PHAK 4.7 Stalle

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Uno stallo dell’aeromobile risulta da una rapida diminuzione della portanza causata dalla separazione del flusso d’aria dalla superficie delle ali, causata dal superamento dell’AOA critico. Uno stallo può verificarsi a qualsiasi atteggiamento di tono o velocità. Le bancarelle sono una delle aree più fraintese dell’aerodinamica perché i piloti spesso credono che un profilo alare smetta di produrre portanza quando si blocca. In una stalla, l’ala non smette del tutto di produrre portanza; Piuttosto, non può generare un sollevamento adeguato per sostenere il volo di livello. Poiché il coefficiente di portanza (Cl) aumenta con AOA, ad un certo punto i picchi Cl (Cl-Max) e poi scende. La quantità di portanza diminuisce drasticamente dopo aver superato CL-MAX o l’AOA critico, ma non si ferma completamente.

Nella maggior parte degli aerei ad ala dritta, l’ala è progettata per bloccarsi per prima alla radice, quindi lo stallo progredisce verso l’esterno verso l’estremità dell’ala, mantenendo l’efficacia e la controllabilità degli alettoni. I metodi di progettazione per ottenere lo stallo root-first includono “torcendo” l’ala a un AOA più alto alla radice o l’installazione di strisce di stallo sul primo 20-25 percento del bordo d’attacco. La maggior parte degli aerei da addestramento sono progettati per far cadere il muso durante una stalla, riducendo l’AOA e “distaccando” l’ala; Questa tendenza a testa in giù è dovuta al fatto che il CL è a poppa del CG. La gamma CG è molto importante per le caratteristiche di recupero dello stallo: se azionato a poppa del limite posteriore, il pilota potrebbe non essere in grado di generare una forza di ascensore sufficiente per contrastare il peso in eccesso a poppa del CG e recuperare.

La velocità di stallo di un particolare aeromobile non è un valore fisso per tutte le situazioni di volo, ma un dato aeromobile si blocca sempre allo stesso AOA indipendentemente dalla velocità, dal peso, dal fattore di carico o dall’altitudine di densità. Questo AOA critico varia da circa 16° a 20° a seconda del design, ma ogni aereo ha un solo AOA specifico in cui si verifica lo stallo.

Ci sono tre situazioni di volo in cui è possibile superare l’AOA critico: bassa velocità, alta velocità e svolta.

L’aereo può essere bloccato in volo dritto e livellato volando troppo lentamente: al diminuire della velocità dell’aria, l’AOA deve aumentare per mantenere l’ascensore, fino a quando l’ala non produce più portanza sufficiente e l’aereo si blocca.

Per produrre una stalla a bassa velocità non è necessario: l’ala può essere portata ad un’eccessivo AOA a qualsiasi velocità. Ad esempio, in un’immersione a 100 nodi, il pilota tira indietro bruscamente il controllo dell’ascensore. [Figure 4-32]

Figure 4-32. Forces exerted when pulling out of a dive. — Figura 4-32. forze esercitate quando si estrae da un’immersione.

La gravità e la forza centrifuga impediscono un cambiamento immediato della traiettoria di volo, ma l’AOA degli aerei cambia bruscamente da piuttosto basso a molto alto e l’aereo raggiunge l’angolo di stallo a una velocità molto maggiore della normale velocità di stallo. La velocità di stallo è anche più alta in una curva di livello rispetto al volo rettilineo e di livello. [Figure 4-33] La forza centrifuga viene aggiunta al peso dell’aeromobile e l’ala deve produrre un’ulteriore portanza per controbilanciare il carico; Questo sollevamento si ottiene aumentando l’AOA, quindi l’AOA deve aumentare all’aumentare dell’angolo di sponda. Se in qualsiasi momento durante una svolta l’AOA diventa eccessivo, l’aereo si blocca.

Figure 4-33. Increase in stall speed and load factor. — Figura 4-33. Aumento della velocità di stallo e del fattore di carico.

Per bilanciare l’aeromobile in modo aerodinamico, il CL è normalmente posizionato a poppa del CG. Sebbene questo renda l’aereo intrinsecamente pesante, il downwash sullo stabilizzatore orizzontale contrasta questa condizione. Nel punto di stallo, quando la forza verso l’alto delle ali si solleva e la forza della coda verso il basso cessa, una condizione sbilanciata consente all’aereo di inclinarsi bruscamente, ruotando intorno al suo CG; L’AOA diminuisce, la velocità aumenta, il flusso d’aria regolare sull’ala riprende, l’ascensore ritorna e l’aereo sta volando di nuovo. Una notevole altitudine può essere persa prima del completamento di questo ciclo.

Deve essere considerata anche la forma del profilo alare e il degrado di quella forma: se si accumulano ghiaccio, neve o gelo sulla superficie, il flusso d’aria liscio viene interrotto, lo strato limite si separa con un AOA inferiore rispetto all’angolo critico e la portanza è notevolmente ridotta. [Figure 4-34] Un minimo di 0,8 millimetri di ghiaccio sulla superficie dell’ala superiore aumenta la resistenza e riduce la portanza del 25%.

Figure 4-34. In-flight ice formation. — Figura 4-34. Formazione di ghiaccio in volo.

I piloti possono incontrare la glassa in qualsiasi stagione, ovunque, ad altitudini fino a 18.000 piedi e talvolta più alte. I piccoli aerei, compresi gli aerei pendolari, sono i più vulnerabili perché volano ad altitudini più basse dove il ghiaccio è più diffuso e spesso mancano dei meccanismi anti-ghiaccio comuni sugli aerei a reazione.

La glassa può verificarsi nelle nuvole ogni volta che la temperatura scende sotto lo zero e le goccioline super raffreddate si accumulano su un aereo e si congelano. (Le goccioline super raffreddate sono ancora liquide anche se la temperatura è inferiore a 32 °F / 0 °C.)