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Inoltre, un particolare pensiero va al mio Relatore Prof. Ing. Piero
Bonicelli della Vite, per i preziosi suggerimenti che mi sono stati
forniti.
Per finire con i vari ringraziamenti desidero farne uno in particolare al
mio amico N. De Rito per i suoi validi consigli e aiuti sulla parte
grafica della Tesi .
1-L’AEROMOBILE
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1.1 Definizioni
L’aeromobile, detto anche più brevemente aereo, è ogni apparecchio
idoneo a sollevarsi, sostenersi e muoversi nell’atmosfera, per mezzo
della reazione dell’aria.
Tale sostentazione può essere di natura statica (spinta di Archimede),
se dovuta all’effetto delle pressioni indipendentemente dal moto
rispetto all’aria, oppure di natura dinamica, se dovuta all’effetto delle
pressioni e depressioni che si esercitano sulle superfici dell’aeromobi-
le, o su parti (ali) di esso, in conseguenza del moto relativo aria-aereo.
Secondo questo criterio gli aerei si distinguono in aeromobili a
sostentazione prevalentemente statica (aerostati) e in aeromobili a
sostentazione prevalentemente dinamica (aerodine).
1.2 Caratteristiche generali degli aerei
1.2.1 Descrizione dell’aeroplano
L’aeroplano è un aeromobile che trae la propria capacità di sostenta-
zione, a terra dal carrello, in volo dal sistema alare soggetto all’in-
sieme di pressioni e depressioni provocate dalla sagoma del profilo
alare in moto relativo rispetto all’aria.
In un aeromobile sono presenti diverse forze contemporaneamente: il
peso dell’aereo (peso proprio più carichi vari, combustibili, di servizio
e paganti), la spinta propulsiva data dagli organi propulsori (eliche,
jets), la resistenza al moto (dell’aria, sempre presente, e di
rotolamento delle ruote, solo a terra) ed infine le reazioni di
sostentazione che si sviluppano sotto le ruote nella fase a terra e sulle
ali (portanza) nella fase di volo. Questo insieme di forze (Fig. 1.1)
deve dare origine ad un sistema in equilibrio, in modo tale da
permettere il moto dell’aereo nelle condizioni volute per assicurare
l’effettuazione del trasporto nelle condizioni di sicurezza e regolarità.
1-L’AEROMOBILE
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Fig. 1.1 - Sistema di forze agenti sull’aereo
Le parti principali che costituiscono un aeromobile, e le relative
funzioni, sono (elencate in Fig. 1.2) l’Ala, i Piani di coda (o
Impennaggi), la Fusoliera, il Gruppo Motopropulsore, il Complesso di
atterraggio e i Compensatori.
L’ala, consente la sostentazione aerodinamica del velivolo ed ha di
solito i serbatoi del carburante; è costituita da due parti, rigidamente
unite alla fusoliera, chiamate semiala sinistra e semiala destra, ed è
provvista di elementi mobili complementari, i più importanti dei quali
sono i flaps e gli alettoni, che permettono rispettivamente di avere una
maggiore superficie alare allo scopo di aumentare la portanza, e di
controllare i movimenti dell’aeromobile intorno al suo asse longitudi-
nale.
I piani di coda, invece, assicurano la stabilità del velivolo e la mano-
vrabilità intorno all’asse verticale ed a quello trasversale; sono formati
da due elementi orizzontali e da uno verticale, ognuno composto da
una parte fissa, denominata "piani fissi orizzontali" e "piano fisso
verticale" il quale consentono la stabilità dell’aeromobile, e da una
parte mobile, chiamata "piani mobili orizzontali" e "piano mobile
verticale". I piani mobili orizzontali, permettono di verificare i
movimenti dell’aeroplano intorno all’asse trasversale, mentre il piano
1-L’AEROMOBILE
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mobile verticale, consente di controllare i movimenti del velivolo in-
torno all’asse verticale.
La fusoliera è la parte dell’aeromobile che collega l’ala ai piani di
coda ed è anche sede sia dei comandi di volo che dell’equipaggio.
Il gruppo motopropulsore, invece, procura all’aeroplano la spinta per i
suoi movimenti a terra, la velocità sufficiente per il sostentamento
nonché per il raggiungimento e il conseguente mantenimento della
quota di volo prefissata.
Il complesso di atterraggio sostiene l’aeromobile quando tocca terra e
consente di svolgere sia il decollo che l’atterraggio nonché il
rullaggio; è costituito da un carrello principale e da uno anteriore,
disposti con il sistema a triciclo.
Infine i compensatori sono posti sugli elementi mobili dell’ala e dei
piani di coda e servono per correggere leggere anomalie di assetto
dell’aeromobile; tali anomalie possono essere causate da diversi
fattori, quali fattori atmosferici e aerodinamici, da variazioni delle
condizioni di bilanciamento dell’aereo durante il volo, oppure dalla
ripartizione del carico a bordo.
Fig. 1.2 - Parti essenziali e assi di riferimento di un aereo
1-L’AEROMOBILE
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L’aereo, con tutti i suoi maggiori componenti strutturali e aerodinami-
ci, è descritto in Fig. 1.3, e può distinguersi in tre sottosistemi
principali: la "fusoliera", che è il corpo che ha i sistemi di guida e
controllo del moto, ed i carichi sia utili che di servizio, il
"motopropulsore", formato dai motori, e infine il "sistema di
sostentazione e guida", costituito dalle ali e piani di coda nel moto in
aria, e dal carrello nel moto a terra.
Fig. 1.3 - Descrizione dell’aereo tipo
1-L’AEROMOBILE
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1.2.2 Forma e dimensioni caratteristiche degli
aerei
Per quanto riguarda le dimensioni caratteristiche degli aerei in Tab.
1.1 sono riportate le dimensioni tipiche di alcuni velivoli , mentre in
Tab. 1.2 quelle di alcuni rodiggi.
CLASSE
DI
LUNGHEZZA
TIPO DI AEREO
LUNGHEZZA
FUORI TUTTO
(METRI)
ALTEZZA
MASSIMA
(METRI)
APERTURA
ALARE
(METRI)
LUNGO
BOEING 747
LOCKHEED
TRISTAR L011
70,66
50,05
19,33
16,87
59,64
50,09
MEDIO
LUNGO
MCDONNEL
DUGLAS
DC9 / MD80
AIRBUS A300
TUPOLEV
TU154
BOEING 767
BOEING
737/300
MCDONNEL
DUGLAS
MD 87 : 90
45,06
54,08
47,90
48,51
33,40
39,75
9,04
16,62
11,40
15,85
11,13
9,30
32,87
44,84
37,35
47,57
28,88
32,87
MEDIO
CORTO
AIRBUS A310
FOKKER 100
46,66
35,53
15,80
8,50
43,89
28,08
Tab.1.1 - Dimensioni di alcuni aerei
1-L’AEROMOBILE
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CLASSE
DI
LUNGHEZZA
TIPO DI AEREO
CARREGGIATA
CARRELLO
(METRI)
PASSO
CARRELLO
(METRI)
LUNGO
BOEING 747
LOCKHEED
TRISTAR L011
11,00
25,60
18,90
MEDIO
LUNGO
MCDONNEL
DUGLAS
DC9 / MD80
AIRBUS A300
TUPOLEV TU 154
BOEING 767
BOEING 737 / 300
MCDONNEL
DUGLAS
MD 87 : 90
5,08
9,60
11,50
9,30
5,23
5,08
22,07
18,60
18,92
19,69
12,45
19,18
MEDIO
CORTO
AIRBUS A310
FOKKER 100
9,60
5,04
15,21
14,01
Tab. 1.2 - Carrelli (rodiggi) di alcuni aerei
Le forme e le caratteristiche di un aereo, invece, sono indicate in Fig.
1.4, così come in Fig. 1.5 è indicato lo spazio d’ingombro planime-
trico dell’aeromobile durante una rotazione intorno al punto O con
raggio di volta minima.
1-L’AEROMOBILE
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Fig. 1.4 - Caratteristiche dell’aereo tipo
Fig. 1.5 - Ingombro dell’aereo in rotazione con raggio di volta
minimo
1-L’AEROMOBILE
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1.2.3 La struttura
La fusoliera è l’elemento di contenimento e di trasporto del carico
pagante. La sua struttura ha una forma cilindrica e la sua armatura è
ottenuta da un insieme di travi longitudinali, chiamati "correntini" e
da cerchiature circolari, chiamate "ordinate".
La loro presenza ha le seguenti motivazioni:
- necessità di resistere alle sollecitazioni come le depressioni ad alte
quote, flessioni longitudinali dovuti ai carichi distribuiti e degli
appoggi concentrati nonché dalle torsioni per effetto di sollecitazioni
diversificate sulle ali;
- necessità di contenere un certo tipo di carico che ha bisogno di una
superficie piana di appoggio che è costituita da longheroni e travi
trasversali i quali provocano anche un effetto di irrobustimento della
struttura;
- possibilità di sfruttare gli spazi residui sottostanti il pavimento per il
trasporto di oggetti minori come i bagagli dei passeggeri, o di
contenitori opportunamente sagomati.
Il corpo cilindrico è costituito, come si vede dalla Fig. 1.6, da un
insieme di correntini (longitudinali) bloccati fra loro da anelli, detti
"ordinate". All’ interno, il corpo cilindrico, è attraversato, orizzon-
talmente, da un pavimento che suddivide lo spazio in due parti: una
parte superiore dove vengono posti i passeggeri negli aerei civili o il
carico merci in quelli cargo, ed una parte inferiore dove vengono
sistemati i bagagli dei passeggeri o altra parte del carico merci,
utilizzando dei speciali containers di forma trapezoidale. Il pavimento,
formato da una orditura di longheroni longitudinali e di travi
trasversali, contribuisce all’irrigidimento della struttura cilindrica,
soprattutto per gli effetti torsionali. L’aereo, in generale, può essere
schematicamente ridotto per lo studio del problema del trasporto
nonché del carico/scarico a terra, ad un corpo cilindrico contenente il
carico utile, appoggiato sul triciclo (a terra) o sulle ali (in volo),
comprendente la cabina di pilotaggio così come altri vani di servizio.
1-L’AEROMOBILE
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Fig. 1.6 - Struttura portante dell’aereo
Il combustibile viene inserito nelle ali con l’obbiettivo di mantenere
bilanciato l’aereo al variare del peso del combustibile durante il volo,
a causa del consumo.