Alessandro ha chiesto in Auto e trasportiAerei · 6 anni fa

aereo di linea volo di crociera con i motori al massimo?

Ciao, cosa succede se paradossalmente venissero portati i motori al massimo durante il tratto ri crociera di un aereo di linea ? Che velocità raggiungerebbe l'aereo ? si danneggerebbe ?

6 risposte

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  • 6 anni fa
    Risposta preferita

    In fase di crociera i motori lavorano ad un regime intorno all'80%, ma tutto dipende dalla quota. Per cui a quote relativamente basse, sia per il maggiore esubero di spinta sia per il fatto che la velocità tollerata è inferiore, come conseguenza si avrebbe l'overspeed, quindi il superamento della velocità massima operativa. I danni strutturali si presentano al superamento della velocità di progetto (Vd), più un margine non inferiore al 20%. Al contrario, ad alte quote, l'aereo non riuscirebbe ad accelerare in maniera altrettanto significativa, e alla quota di tangenza teorica, la spinta massima sarebbe la minima richiesta per rimanere in volo.

    Quindi non esiste una risposta univoca alla tua domanda in quanto le conseguenze sarebbero forti ed immediate a bassissima quota e praticamente nulle ad altissima quota. Ecco spiegato il perchè:

    L'aria ad alta quota è più rarefatta a causa della diminuizione della pressione atmosferica che avviene secondo il gradiente barico verticale. Ciò si verifica per effetto della forza gravitazionale che sottopone gli strati inferiori alla pressione di quelli superiori: si ha come conseguenza che gli strati più alti abbiano esponenzialmente una minor densità. Quest'effetto è però parzialmente contrastato dalla riduzione della temperatura che parallelamente si verifica con la quota. A partire della tropopausa, essendo la temperatura costante la perdita di densità segue lo stesso andamento della pressione.

    Nei motori a reazione la minor densità provoca la riduzione della portata in massa in ingresso del compressore con conseguente perdita di spinta. Essendo minore la massa d'aria da incendiare diminuisce anche anche il Fuel Flow (consumo orario). Il minor rapporto di compressione comporta che il rendimento termico sia minore e che quindi la diminuizione del Fuel Flow non sia sufficiente a compensare la perdita di spinta: il rapporto di questi due valori, definito come TSFC (Thrust Specific Fuel Consumption), aumenta con la quota evidenziando così una perdita di efficienza. D'altra parte l'esigenza di regimi di rotazione più elevati permette al motore di lavorare con un migliore rendimento globale che in parte compensa le perdite. Possiamo trascurare gli effetti della velocità in quanto la velocità penalizza in uscita a causa del ram drag, mentra agevola in entrata a causa del thrust momentum.

    La quota non comporta quindi vantaggi per quanto riguarda l'efficienza dei motori. Tuttavia la diminuizione della densità ha come conseguenza una notevole riduzione dell'intensità della reazione aerodinamica totale a cui è soggetto il velivolo e quindi della resistenza che si oppone al moto.

    In crociera (condizione di volo orizzontale uniforme) la spinta necessaria è uguale, in modulo, alla resistenza. Una resistenza aerodinamica inferiore permette, a parità di spinta, velocità di volo superiori.

    La spinta necessaria è costante con la EAS (Equivalent Air Speed) cioè alla velocità equivalente per le condizioni di densità presenti a livello del mare. Man mano che si sale a parità di EAS, la TAS (True Air Speed) e quindi la velocità effettiva, aumenta progressivamente. Le velocità che ne escono sono oltretutto improponibili a basse quote per via dei limiti strutturali del velivolo che impongono dei massimi operativi sia di velocità indicata che di numero di mach (Vmo ed Mmo).

    Come la resistenza diminuisce anche la portanza per cui aumenta la velocità di stallo. In quota si è in un certo senso costretti ad andare più veloce. La velocità di stallo raggiunge quella corrispondente al mach critico alla quota di tangenza aerodinamica (coffin corner).

    Quando si vola sopra la changeover altitude non si vola più tenendo come riferimento la IAS (Indicated Air Speed) ma il mach number. Il numero di mach è il rapporto tra la TAS e la velocità del suono a livello locale. La velocità del suono diminuisce con la temperatura, ragione per cui, la quota, oltre a fare incrementare la TAS, facendo diminuire la temperatura permette il raggiungimento di mach maggiori e di conseguenza l'allontanamento dei limiti strutturali a parità di velocità effettiva.

    In sintesi, tralasciando la velocità e focalizzando l'attenzione solo sulle prestazioni. Salendo di quota, i valori di spinta necessaria e disponibile si avvicinano (la spinta necessaria aumenta, ma quella disponibile diminuisce), di conseguenza le accelerazioni prodotte saranno progressivamente meno significative salendo di quota. Gli aerei di linea volano a quote in genere piuttosto alte, raggiungendo non di rado quella massima certificata (che non è comunque quella di tangenza, ma solo quella di servizio, magari ulteriormente ridotta a causa di limitazioni date dalla pressurizzazione), quindi in una situazione in cui, dando la spinta massima, l'accelerazione prodotta verrebbe presto annullata dall'incremento della resistenza parassita, e non solo, anche a quella d'onda a causa del raggiungimento del mach critico. In queste circostanze può esserci l'overspeed, magari anche vibrazioni causate da flutter, ma i motori non spingerebbero abbastanza da creare danni alla struttura.

    Ripeto, discorso opposto a bassa quota, senza neanche parlare di picchiata e quindi di una componente orizzontale della forza di gravità. I motori basterebbero a portare l'aereo a distruggersi, volendo.

    E stavolta con la lunghezza mi sa di aver esagerato :D

  • 6 anni fa

    Fermo restando che Joe Marsh essendo un ATPL ha dato una ottima risposta, a cui si può solo applaudire, vorrei dire all'autore della domanda, giusto per farsi una idea precisa, che i motori di un aereo di linea, durante un volo di linea, non sono gestiti a caso, ma dall'A/T (autothrottle), e le varie velocità di salita, crociera e discesa sono settate nella CDU.

    Perciò quando l'aereo decolla, ha già un piano di volo in memoria, e i motori si comportano di conseguenza, non possono essere portati al massimo o al minimo a caso, ma le varie quote e velocità che l'aereo deve mantenere sono previste entro range di sicurezza.

  • 6 anni fa

    Considera che in crociera i motori non arrivano al 40%.

    Se si mettessero i motori al massimo l'aereo andrebbe in regime d'overspeed che se non corretto immediatamente porterebbe alla completa distruzione del velivolo.

    Spero di essere stato utile.

  • 6 anni fa

    I motori di un aereo di linea vanno quasi sempre vicino al massimo, che è calibrato per non farlo mai avvicinare alla velocità del suono nell'aria (quasi 1200 km/h). Durante i voli di linea è abbastanza normale che viaggino a 1000 km/h. Spingendo i motori al 100% potrebbero arrivare a 1050-1100 km/h (quasi). Fine del discorso, gli aerei di linea non possono e non devono avvicinarsi alla velocità del suono e non gli mettono motori più potenti del necessario.

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  • 6 anni fa

    non succederebbe nulla, viaggerebbe intorno agli 800 km orari

  • ?
    Lv 7
    6 anni fa

    Si tornerebbe di colpo nel 1985

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