Imbardata inversa, quando il muso vaga senza il tuo permesso.
Se sei un pilota di aerei leggeri, anche con poca esperienza, dovresti aver notato che quando stai cercando di virare in una certa direzione il muso dell'aereo cerca di andare dall'altra parte. Il tuo istruttore ti ha “schiaffeggiato” duramente per convincerti a usare quel "piede interno" per far rimanere la pallina al centro dello sbandometro, ma questo primo fenomeno, che si verifica quando inizi a muovere lateralmente la tua barra o volantino, non riguarda tanto la virata coordinata, ma si presenta immediatamente prima che tu debba iniziare a gestire la coordinazione della virata.
Come sappiamo, l'aereo “rolla” perché ha più portanza su un'ala e meno sull'altra. L'ala con più portanza si alza e quella con meno portanza, si spera, a quel punto che scenda.
Ok, so che potrebbe sembrare un po' troppo elementare per i miei followers, ma abbiate pazienza, per un po'...
L'alettone che scende, alza la propria ala e crea più portanza e di conseguenza più resistenza; ciò significa che, oltre a salire, l'ala su cui è installato, scivolerà indietro. Quindi, a questo punto, sperando sempre che il tuo aereo si muova tutto d'un pezzo, il resto della fusoliera, coda, muso, carrello, seguirà questa tendenza.
La quantità di timone che applichi durante questo attimo dinamico della tua entrata di virata potrebbe essere significativamente più importante di quella che dovrai applicare in seguito, durante la fase di coordinamento della tua virata stabilizzata.
Quello che voglio dire è che l’angolo di deriva che si genera all’azionamento iniziale degli alettoni è molto più importante di quello che si dovrà compensare mentre si è già stabilizzati in virata con alettone neutro (più o meno) ed il tuo aereo stabile su un bel cerchio.
È evidente che il tuo muso, mentre entri in una virata a sinistra, ad esempio, andrà molto più a destra di quanto sarà la deriva durante la virata già stabilizzata.
Ora mi chiedo, ci piace davvero questo comportamento? Voglio dire, la maggior parte di noi, forse tutti noi, siamo abituati a compensare con il timone ciò che il muso vuole fare durante la virata, ma è davvero qualcosa che il pilota è condannato a fare a vita? O il design dell'aereo potrebbe essere di aiuto?
La necessità di dare un po' di timone durante l'entrata in virata non è qualcosa che ci sconvolgerà la vita (anche se ho di mostrato a molti dei piloti che hanno volato con me, che diverse inversioni di virata non coordinate a bassa velocità potrebbero metterti addirittura in vite, a causa dell'eccessiva imbardata avversa che si accumula), ma cosa lo rende così sgradevole in alcuni aerei e non in altri?
Parlerò del concetto di "strofinare gli aerei" in un secondo articolo, ma vi darò subito una piccola introduzione a questo concetto. La prima cosa che si dovrebbe fare quando si prova un aeroplano (magari perché vuoi comprartelo) è toccarlo, strofinarlo. Ci vai davanti e guardi la forma della fusoliera, se è tonda, quadrata o ellittica nella sua sezione; guardate di quanto sporge il suo muso davanti all'ala, quanto avanti o indietro è installato il carrello di atterraggio e cose del genere. Credimi, puoi imparare un sacco di cose importanti su come vola l'aereo semplicemente "sfregandolo" quando sei a terra.
Ora ci sono cose che ti diranno esattamente quanta imbardata inversa avrai sul tuo aereo una volta in volo.
1. Ampia apertura alare + fusoliera corta. Noi Piloti cerchiamo sempre le prestazioni. Cerchiamo sempre di andare veloci o terribilmente lenti per atterrare su una pista di atterraggio in montagna (sì, lo ammetto, sono uno di quelli...). Il progettista che vuole darci una velocità sempre più bassa, ingrandirà l'ala. Significa più apertura o più corda o entrambi. La maggior parte di noi, insieme ai costruttori, non si preoccuperà troppo delle qualità di volo dell'aereo, perché non le abbiamo mai chieste! Non abbiamo mai chiesto a un costruttore di aeroplani "Quanto è facile, il tuo bambino, da atterrare corto?". Abbiamo solo chiesto "Quanto atterra corto?". E ha ragione il costruttore, ci sta dando un aeroplano che atterrerà corto, lento e che atterrerà di lato, su una ruota magari, e si capovolgerà se non mettiamo abbastanza piede interno dopo che ha sviluppato un eccessivo sideslip nelle ultime correzioni fatte dalla virata base in poi! Se l'ala è "troppo lunga" ed è attaccata a una fusoliera "troppo corta" ti darà molta imbardata inversa, entrando in virata. Un aliante è l'esempio perfetto di un'enorme differenza tra "lunghezza dell'ala e della fusoliera". Grazie a Maurizio Menegotto istruttore di volo a vela dell'Aeroclub Adele Orsi, a Calcinate del Pesce, Italia, per questa dimostrazione perfetta!
2. L’incernieratura dell'alettone. Questo è un argomento molto più complesso da discutere. Qui presenterò solo il concetto di base. Esistono diversi modi per incernierare gli alettoni su un'ala. Se li incerni sul loro bordo d'attacco, si sposteranno semplicemente verso il basso e verso l'alto. Creeranno semplicemente sollevamento+trascinamento indietro, così come sono. Quindi, in quella svolta a sinistra, l'alettone sinistro salirà e il destro scenderà. A destra si genererà più resistenza e l'ala destra inizierà a retrocedere. Ora, cosa succede se incernieri gli alettoni un po' più “dentro”, lungo la loro lunghezza della corda, per esempio? In un profilo asimmetrico un po' del bordo d'attacco dell'alettone in salita sporgerà attraverso il piano inferiore dell’ala stessa, attraversando lo strato d’aria in scorrimento e generando un po' di resistenza che impedirà lo sviluppo di un'imbardata inversa più ampia. Nel nostro esempio, l'alettone sinistro ci farà questo servizio.
3. Timone ed effetto banderuola (floating): Ora, un'altra cosa che chiediamo (e ci sbagliamo di grosso) quando chiacchieriamo tra piloti e progettisti è di avere forze sui comandi molto leggere. Ancora una volta, non espanderò troppo gli effetti negativi dei gradienti di forza eccessivamente leggeri nelle escursioni dei comandi di volo, ma il timone è sempre al centro dell'attenzione quando parliamo di rigidità di comando. I timoni sono generalmente grandi superfici, che sono molto dietro l'aereo e molto dentro nella scia delle eliche (traenti o che spingenti che siano); le “leve naturali” ed i meccanismi di riduzione di forza lungo la catena di comando del timone, sono molto difficili da installare. La catena direzionale è costruita in modo così lineare rispetto ai propri attuatori (i pedali), che è un po' difficile lavorare su di essa per ridurre le forze, dovessero essere troppo pesanti.
Quindi, la maggior parte dei progettisti tende a utilizzare la compensazione aerodinamica. Un grosso timone con un “corno” che sporge davanti alla linea di incernieratura del timone stesso, per esempio. Questo, durante la deflessione del timone, ridurrà fortemente le forze restituite ai pedali; ma cosa succede se lascio il timone da solo, senza piedi sui pedali? Succede che, mentre sto virando con la mia ala più lunga della fusoliera, che magari ha alettoni incernierati sul loro bordo d'attacco e che hanno un'escursione simmetrica……il timone galleggia! Sì, lo spostamento dei pedali, in quel caso, sarà “automatico”! Siamo in una scivolata laterale a causa della nostra virata e il timone, con quel grosso corno davanti, si allineerà al flusso d'aria, riducendo così la cosiddetta “stabilità direzionale statica”. È come una porta che sbatte per un'improvvisa raffica di vento! Un impennaggio verticale, dovrebbe principalmente riportare la coda all'indietro per essere allineata con il vento relativo, ma se la abbini ad un enorme timone mobile (e magari sacrifichi la superficie fissa per una superficie mobile più grande) la componente fissa di timone verticale diventerà "trasparente" e il timone mobile prenderà il controllo del tuo angolo di deriva.
In quel caso al timone piace stare lì e rimarrà lì in scivolata con te e il tuo aereo. La prova di questa tendenza è restituita ai tuoi piedi, senza forze in contrasto con la nostra azione di spinta.
La tendenza ad avere forze di comando estremamente leggere, come dicevamo prima, è spesso presente su aerei leggeri, soprattutto sui pedali del timone. Questo fenomeno, se presente solo sul timone, generalmente non è pericoloso, ma è una caratteristica molto fastidiosa e rende più difficile il volo dell'aereo. Il tuo sedere lo sentirà come una sensazione strana e disorientante… non gli piacerà ;)).
Allora, perché continuare ad insistere nella ricerca di gradienti di forze leggere sui controlli se il volo diventa così sgradevole e non naturale? Lascio la risposta ai costruttori e ai progettisti!
D'altra parte, attenzione alle forze leggere sulla catena longitudinale di controllo. Questo potrebbe essere un sintomo molto pericoloso dell'elevata instabilità del nostro aereo e non sarà solo una questione di cattive qualità di volo; potrebbe erodere i tuoi margini di sicurezza. Maggiori informazioni su questo argomento in futuro.
Jack!