Autonomia chilometrica: differenze tra le versioni

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L'autonomia chilometrica indica lo spazio che un aeromobile può percorrere senza subire rifornimento. L’obiettivo è quello di ottenere la massima autonomia chilometrica (MAK) e pertanto l’aereo deve viaggiare a una certa velocità e ad una certa quota in relazione alla tipologia di velivolo. Strettamente legata all’autonomia chilometrica, è presente l'[[autonomia oraria]]. La scelta di determinare l'una o l'altra dipende strettamente dalla missione che l'aeromobile deve compiere. Si fanno differenziazioni per l'autonomia tra velivoli a elica e velivoli con propulsione a getto ma in ogni caso sono presenti parametri caratteristici quali consumo specifico, orario e chilometrico.

L{{'}}'''autonomia chilometrica''' indica lo spazio che un aeromobile può percorrere senza subire [[Rifornimento in volo|rifornimento]]. L’obiettivo è quello di ottenere la massima autonomia chilometrica (MAK) e pertanto l’aereol’aeromobile deve viaggiare a una certa velocità e ad una certa quota in relazione alla tipologia didel velivolo. Strettamente legata all’autonomiaall'autonomia chilometrica, è presente l'[[autonomia oraria]]. La scelta di determinare l'una o l'altra dipende strettamente dalla missione che l'aeromobile deve compiere. Si fanno differenziazioni per l'autonomia tra velivoli a elica e velivoli con propulsione a getto ma in ogni caso sono presenti parametri caratteristici quali [[G/kWh|consumo specifico]], orario e chilometrico.

=== L'autonomia nei velivoli a elica ===

=== L'autonomia nei velivoli a elica ===

Nel caso di velivolo a elica il consumo specifico varia tra <math>0,25\div0,35\,kg/kWh </math> e nel caso di elicotteri dipende dalla potenza che il motore trasmette all’albero. Il consumo orario dipende dal quantitativo di carburante consumato in un certo periodo di tempo secondo la relazione:

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\left[ \frac{N}{km} \right]</math>

Sia la [[Autonomia oraria|massima autonomia oraria]] che chilometrica dipendono dall’assettodall'[[Controllo di assetto|assetto del velivolo]], dal rendimento dell’elica '''η_e''' che si aggira attorno a un valore di '''0.85''' e dall’efficienzadall'[[Efficienza aerodinamica|efficienza di volo]]; nel caso si tratta di [[Turboalbero|motori a turbina]] o [[turboelica]] bisogna considerare anche inil rendimento[[gruppo deldi rotoreriduzione]] dell'elica '''η_r''' che si aggira intorno a '''0.9'''. Dal momento in cui durante il volo il carburante viene consumato, il peso del velivolo decresce e quindi il consumo chilometrico finale dipende esclusivamente dal consumo chilometrico iniziale e, dal rapporto tra peso finale e dal peso iniziale secondo la relazione:

<math>c_{k\,finale}=c_{k\,iniziale}\times

\frac{Q_f}{Q_i}</math>

Si riporta adesso la formula per determinare la massima autonomia chilometrica per velivoli dotati di [[elica]], [[Turboalbero|turbina]] e [[motoelica]]. Questa formula può essere differente in relazione alle trattazioni, pertanto vengono riportate almeno due forme:

* <math>MAK=8,28\times \eta_e \times \eta_r \times \frac{E_{max}}{c_s} \times \log \frac{Q_i}{Q_f}\, [km]</math>

* <math>MAK=8280\times \frac{\eta_{tot}\times E_{max}}{c_s\, \left[\frac{N}{kWh}\right]}\times \log \frac{Q}{Q-G}\, [km]</math>

Generalmente in un aereo dotato di elica, è chiaro quindi che la massima autonomia chilometrica si ha in corrispondenza dell'[[Efficienza aerodinamica|efficienza massima]] <math>E_{max}</math>. Le autonomie ottenibili con la seconda formula riportata, non sono del tutto veritiere in quanto il '''fattore di economia''' '''di percorso''' <math>\frac{\eta_{tot}\times E_{max}}{c_s\, \left[\frac{N}{kWh}\right]} </math> non sarà mai costante per tutta la tratta da compiere a causa del consumo di combustibile G e a causa di tutte le variazioni di assetto necessarie per seguire condizioni di volo prestabilite.

=== L'autonomia nei velivoli a getto ===

Così come nei velivoli ad elica, anche nei velivoli a getto ci sono i consumi definitistandard che ripetendo sono ''consumo specifico, orario e chilometrico''. In media il consumo specifico di un [[Motore a reazione|motore a getto]] è di circa <math>0,08\div0,12\, kg/Nh

</math> ed è da introdurre un altro parametro nei calcoli dell'autonomia definito rapporto di densità <math>\delta

</math> ovvero il rapporto tra la [[densità dell'aria]] alla quota di volo <math>\rho_z

</math> e la densità al livello medio del mare o standard <math>\rho_0=1,225\, kg/m^3

</math>. ConsumoIl consumo orario e chilometrico seguono le relazioni:

<math>c_h={1\over \sqrt{\delta}}=c_{h finale}\times \frac{Q_i}{Q_f}</math>

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* <math>MAK=9,18\times \frac{1}{c_s\,\left[\frac{N}{Nh}\right]} \times \sqrt \frac{1}{\delta} \times \left(\frac{E}{\sqrt {C_p}}\right)_{max} \times \sqrt \frac{Q}{S}\times \left[ 1-\sqrt \frac{Q-G}{Q} \right]\, [km]</math>

Si nota quindi che in un motore a getto, non si ha la massima autonomia chilometrica in corrispondenza dell'efficienza massima E_max, ma in corrispondenza dell'assetto di volo favorevole <math>\left(\frac{E}{\sqrt{C_p}}\right)_{max} </math> e ad alta quota, prorpioproprio per questo motivo i voli che prevedono grandi tratte si svolgono a 11.000/12.000 metri.

AccenandoAccennando precendentementeprecedentemente al fattore di densità o rapporto di densità <math>\delta

</math> è da notare che il consumo specifico <math>c_s</math> e la spinta <math>T</math>, subiscono variazioni in relazione alla quota <math>Z

</math>, alla velocità di volo <math>V</math> e al numero di giri <math>n</math>: l'analisi viene condotta sperimentalmente su cosiddetti [[Banco prova|banchi da prova.]] Ie risultativengono ottenuti,ricavate adeterminate voltecurve, possonoquelle esseregeneriche sbagliatisono ovisibili presentarecliccando unsui errorecollegamenti presenti. Tuttavia non accettabileè sempre possibile far ricorso alla sperimentazione, pertanto si predilige il metodo analitico utilizzando lecon seguentidelle formule empiriche:

<math>T=T_{s0}\times n\times V\times Z</math>

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<math>c_s=c_{s0}\times n\times V\times Z</math>

Analizzandole, T_s0 e c_s0 rappresentano rispettivamente la spinta e il consumo statico a quota zero e sono valori forniti dal costruttore dell'aeromobile. Su queste formule empiriche bisogna fare due considerazioni: la prima è che i [[Giri al minuto|giri del motore]] <math>n</math> devono essere corrispondenti al minimo consumo specifico (<math>n=n_0</math>, questo valore è fornito dal costruttore) e che velocità e quota siano zero; la seconda considerazione di cui tener conto, è che le formule sopracitate sono valide se persistono i parametri precedenti, e anche se la velocità dei gas uscenti dagli [[Ugello di scarico|ugelli di scarico]] resta costante. In media assume un valore di <math>500\div 550\, m/s

</math>.

== Voci correlate ==

* [[Autonomia oraria]]

* [[Autonomia (tecnologia)]]

[[Categoria:Meccanica del volo]]