Volo orizzontale

Si considera un velivolo in volo a una quota generica z su una traiettoria rettilinea orizzontale avente una velocità costante.

Per effettuare lo studio del volo rettilineo orizzontale bisogna idealizzare un velivolo dove tutte le sue forze si concentrano nel baricentro.

Si considererà quindi una forza chiamata portanza P posta perpendicolare al baricentro, una forza peso Q situata in direzione opposta alla precedente, una forza chiamata trazione T posta sull'asse del baricentro orientata verso la prua dell'aereo e opposta alla resistenza R  che invece si estende verso la poppa.

Effettuato questo possiamo quindi stabilire le seguenti relazioni fra le forze.

In volo orizzontale si vola ad assetto di minor consumo questo per percorrere la massima distanza possibile e quindi ottenere la massima efficienza.

Partiamo quindi dalla formula dell'efficienza. (parte 1)

Con le affermazioni fatte precedentemente possiamo affermare che l'efficienza si può esprimere anche nel seguente modo. (parte 2)

Quindi se si vuole ottenere l'efficienza massima la trazione dev'essere la più piccola possibile.

Per ottenere la Tmin si devono seguire i seguenti passaggi.

Partiamo dalle formule qui riportate.

Estrapoliamo il cr dalla prima formula. Visto singolarmente esso può essere trascritto nella seguente maniera (parte 1) per poi essere svilupparsi a sua volta (parte 2).

Dalla seconda formula estrapoliamo il cp  ed esplicare la sua formula.

 Una volta a conoscenza delle singole formule possiamo sostituire i vari elementi all'interno della formula principale.
Di sotto viene riportato questa operazione passaggio per passaggio.

Una volta ottenuta la formula completa di tutti gli elementi nello specifico possiamo passare allo svolgimento dell'operazione.

Prendiamo il singolo caso di parente quadra e lo risolviamo.

Una volta risolto possiamo inserirlo di nuovo nella formula.

Successivamente passiamo alla semplificazione dei vari fattori.

Ottenuta la formula semplificata, procediamo con la suddivisione in due "gruppi" denominati A e B. Durante questo passaggio però è necessario estraniare  la velocità in quanto successivamente ci sarà utile.

Una volta ottenuta questa formula della trazione possiamo procedere trovando la sua derivata.

A questo punto per trovare la Tmin dobbiamo porre la seguente formula uguale a 0.

Nello stesso momento sappiamo che la velocità in caso di Tmin è uguale alla seguente espressione.

 Quindi sostituendo la V alla Tmin  troveremo la formula finale di quest'ultima.

Come ultimo passaggio quindi possiamo sostituire la Tmin alla formula dell'efficienza massima.

Una volta ricavate tutte le formule ci concentriamo sul grafico (riportato precedentemente).

Il grafico è composto dalla Trazione sull'asse delle ordinate e la Velocità sull'asse delle ascisse.

Notiamo la suddivisione in due regimi, il primo regime viene chiamato contro intuitivo mentre il secondo regime viene chiamato intuitivo.

Il regime contro intuitivo è caratterizzato dal fatto che mentre la trazione aumenta la velocità diminuisce, questo comporta dei Cp alti e una velocità bassa.

Nel regime intuitivo invece abbiamo che aumentando la trazione aumenta a sua volta anche la velocità, questo comporta dei Cp bassi e una velocità alta.