Domanda su turbolenza e assetto aeromobile


jetboy

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3 Luglio 2008
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Ciao a tutti. Ho una domanda tecnica come da titolo da sottoporre agli esperti.
Questa notte volando sopra l'atlantico (l'aereo era un A340 di AF), abbiamo incontrato una zona di moderata turbolenza.
Dopo pochi secondi ho sentito un deciso aumento di potenza dei motori e contemporaneamente (ed è questa la cosa che mi ha sorpreso) sono stati estesi i diruttori. Il tutto mantenendo un assetto orizzontale in rollio e una decisa cabrata. Da profano mi sono chiesto come le tre cose, diruttori- potenza- assetto, potessero convivere. Avete spiegazioni? Grazie!
 
Ciao a tutti. Ho una domanda tecnica come da titolo da sottoporre agli esperti.
Questa notte volando sopra l'atlantico (l'aereo era un A340 di AF), abbiamo incontrato una zona di moderata turbolenza.
Dopo pochi secondi ho sentito un deciso aumento di potenza dei motori e contemporaneamente (ed è questa la cosa che mi ha sorpreso) sono stati estesi i diruttori. Il tutto mantenendo un assetto orizzontale in rollio e una decisa cabrata. Da profano mi sono chiesto come le tre cose, diruttori- potenza- assetto, potessero convivere. Avete spiegazioni? Grazie!
Ciao Jetboy, provo a risponderti dal basso delle mie conoscenze.
Deciso aumento di potenza dei motori: normalmente alle alte quote i motori girano già ad una potenza vicino alla massima (85% di N1 circa) e per arrivare alla massima (che non è 100%) c'è poca variazione, per quanto percettibile soprattutto se seduti in posti dietro l'ala. Il 340 potrebbe aver chesto di salire, per evitare la turbolenza ed aver incontrato uno "shear orizzontale" (cambiamento della direzione o dell'intensità del vento) che potrebbe aver fatto "scattare" la protezione di alta velocità di cui il 340 è dotato: esso consiste in una cabrata comandata dall'autopilota.
Altrettanto, i piloti accortisi di stare entrando in overspeed (eccesso di VMO-MMO velocità massima operativa, mach massimo operativo) potrebbero aver deciso di estrarre gli aerofreni per arginare l'overspeed rapidamente.
Non so quanto quest'ultima pratica alle alte quote sia conveniente in quanto si potrebbe incorrere nell'effetto opposto, ovvero lo stallo di bassa associato a un decadimento repentino della velocità.
 
Ciao Jetboy, provo a risponderti dal basso delle mie conoscenze.
Deciso aumento di potenza dei motori: normalmente alle alte quote i motori girano già ad una potenza vicino alla massima (85% di N1 circa) e per arrivare alla massima (che non è 100%) c'è poca variazione, per quanto percettibile soprattutto se seduti in posti dietro l'ala. Il 340 potrebbe aver chesto di salire, per evitare la turbolenza ed aver incontrato uno "shear orizzontale" (cambiamento della direzione o dell'intensità del vento) che potrebbe aver fatto "scattare" la protezione di alta velocità di cui il 340 è dotato: esso consiste in una cabrata comandata dall'autopilota.
Altrettanto, i piloti accortisi di stare entrando in overspeed (eccesso di VMO-MMO velocità massima operativa, mach massimo operativo) potrebbero aver deciso di estrarre gli aerofreni per arginare l'overspeed rapidamente.
Non so quanto quest'ultima pratica alle alte quote sia conveniente in quanto si potrebbe incorrere nell'effetto opposto, ovvero lo stallo di bassa associato a un decadimento repentino della velocità.

Grazie mille! mi sembra plausibile anche perchè non abbiamo praticamente variato la quota. In ogni caso, commento personale, è stata una senzazione tutt'altro che piacevole
 
Non so quanto quest'ultima pratica alle alte quote sia conveniente in quanto si potrebbe incorrere nell'effetto opposto, ovvero lo stallo di bassa associato a un decadimento repentino della velocità.

La resistenza provocata dai diruttori, a parità di velocità, è però inferiore a quote più elevate.
Inoltre, è possibile che i diruttori siano stati azionati per creare turbolenza sull'ala e quindi maggiore stabilità?
 
La resistenza provocata dai diruttori, a parità di velocità, è però inferiore a quote più elevate.
Inoltre, è possibile che i diruttori siano stati azionati per creare turbolenza sull'ala e quindi maggiore stabilità?

Ad alte quote, o meglio ad elevati pesi e prossimi alla tangenza massima operativa, si vola spesso vicino all'apice della curva del "buffet onset": il margine tra Vs1g e VMO può essere di 20/30 nodi solo. Lo speed brake (diruttore, in italiano, è un termine che mi piace molto) agisce nella curva del buffet onset in maniera negativa, abbassandone il suo apice (qualsiasi high lift device creerebbe resistenza, quindi richiederebbe maggior portanza, schiacciando verso il basso il margine).
In realtà il mio commento andrebbe contestualizzato all'accaduto. Airbus suggerisce di lasciar agire i sistemi automatici di protezione dall'overspeed ( commanded pitch up) per non infilarsi in situazioni spiacevoli.
 
Inoltre, è possibile che i diruttori siano stati azionati per creare turbolenza sull'ala e quindi maggiore stabilità?

Scusa se torno sulla tua affermazione, ma questo punto lo avevo letto di fretta...
Energizzare lo strato limite tramite l'uso dei diruttori, altrimenti detti 'aerofreni' alias 'spoilers', aerodinamicamente è un ossimoro. Infatti la parola spoilers sta a significare che 'spogliano' l'ala dalla portanza su di essa esercitata. Per rienergizzare lo strato limite (boundary airfoil) vengono applicate sull'ala delle piccole alettine verticali (ne fanno largo uso i profili aerodinamici delle ali del B737/728/757/767/777 e forse anche 747 ma non me lo ricordo di preciso) della grandezza di pochi centimetri che non sono 'normali' al flusso alare ma quasi paralleli/angolati.
Il tuo concetto potrebbe trovare maggiore applicazione alle basse velocità, fermo restando che se sono vicino allo stallo, l'ultima cosa da fare sarebbe quella di usare i diruttori (anzi, meglio non farla proprio....).
 
Grazie mille, a volte i miei studi si rivelano ben troppo teorici :)
 
Altrettanto, i piloti accortisi di stare entrando in overspeed (eccesso di VMO-MMO velocità massima operativa, mach massimo operativo) potrebbero aver deciso di estrarre gli aerofreni per arginare l'overspeed rapidamente.
Non so quanto quest'ultima pratica alle alte quote sia conveniente in quanto si potrebbe incorrere nell'effetto opposto, ovvero lo stallo di bassa associato a un decadimento repentino della velocità.

Su Airbus estrarre gli speedbrake (tutti alla bisogna) e' proprio la tecnica da usare prevista dalle procedure di overspeed prevention e recovery.
In caso di turbolenza forte, se entra la high speed protection (pitch up) l'ap si stacca. Se non sbaglio (poi controllo) l'attivazione della protezione e' una delle condizioni che ne causa il distacco.
 
Ultima modifica:
Su Airbus estrarre gli speedbrake (tutti alla bisogna) e' proprio la tecnica da usare prevista dalle procedure di overspeed prevention e recovery.
In caso di turbolenza forte, se entra la high speed protection (pitch up) l'ap si stacca. Se non sbaglio (poi controllo) l'attivazione della protezione e' una delle condizioni che ne causa il distacco.
Hai controllato?
Hai capito che stavo parlando di overspeed ad alta quota con margini di stallo di alta e bassa velocità molto ridotti in quanto prossimi al recommended maximum ceiling?
Detto questo ti confermo che la overspeed recovery richiede l'utilizzo dell'aerofreno "alla bisogna", ma la notarella riportata appena sotto fa anche notare che alle alte quote (da cui la mia pallosa spiegazione di prima) meglio andarci molto cauti con lo speed brake in quanto i margini di velocità (speed envelope) si riducono drasticamente.
Allo stesso modo, il manuale ti dice "autopilot: keep on", ma come tu fai giustamente notare, se la overspeed protection si attiva, l'autopilota si sgancia...uhm...
Per cercare di essere semplice (nella mia pallosa osservazione di cui sopra, e due!) ho parlato di "autopilota", ma in effetti trattasi di protezione automatica che induce un continuo pitch up.
Visto poi che sti giorni sono a Blagnac, che sono circondato da test pilots e ingegneri vari, ho domandato per confutare ogni mio dubbio sull'argomento, e la risposta ottenuta è stata proprio quella che alle alte quote, meglio evitare l'aerofreno e preferire che la protezione si faccia carico di alleviare l'overspeed.
Faccio notare che la overspeed recovery che tu citi vale per tutte le quote e tutte le configurazioni, ma poi bisogna contestualizzarla e bilanciarne le conseguenze della sua applicazione. Altrimenti non ti avrebbero messo la nota
Note: The use of speed brakes results in a reduction of the speed envelope.
 
Ciao Oneshot, pensi quindi che la soluzione dovrebbe essere lasciar lavorare la protezione, quindi andando in cabrata in uno spazio RVSM, aumentando angolo di attacco e carico alare?
Permettimi di non essere d'accordo, la procedura data da costruttore è la corretta, e un po' di speedbrake necessario
Oltretutto, se stai volando con un margine così risicato in un jetstream, è comunque meglio prevedere problemi e magari scendere un paio di livelli

Anche se vicino al MAX RECcomended Ceiling e la tua velocità è ECON o LRC, dovresti comunque avere un margine di circa M 0.05 prima della protezione, e almeno altri 0.05 sopra alla Vls, e un buon margine al di sopra della Vstall
Sicuramente bisogna muoversi con attenzione, ma ricordiamo anche che toccare la Vls non fa cadere l'aereo
 
Procedure complete (A320)

OVERSPEED PREVENTIONThe flight crew should apply the OVERSPEED PREVENTION procedure if the aircraft encounters significant speed variations close to VMO/MMO during the flight.
In this case, the flight crew should keep the Autopilot (AP) and the Autothrust (A/THR) engaged. The use of AP and A/THR enables the aircraft to remain on the intended flight path while thrust reduces to idle (if necessary).
The flight crew should decrease the speed target in order to increase the margin to VMO/MMO (at high altitudes the flight crew should not reduce the speed below green dot speed). After selection of the lower speed target, the flight crew should monitor the speed trend arrow on the Primary Flight Display (PFD). If the aircraft continues to accelerate, and if the speed trend arrow approaches or exceeds VMO/MMO, the flight crew should use the appropriate position of the speed brakes, depending on the rate of acceleration. The length of the speed trend is a good indication of the rate of acceleration.

[TABLE="class: note_table, width: 1497"]
[TR]
[TD="class: note_label"]Note:[/TD]
[TD="class: note_text"]The use of speed brakes is an efficient way to decelerate that is certified for the entire flight envelope. However, the use of speed brakes increases VLS and reduces the buffet margin at high altitudes. The use of speed brakes results in pitch up for which the AP and the normal law compensate.[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

For descents in descent (DES) and managed speed modes, the flight crew should enter descent wind data that is as accurate as possible in the Flight Management and Guidance System (FMGS). The FMGS then computes an optimized vertical profile that offers a better capability to remain in the speed target range.


OVERSPEED RECOVERY
The OVERSPEED warning is triggered when the speed exceeds VMO +4 kt/MMO +M 0.006, and lasts until the speed is below VMO/MMO. In this case, the flight crew must apply the OVERSPEED RECOVERY procedure.
The flight crew should keep the AP engaged in order to minimize the vertical load factors. In order to minimize overspeed, the flight crew should extend the speed brakes to the most appropriate lever position, depending on the overspeed situation. In addition, the flight crew should keep the A/THRengaged and should check that the thrust reduces to idle.
Disconnection of the A/THR has the same effect on the overspeed recovery than the set of the manual thrust on idle. Both techniques result in the same engine response in terms of thrust reduction.
In the case of severe overspeed, the AP automatically disengages and then the High Speed Protection activates (except when in direct law). As a result, the aircraft encounters an automatic pitch up. Refer to FCOM/DSC-27-20-10-20 Protections - High Speed Protection.

[TABLE="class: note_table, width: 1497"]
[TR]
[TD="class: note_label"]Note:[/TD]
[TD="class: note_text"]The AP does not automatically disengage as soon as the speed reaches the green bars (that represent the threshold when the High SpeedProtection activates) on the PFD. The AP disengagement depends on the speed variations and the High Speed Protection logic.[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

The High Speed Protection is designed to request the appropriate demand of vertical load factor. Therefore, the flight crew should smoothly adjust the pitch attitude to avoid excessive load factors.

[TABLE="class: note_table, width: 1497"]
[TR]
[TD="class: note_label"]Note:[/TD]
[TD="class: note_text"]The flight crew must disregard the Flight Director (FD) orders while the high speed protection is active. The FD orders do not take into account the High Speed Protection.[/TD]
[/TR]
[/TABLE]



The flight crew should keep the speed brakes because the use of the speed brakes is compatible with the HighSpeedProtection.
 
Ciao Oneshot, pensi quindi che la soluzione dovrebbe essere lasciar lavorare la protezione, quindi andando in cabrata in uno spazio RVSM, aumentando angolo di attacco e carico alare?
Permettimi di non essere d'accordo, la procedura data da costruttore è la corretta, e un po' di speedbrake necessario
Oltretutto, se stai volando con un margine così risicato in un jetstream, è comunque meglio prevedere problemi e magari scendere un paio di livelli

Anche se vicino al MAX RECcomended Ceiling e la tua velocità è ECON o LRC, dovresti comunque avere un margine di circa M 0.05 prima della protezione, e almeno altri 0.05 sopra alla Vls, e un buon margine al di sopra della Vstall
Sicuramente bisogna muoversi con attenzione, ma ricordiamo anche che toccare la Vls non fa cadere l'aereo

Certo TNT che la procedura è la corretta. La protezione deve fare il suo lavoro, l'automanetta cercherà di rispondere togliendo manetta (salta l'autopilota e non l'autothrust), se le condizioni di volo lo permettono, aiuto la decelerazione con lo speed brake. Nel frattempo lo shear di 20/30 nodi che ho beccato potrebbe cessare (quindi ha 20/30 kts in meno su cui contare) con i motori in decelerazione, l'aereo che cabra e gli aerofreni fuori (che a quelle quote/velocità si retraggono molto lentamente): si potrebbe incorrere nell'effetto opposto.
Come tu affermi, meglio scendere di quota se stai volando in aria turbolenta per aumentare i margin, oltre che per toglierti dalla turbolenza stessa.
Vicini al max rec ceiling, non è ciò di cui parlavo: a volte su voli transatlantici si potrebbe essere costretti a volare proprio al recommended max (se fosse 378, voleresti a 380, quindi sopra per un po' di tempo) per vari motivi che non sto qui a elencare. Per tutti gli altri casi di overspeed, l'aerofreno lo userei senza indugio, cercando di evitare che entri la protezione.
Continuo ad essere d'accordo che toccare la vls non fa toccare l'aereo, infatti non è solo di vls che mi preoccupo, me ben al di sotto.
 
Hai controllato?

Si. Se entra la protezione, l’autopilota si disconnette. E’ una delle condizioni. Ma credo tu lo possa desumere facilmente anche solo leggendo la OVERSPEED Recovery.

Hai capito che stavo parlando di overspeed ad alta quota con margini di stallo di alta e bassa velocità molto ridotti in quanto prossimi al recommended maximum ceiling?

Si. E’ ininfluente. Su Airbus l’uso degli speedbrakes (full) e’ certificato per tutto il flight envelope. Al REC MAX FL hai ancora un margine di 0.3g.

Detto questo ti confermo che la overspeed recovery richiede l'utilizzo dell'aerofreno "alla bisogna",

Grazie. Io pero’ gia’ lo sapevo.
Mi e’ sembrato strano che non lo sapessi tu visto che mi e’ sembrato di capire che sei un pilota A330.

ma la notarella riportata appena sotto fa anche notare che alle alte quote (da cui la mia pallosa spiegazione di prima) meglio andarci molto cauti con lo speed brake in quanto i margini di velocità (speed envelope) si riducono drasticamente.
Concordo. Ma l’OVERSPEED RECOVERY ti dice che puoi usarli ma siccome I margini si riducono allora devi tirarli lentamente.


Allo stesso modo, il manuale ti dice "autopilot: keep on", ma come tu fai giustamente notare, se la overspeed protection si attiva, l'autopilota si sgancia...uhm...
Per cercare di essere semplice (nella mia pallosa osservazione di cui sopra, e due!) ho parlato di "autopilota", ma in effetti trattasi di protezione automatica che induce un continuo pitch up.

Se ti si stacca l’AP sull’atlantico e l’aereo ti comincia a salire, hai un problema aggiuntivo, che probabilmente gia’ conosci. IMHO meglio che alla protezione non ci arrivi. Per questo c’e’ la Prevention. Se poi manco quella basta, pace. Vorra’ dire che applicheremo quello che dice la Recovery.

Visto poi che sti giorni sono a Blagnac, che sono circondato da test pilots e ingegneri vari,
Non rileva. Potrei dirti che mio cugggino ha progettato il 380 e tu non avresti modo di verificare.

ho domandato per confutare ogni mio dubbio sull'argomento, e la risposta ottenuta è stata proprio quella che alle alte quote, meglio evitare l'aerofreno e preferire che la protezione si faccia carico di alleviare l'overspeed.
Mio cuggino, che è quello che ha inventato il 380, dice invece che bisogna estenderli.

Faccio notare che la overspeed recovery che tu citi vale per tutte le quote e tutte le configurazioni, ma poi bisogna contestualizzarla e bilanciarne le conseguenze della sua applicazione. Altrimenti non ti avrebbero messo la nota
Note: The use of speed brakes results in a reduction of the speed envelope.

Abbiamo gia’ detto che il loro uso e’ certificato per tutto il flight envelope e sono compatibili (full) pure con la HiSPD protection attiva. Se li tiri fuori ad alte quote lo farai con delicatezza. Per quello c’e’ la nota.

Per quanto riguarda la domanda posta dall’utente che ha aperto il topic, penso che le possibilita’ che abbiano esteso gli speedbrake per un overspeed siano piuttosto basse. Piu’ probabile che abbia visto gli spoiler muoversi a causa dell’intervento di una funzione che ha il 340 che serve a ridurre la flessione dell’ala in caso di turbolenza, ovvero la Turbulence Load Alleviation (TLA) che agisce proprio sugli spoilers (e gli alettoni) tramite segnali inviati da tre accelerometri posti su ogni ala. Oppure, molto piu’ semplicemente, abbia visto gli spoilers muoversi nella loro normale funzione di roll spoiler.