Unaeromobile è unamacchina costruita dall'uomo che si sostiene e si può spostare nell'aria consentendo il trasporto di persone o cose all'interno dell'atmosfera terrestre. Utilizzano per la loro sostentazione le forze di reazione esercitate dall'atmosfera circostante: gli aeromobili la cui sostentazione è in maggior parte dovuta a reazioni di tipo statico, ovvero allaspinta di Archimede, sono chiamatiaerostati, mentre quelli che si sostentano a mezzo di azioni prevalentemente aerodinamiche sono chiamatiaerodine.
In genere la classificazione degli aeromobili viene effettuata principalmente in base al tipo di sostentazione aerodinamica sviluppata e, in secondo ordine, in base al tipo di propulsione utilizzata.
Mezzi meno densi dell'aria, gliaerostati sono aeromobili che ottengono una spinta ascensionale in base alprincipio di Archimede (sostentazione statica). La forza sostentatriceL di un aerostato di volumeV riempito di ungas didensità ρ' minore della densità ρ dell'aria alla quota di volo, sarà pari a:
Gli aerostati hanno come organi sostentatori degli 'involucri' contenenti aria riscaldata o gas più leggeri dell'aria (elio,idrogeno). Se possiedono un proprio sistema di propulsione e guida vengono dettidirigibili, oppure esserne privipallone aerostatico,mongolfiera. I palloni, a loro volta, possono essere di tipofrenato, vale a dire ancorati al suolo in modo che la loro posizione in aria sia pressoché stazionaria, oppure liberi.
InItalia si preferisce riservare il terminepallone aerostatico ai mezzi cui è affidato il compito di sollevare strumentazioni scientifiche, utilizzando invece il terminemongolfiera per i mezzi progettati per il sollevamento di esseri umani.
Vengono dettiaerodine gli aeromobilipiù pesanti dell'aria, la cui sostentazione è ottenuta mediante un'azioneaerodinamica sulle superfici del mezzo. L'aerodina è quindi dotata di un "organo sostentante" capace di interagire con l'aria circostante in modo da generare la spinta ascensionale necessaria al volo.Questo organo sostentante può essere un'ala, nel caso dei velivoli o una pala in un elicottero, ma anche, tipicamente, un ugello, nei razzi.In base al tipo di organo sostentante, le aerodine possono quindi dividersi in tre diverse classi: aerodine a sostentazione aerodinamica, aerodine a sostentazione per reazione diretta, e aerodine a sostentazione mista.
La loro sostentazione è direttamente legata al moto relativo dell'organo sostentante rispetto all'aria.Perché l'organo sostentante (che può essere un'ala, nel caso dei velivoli o una pala, dotata diprofilo alare, nel caso di elicotteri ed autogiri) possa infatti produrre unaforza diretta verso l'alto (dettaportanza) è necessario che esso venga investito da un flusso d'aria. Questo avviene con il movimento dell'intero apparecchio (nel caso degli aeroplani, ad esempio) oppure con il movimento del solo organo sostentante e indipendentemente dal movimento dell'apparecchio medesimo (ad esempio, la rotazione delle pale in un elicottero od il loro movimento autonomo, nell'ornitottero).
si menziona anche l'ekranoplano, anche noto come WIG (WingInGround effect - ala ad effetto suolo) o GEV (GroundEffectVehicle - veicolo adeffetto suolo), che però non è propriamente un aeromobile, non essendo un mezzo capace di cambiare quota
ornitottero o (alibattente), superfici alari battenti, a carattere unicamente sperimentale
aquilone o cervo volante, aeromobili privi di motore con cavi di ritenuta[1]
elicoplano, ali ruotanti azionate da motori utilizzate per ildecollo, l'atterraggio e l'hovering più un sistema di propulsione supplementare che produce una spinta nella direzione della traiettoria.
IlBoeing 777-200LR è uno degli aerei di linea a più lungo raggio, in grado di effettuare voli in più della metà del mondo.
In questo caso la sostentazione viene assicurata da sistemi meccanici (dettigettosostentatori) capaci di accelerare grandi masse d'aria o gas (ad esempiougelli). La sostentazione non richiede dunque che vi sia necessariamente un moto relativo. Il 'getto' può essere prodotto da unmotore a razzo o unturboreattore.
Sono apparecchi che utilizzano entrambi i sistemi di sostentazione sopra citati, sia pure in fasi diverse del volo.Ad esempio, gli apparecchi a decollo verticaleVTOL del tipo aspinta vettorata, decollano utilizzando un getto d'aria verticale e poi, una volta sollevati, possono avanzare e volare come normali aeroplani. Alcuni considerano in questa categoria anche i cosiddettiSTOL apparecchi a decollo ed atterraggio brevi.
L'inviluppo di volo di un aeromobile si riferisce alle capacità intrinseche di progettazione in termini di velocità,fattore di carico e altitudine.[3][4]
IlBoeing 777-200LR è uno degli aerei di linea con il maggior raggio di percorrenza in grado di volare per oltre metà del giro del mondo.
L'autonomia totale massima è la distanza massima che un aereo può percorrere trail decollo el'atterraggio. L'autonomiadegli aerei a motore è limitata dalla capacità di accumulo di energiadel carburante per l'aviazione (chimica o elettrica) considerando sia i limiti di peso che di volume.[5] L'autonomia degli aerei senza motore dipende da diversi fattori tra i quali la velocità di crociera e le condizioni ambientali. L'autonomia è calcolata come laveloctà al suolo moltiplicata per il tempo. Il tempo massimo di volo per gli aerei a motore è fissato dal carburante disponibile (anche considerando il carburante di riserva) e dal tasso di consumo di carburante. L'Airbus A350-900ULR è tra gli aerei di linea con maggior raggio di percorrenza.[6]
Alcuni velivoli possono estrarre energia dall'ambiente circostante mentre sono in volo (ad esempio, utilizzando l'energia solare o sfruttando le correnti d'aria ascendenti dovute al sollevamento meccanico o termico) o tramite il rifornimento in volo. Questi velivoli potrebbero teoricamente avere un'autonomia infinita.
L'autonomia di volo (o "ferry range") indica la massima autonomia raggiungibile da un aereo impegnato in voli di trasporto. Viene calcolato considerando il massimo caricodi carburante, con eventuali serbatoi extra e un equipaggiamento minimo. L'autonomia di volo si riferisce al trasporto di aerei senza passeggeri o merci.Il raggio d'azione è una misura correlata basata sulla distanza massima che un aereo da guerra può percorrere dalla sua base operativa, raggiungere un obiettivo e tornare al suo aeroporto di origine con la riserva minima.
Dinamica del volo
La dinamica del volo è la scienza che studia l'orientamento e il controllo dei veivoli in tre dimensioni. I tre parametri della dinamica del volo sono gli assi di rotazione in tredimensioni rispetto alcentro di massa del veicolo (cg), noti comebeccheggio,rollio eimbardata. La combinazione tra gli assi è nota comeassetto del velivolo, viene spesso espresso rispetto al volo livellato, ma anche rispetto al terreno durante il decollo o l'atterraggio, o quando si opera a bassa quota. Il concetto di assetto non è strettamente correlato ai velivoli ad ala fissa, ma si estende anche aivelivoli ad ala rotante come elicotteri edirigibili, dove le dinamiche di volo coinvolte nella definizione e nel controllo dell'assetto sono completamente differenti.
I sistemi di controllo regolano l'orientamento di un veicolo rispetto al suo centro di gravità. Un sistema di controllo include superfici di controllo che, quando deflesse, generano un momento (o coppia) rispetto al centro di gravità, che determina la rotazione del velivolo sugli assi del beccheggio, del rollio e dell'imbardata. Ad esempio, un momento sull'asse del beccheggio deriva da una forza applicata a una certa distanza davanti o dietro il centro di gravità, provocherà un aumento o una diminuzione del beccheggio dell'aereo.
Un aereo ad ala fissa aumenta o diminuisce la portanza generata dalle ali inclinando il muso verso l'alto o verso il basso, aumentando o diminuendo l'angolo di attacco (AOA). L'angolo di rollio è anche noto come bank angle. Sugli aerei ad ala fissa, di solito si inclinano le ali per cambiare la direzione orizzontale del volo. Un aereo è progettato per essere aerodinamico dal muso alla coda al fine di ridurrela resistenza aerodinamica, rendendo vantaggioso mantenere l'angolo di sbandamento vicino allo zero. Un aereo può essere deliberatamente "sbandato" per aumentare la resistenza aerodinamica e il rateo di discesa durante l'atterraggio, al fine di mantenere la rotta dell'aereo uguale alla direzione della pista durante gli atterraggi con vento laterale e durante il volo con potenza asimmetrica.[7]
Un aereo ad ala fissa è tipicamente instabile sull'asse del beccheggio, rollio e imbardata. Per aumentare la stabilità del beccheggio e dell'imbardata negli aerei ad ala fissa convenzionali vengono installatistabilizzatori orizzontali e verticali,[8][9] che agiscono in modo simile alle piume su una freccia.[10] Queste superfici stabilizzanti consentono l'equilibrio delle forze aerodinamiche e stabilizzano la dinamica di volo di beccheggio e imbardata.[8][9]
Negli aerei ad ala fissa, vengono utilizzate più superfici di controllo per regolare il rollio, il beccheggio e l'imbardata dell'aereo.Gli alettoni sono superfici incernierate normalmente situate sul bordo posteriore dell'ala. Permettono l'aumento o diminuizione della portanza prodotta da un lato dell'ala, causando l'inclinazione laterale dell'aereo.Gli elevatori, solitamente situati nellostabilizzatore orizzontale, vengono utilizzati per aumentare o diminuire la portanza prodotta dallacoda, causando l'inclinazione dell'aereo verso l'alto o verso il basso, che a sua volta influisce sulla portanza dell'ala. Quando gli alettoni vengono utilizzati per virare un aereo a sinistra, l'alettone destro deve essere inclinato verso il basso, producendo piùresistenza dell'alettone sinistro e causando l'imbardata a destra dell'aereo. Per contrastare questa forza, la maggior parte degli aerei ad ala fissa ha untimone montato sullostabilizzatore verticale che può deviare il flusso d'aria verso la coda a sinistra o a destra per controllare l'imbardata dell'aereo. Negli aeromobili ad ala rotante, il controllo dell'imbardata è ottenuto attraverso l'inclinazione delle pale del rotore, aumentando l'angolo di attacco delle pale da un lato e diminuendo l'angolo di attacco dall'altro. Analogamente al timone degli aerei ad ala fissa, gli aeromobili motorizzati ad ala rotante hanno unrotore di coda, che contrasta il momento rotazionale prodotto dal rotore consentendo all'aereo di virare in volo. Gli aeromobili non motorizzati ad ala rotante[3], comegli autogiri, utilizzano un timone per l'imbardata.
«"… Operational flexibility: … The A350-900 Ultra Long Range (ULR) is the latest variant of the A350 Family. Capable of flying 9,700 nautical miles (18,000 kilometres) non-stop, the A350-900ULR offers the longest range of any commercial airliner in service today. …"»
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