato all'elicottero)


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