Aereo: Dominio nella guerra moderna

Di Fouad Sabry

Cos'è l'aereo

Un aereo è un veicolo in grado di volare ottenendo supporto dall'aria. Contrasta la forza di gravità utilizzando la portanza statica o la portanza dinamica di un profilo alare o, in alcuni casi, la spinta diretta verso il basso dai suoi motori. Esempi comuni di aeromobili includono aeroplani, elicotteri, dirigibili, alianti, paramotori e mongolfiere.

Come trarrai vantaggio

(I) Approfondimenti, e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Velivolo

Capitolo 2: VTOL

Capitolo 3: Ala

Capitolo 4: Aerei senza motore

Capitolo 5: Aerei ad ala fissa

Capitolo 6: Volo

Capitolo 7: Storia dell'aviazione

Capitolo 8: Ventilatore intubato

Capitolo 9: Elenco degli aerei sperimentali

Capitolo 10: Aeroplano

(II) Rispondere alle principali domande del pubblico sugli aerei.

A chi è rivolto questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che desiderano andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di velivolo.

 

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 18 giu 2024

Anteprima del libro

Capitolo 1: Aeromobili

Un veicolo o un'attrezzatura che è in grado di volare ricevendo assistenza dall'aria che lo circonda è indicato come aeromobile. Lo fa utilizzando la portanza statica o utilizzando la portanza dinamica fornita da un profilo alare, a seconda della situazione.

Aviazione è il termine usato per riferirsi a tutte le attività umane che ruotano intorno agli aeroplani. Aeronautica è il nome dato allo studio scientifico del volo, che include la pianificazione e la costruzione di aeromobili. I velivoli con equipaggio sono pilotati da un pilota fisicamente presente a bordo, mentre i velivoli senza pilota possono essere comandati a distanza o volare da soli utilizzando i computer di bordo. Esistono diverse categorie che possono essere utilizzate per classificare gli aeromobili, tra cui il tipo di portanza, la propulsione dell'aeromobile, l'uso e altri.

Tuttavia, l'ascensione in prima persona – e la discesa sicura – nei tempi moderni è stata eseguita da mongolfiere più grandi costruite nel XVIII secolo. I modellini volanti e i resoconti del volo con equipaggio risalgono a molti secoli fa. Entrambe le guerre mondiali hanno portato a significativi balzi in avanti in termini di sviluppo tecnologico. Di conseguenza, lo sviluppo degli aeromobili può essere suddiviso nelle seguenti cinque epoche:

Coloro che sono stati determinanti nello sviluppo del volo dai suoi primi tentativi fino al 1914.

La prima guerra mondiale durò dal 1914 al 1918.

Dalle guerre, tra il 1918 e il 1939, ci fu un boom dell'aviazione.

La seconda guerra mondiale durò dal 1939 al 1945.

Gli anni dal 1945 ad oggi costituiscono l'era del dopoguerra, comunemente nota come l'era del jet.

Più o meno allo stesso modo in cui le navi galleggiano sull'acqua usando la galleggiabilità, gli aerostati sfruttano questa proprietà per consentire loro di galleggiare nell'aria. Si distinguono per avere una o più enormi celle o baldacchini che sono riempiti con un gas che ha una densità relativamente bassa, come elio, idrogeno o aria calda, e che è meno denso dell'aria che si trova tutt'intorno a loro. Quando il peso di questo viene aggiunto al peso della struttura dell'aeromobile, il peso totale dell'aeromobile e dei suoi componenti è uguale al peso dell'aria spostata dall'aeromobile.

Le piccole mongolfiere, note anche come lanterne volanti, sono state inventate per la prima volta nell'antica Cina prima del III secolo a.C. e sono state utilizzate principalmente nelle celebrazioni culturali. Erano solo il secondo tipo di aereo a volare, il primo erano gli aquiloni, che furono inventati per la prima volta nell'antica Cina oltre duemila anni fa. Le lanterne volanti erano il secondo tipo di aereo a volare. (Vedi Dinastia Han)

La parola pallone inizialmente si riferiva a qualsiasi aerostato, ma il termine dirigibile si riferiva a grandi progetti di aerei a motore, spesso ad ala fissa, anche se all'epoca non ne era stato prodotto nessuno. L'introduzione di palloni motorizzati, a volte noti come palloni dirigibili, e, successivamente, di scafi solidi che consentivano un significativo aumento delle dimensioni, iniziò a influenzare il modo in cui queste frasi venivano utilizzate nel linguaggio comune. Gli Zeppelin erano i più grandi e noti tra gli aerostati a motore che furono creati. Questi aerostati si distinguevano per una solida struttura esterna e una distinta pelle aerodinamica che circondava le sacche di gas. A causa del fatto che non esistevano ancora aerei con ali fisse o palloni non rigidi abbastanza grandi da essere soprannominati dirigibili, il termine dirigibile divenne sinonimo dell'aereo in questione. L'uso di questi dirigibili divenne obsoleto a causa di una serie di incidenti, il più notevole dei quali fu l'affondamento dell'Hindenburg nel 1937. Al giorno d'oggi, un aerostato non alimentato è indicato come pallone, mentre un aerostato alimentato è chiamato dirigibile.

Il termine dirigibile si riferisce a un aerostato che può essere spinto e guidato. A volte questa frase è usata esclusivamente in riferimento a palloni non rigidi, mentre altre volte un pallone dirigibile è considerato un dirigibile (che può quindi essere rigido o non rigido). Le varietà non rigide di dirigibili hanno una sacca di gas che è solo un po' aerodinamica e ha pinne stabilizzatrici nella parte posteriore del veicolo. Questi sono stati rapidamente riconosciuti come dirigibili nel settore. Questa forma era comunemente usata per i palloni legati durante la seconda guerra mondiale a causa della sua capacità di ridurre la quantità di pressione esercitata sul cavo e di stabilizzare il pallone quando esposto a condizioni ventose. Insieme allo sviluppo del design, è entrato in uso il soprannome di dirigibile. Un dirigibile può essere un dirigibile o un dirigibile senza motore o alimentato nei tempi contemporanei di oggi; Tuttavia, il termine dirigibile si riferisce a qualsiasi piccolo dirigibile o dirigibile.

Gli aerei che sono più pesanti dell'aria, come gli aeroplani, devono escogitare un metodo per forzare l'aria o il gas verso il basso al fine di innescare una risposta che, secondo le equazioni del moto di Newton, spingerebbe l'aereo più in alto. L'origine della frase può essere fatta risalire a questo rapido movimento nell'aria. La produzione di spinta dinamica verso l'alto può essere realizzata in due modi: tramite l'uso della portanza aerodinamica o della portanza motorizzata sotto forma di spinta del motore.

Il tipo più diffuso di portanza è la portanza aerodinamica, che prevede l'uso di ali. Gli aerei ad ala fissa mantengono la loro altitudine spostando le ali in avanti, mentre gli aeromobili ad ala rotante mantengono l'altitudine facendo ruotare rotori a forma di ala che sono spesso indicati come ali rotanti. Un'ala è una superficie planare e orizzontale che è spesso modellata come un profilo alare se vista in sezione trasversale. Per creare portanza e consentire il volo, l'aria deve passare sopra l'ala. Tessuto o altri fogli sottili di materiale sono spesso utilizzati per costruire ali flessibili, che vengono poi tese su una struttura rigida. Il movimento di un aquilone è determinato dalla velocità del vento che passa sopra le sue ali, che possono essere flessibili o rigide, fisse o rotazionali. Un aquilone è ancorato al suolo.

Affinché l'aeromobile raggiunga la portanza motorizzata, la spinta del motore deve essere diretta verticalmente verso il basso. I velivoli V/STOL, come l'Harrier Jump Jet e il Lockheed Martin F-35B, sono in grado di decollare e atterrare verticalmente utilizzando la portanza motorizzata e quindi di passare al volo stabile utilizzando la portanza aerodinamica.

Sebbene un razzo di per sé non sia spesso considerato un'aerodina poiché non si basa sull'aria per la sua portanza (e può anche volare nello spazio), diversi veicoli aerodinamici sono stati spinti o aiutati da motori a razzo. Un razzo di per sé non è considerato un'aerodina. C'è una piccola possibilità che i missili a razzo che guadagnano portanza aerodinamica ad altissima velocità a causa del flusso d'aria sui loro corpi abbiano successo.

L'aquilone è considerato l'antenato dell'aeroplano ad ali fisse. Un aereo ad ala fissa utilizza la sua velocità di avanzamento per produrre un flusso d'aria sulle ali, mentre un aquilone è ancorato al suolo e dipende dal vento che soffia sulle sue ali per dare portanza. Questo è in contrasto con un aereo che ha ali mobili, che utilizza la sua velocità di avanzamento. Gli aquiloni sono accreditati come il primo tipo di aereo a volare e la sua invenzione può essere fatta risalire alla Cina intorno al 500 a.C. Prima che fossero disponibili aerei di prova, gallerie del vento e programmi di modellazione al computer, una quantità significativa di studi sull'aerodinamica è stata condotta utilizzando gli aquiloni.

Gli alianti sono stati i primi velivoli più pesanti dell'aria in grado di eseguire un volo controllato e senza vincoli. Nel 1853, l'aliante di George Cayley fu utilizzato per compiere il primo volo veramente umano e controllato. Cayley era il progettista dell'aliante.

A Wilbur e Orville Wright è attribuita l'invenzione del primo velivolo pratico, motorizzato e ad ala fissa, spesso noto come aeroplano o aeroplano. Oltre alla modalità di propulsione, la configurazione delle ali di un velivolo ad ala fissa è spesso considerata la caratteristica distintiva di questo tipo di velivolo. Di seguito sono riportati gli aspetti più significativi delle ali:

La quantità di ali di un aereo, come un monoplano, un biplano, ecc.

Il supporto per l'ala può essere rinforzato o a sbalzo, rigido o flessibile.

La forma in pianta dell'ala, che include il rapporto d'aspetto, l'angolo di spazzata e qualsiasi cambiamento durante l'apertura dell'ala (inclusa l'importante classe di ali a delta).

Dove si trova lo stabilizzatore orizzontale, se presente.

Angolo diedro: positivo, zero o negativo (anedrico).

Durante il volo, le ali di un aeromobile a geometria variabile possono essere configurate in una varietà di modi diversi.

Anche se potrebbe avere diverse piccole vesciche o baccelli, un'ala volante non ha una fusoliera. L'opposto di questo è un corpo di sollevamento, che non ha ali ma può avere modeste superfici stabilizzanti e di controllo. Un esempio di questo potrebbe essere un elicottero.

Nella maggior parte dei casi, i veicoli che volano utilizzando la terra come fonte di sollevamento non sono classificati come aeromobili. Durante il decollo, volano in modo efficiente molto vicino alla superficie del suolo o dell'acqua, in modo simile a come fanno gli aerei convenzionali. Un esempio di questo potrebbe essere l'ekranoplan russo, a volte noto come il mostro marino del Caspio. Tuttavia, ciò è dovuto principalmente al fatto che gli aerei a propulsione umana sono così sottodimensionati; In realtà, la cellula è in grado di volare più in alto di quanto non sia attualmente.

Gli aeromobili ad ala rotante, spesso noti come velivoli ad ala rotante, generano portanza con l'aiuto di un rotore rotante che ha pale a profilo alare (un'ala rotante). Esistono una varietà di tipi ibridi, come girodini e elicotteri composti, oltre a tipi come elicotteri e autogiri.

I rotori degli elicotteri sono ruotati da un albero alimentato dal motore. Per generare portanza, il rotore spinge l'aria verso il basso. Quando il rotore è inclinato in avanti, il flusso verso il basso è inclinato all'indietro, il che produce una spinta che consente all'aereo di andare avanti. Alcuni elicotteri hanno più di un rotore e un numero selezionato di essi ha rotori che vengono fatti girare da getti di gas situati all'estremità delle pale.

I rotori negli autogiri non sono alimentati in alcun modo e si basano invece su un propulsore separato per generare la spinta. Il rotore è inclinato all'indietro. L'autogiro viaggia in avanti, il che fa sì che l'aria spinga verso l'alto sopra il rotore, che a sua volta fa girare il rotore. A causa di questa rotazione, la velocità del flusso d'aria attraverso il rotore aumenta, che a sua volta fornisce portanza. Gli aquiloni a rotore sono essenzialmente autogiri senza motore che possono essere trainati per ottenere il movimento in avanti o attaccati a un'ancora statica per ottenere il volo con aquiloni in presenza di vento forte.

I ciclogiri sono caratterizzati dall'avere ali che ruotano orizzontalmente attorno a un asse.

Le ali degli elicotteri ad ala cilindrica possono contribuire alla portanza in avanti in qualsiasi quantità, da zero al cento per cento. Questi tipi di aeromobili non sono più classificati come velivoli ad ala rotante, ma piuttosto come tipi di sollevamento a motore. Gli aerei convertiplani, gli aerei ad ala inclinabile, gli aerei con coda e gli aerei coleotteri sono tutti dotati di rotori o eliche orizzontali durante il volo verticale e verticali durante il volo in avanti. Esempi di convertiplani includono il Bell Boeing V-22 Osprey.

Un corpo di sollevamento è un tipo specifico di corpo dell'aeromobile che è stato progettato per fornire portanza. Se ci sono delle ali, sono troppo piccole per generare una notevole quantità di portanza e vengono invece utilizzate solo per scopi di controllo e stabilità. I corpi di sollevamento sono inefficienti perché hanno molta resistenza, o resistenza, e quindi devono muoversi molto rapidamente per creare una portanza sufficiente per volare. Anche se lo Space Shuttle non ha un corpo di sollevamento, la maggior parte dei prototipi di ricerca che hanno portato ad esso, come il Martin Marietta X-24, avevano corpi di sollevamento. Inoltre, diversi missili supersonici vengono sollevati dal flusso d'aria che passa su un corpo tubolare.

Le capacità di decollo e atterraggio verticale dei tipi di sollevatori motorizzati dipendono dalla portanza derivata dal motore (VTOL). Per il volo orizzontale, la maggior parte delle varietà passa all'uso della portanza fornita dalle loro ali fisse. Esistono diverse classi di tipi di sollevatori a motore, alcuni dei quali includono aerei a decollo e atterraggio verticale, come l'Harrier Jump Jet, e convertiplani, come il Bell Boeing V-22 Osprey. Ci sono alcuni progetti sperimentali là fuori, come le piattaforme volanti personali a ventaglio e i jetpack, che dipendono completamente dalla forza di un motore per produrre portanza durante l'intero volo. I concetti di ricerca per i velivoli a decollo e atterraggio verticale includono il Rolls-Royce Thrust Measuring Rig.

La portanza è fornita dall'effetto Magnus all'aereo progettato da Flettner, che ha al posto di un'ala fissa convenzionale un cilindro rotante.

L'ornitottero raggiunge il movimento in avanti battendo le ali come un uccello.

I giocattoli e i prodotti per il tempo libero, così come i nano aerei, sono esempi dei tipi più piccoli di aeromobili.

Secondo i rapporti, il British Airlander 10, un dirigibile ibrido con caratteristiche di elicottero e ala fissa, è in grado di raggiungere velocità fino a 90 mph (140 km/h; 78 nodi) e un'autonomia in volo di due settimane con un carico utile fino a 22.050 libbre. Misura 302 piedi (92 metri) di lunghezza. A partire dal 2016, il British Airlander 10 è l'aereo più grande sia per dimensioni che per volume (10.000 kg).

L'X-43A Pegasus della NASA, un velivolo sperimentale sperimentale ipersonico con motore a scramjet, ha raggiunto il volo più veloce registrato e il volo aereo più veloce registrato di un aereo a respirazione d'aria a Mach 9,6, esattamente 3.292,8 m/s (11.854 km/h; 6.400,7 kn; 7.366 mph). Questo volo è stato registrato esattamente a 3.292,8 m/s. Nel suo terzo e ultimo volo, avvenuto il 16 novembre 2004, l'X-43A raggiunse questo nuovo punto di riferimento, oltre a battere il proprio record mondiale di Mach 6,3,