Partiamo subito dal dire che un indicatore di angolo di attacco é molto costoso, parliamo di oltre 1500 euro (ved. BendixKing, Aspen, Garmin, ecc..), nella maggior parte dei casi di sistemi americani per velivoli certificati, direzione verso il quale sta spingendo la FAA che vuole equipaggiare i velivoli con questo sistema di sicurezza. I velivoli moderni commerciali non hanno uno strumento dedicato per l'AOA (Angle of Attack), quasi come se fosse un dato esclusivo dell'autopilota. Eppure nei velivoli sportivi, e soprattutto in quelli estremamente sportivi come gli STOL ad ala alta, tale indicatore non é solo un ottimo back up all'anemometro (spesso di bassa qualitá in molti vds e raramente sottoposti a verifica periodica) ma uno strumento dal quale ricercare le massime performances dal proprio velivolo, indipendente dal peso ed altri fattori che influenzano le varie velocitá (atterraggio, salita ripida, salita rapida, stallo, ecc.). É chiaro che su certe cifre i piloti si orientano direttamente su EFIS a partire dai Dynon a salire.
Un po' di tempo fa avevo fatto ricerche serie per un tale strumento ed ho virtualmente incontrato piloti STOL americani che provano ad utilizzarlo più dell'anemometro stesso. Capisco che questa cosa può sembrare assurda per chi nasce dalle classiche scuole di volo, in effetti ci hanno sempre insegnato a volare per assetti, nel quale mettiamo in relazione velocità, assetto e potenza. Ed abbiamo sempre sentire dire frasi del tipo "La velocità è vita...", così come "l'altitudine è un'assicurazione...", ecc.
Certamente non è sbagliato dire che un aereo vola grazie alla velocità, motivo per cui sappiamo bene che dobbiamo correggere la velocità in base ai pesi attuali del velivolo per avere le prestazioni ottimali, e chi ha studiato aerodinamica sa anche bene che lo stesso velivolo, a qualsiasi peso, una volta corretta la velocitò di massima efficienza, avrà sempre la stessa distanza di planata (ovviamente cambierà la velocità variometrica). Tutto questo per dire che l'ala in effetti vola per angoli di attacco, e la velocità si che ci serve, ma ci serve ma mantenere i giusti angoli di attacco. Motivo per cui, se la massima efficienza di un ala si ha ad un determinato angolo di attacco (o di incidenza), quell'angolo è sempre lo stesso, e noi regoliamo la velocità in base ai pesi proprio per ripristinare quell'angolo. Così come nello stallo, se l'ala del mio velivolo TECNAM (studio del profilo su questo post) stalla a 12 gradi, ogni volta che supererà questo valore stallerà sempre al di là della velocità (quando tiriamo il velivolo in una tirata stretta provocando il cosiddetto G-Stallo si nota che si stallerà a velocità superiori).
Detto questo bisognerebbe specificare la differenza tra l'indicatore dell'AOA ed il Lift Reserve Indicator (LRI), quello che vuole essere effettivamente l'oggetto di questo post. L'LRI indica effettivamente il margine che si ha dallo stallo, una misura incrociata della velocitá relativa e dell'angolo di incidenza. Purtroppo in Italia non si trova molto a riguardo e devo come al solito affacciarmi al mondo Americano (web talking about “Lift Reserve Indicator” here is one, here is another).
In questi modelli abbiamo praticamente un misuratore differenziale di pressione (WC Dwyer pressure gauge che si trova intorno a 50 euro anche su Amazon) misurata da due fori su una sonda messa sotto l'ala (a circa il 20% della corda partendo dal bordo di attacco). Non è facile trovare quella con la giusta scala (Io ho dovuto fare più acquisti).
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| La scala di 2 Inches è risultata la più idonea dalle mie prove |
Io ho perso un po' di tempo per trovare il modo di smontarlo, ma basta ruotare la parte superiore per aprirlo e potete stampare uno sfondo per trasformare il gauge in uno strumento aeronautico creando il fondo che preferite.
La sonda dell'immagine del grafico (e della foto sotto) è una barra di alluminio, (1 cm per 2 cm) di circa 13 centimetri inclinato in avanti, l'angolo ha poi bisogno ovviamente di essere affinato in voli di prova successive per confermare la corretta lettura.
Su eBay si trovano Kit completi anche a meno di 300 dollari che comprendono anche il tubo della presa dinamica, la sonda stessa ed altri supporti. Il risultato é quello delle immagini sottostanti, alcuni piloti hanno personalizzato ago e sfondo con una semplice stampante di casa mettendo poi la stampa dentro il quadrante dello strumento.
Per quanto riguarda la sonda, ho provveduto a farne una artigionale sfruttando gli stessi principi basici e prima di installarla sul velivolo per il test flight, l'ho semplicemente provato dal finestrino dell'auto in movimento collegandolo al misuratore di pressione differenziale. Nell'immagine sotto si può vedere il principio spartano nell'unico volo prova che è stato effettuato, sono stati presi due tubi ed uno è stato inclinato di 45 gradi rispetto all'altro, provocando una diversa esposizione alla pressione di impatto. I due tubi trasferiranno quindi due diverse pressioni di impatti attraverso dei tubicini flessibili ai due ingressi del manometro (che altro non è che un misuratore differenziale di pressione con una classica capsula all'interno, un ingresso va all'interno della capsula ed uno all'esterno della capsula, la differenza di pressione deformerà la capsula quanto basta per far muovere l'ago).
Nella foto abbiamo assicurato la sonda al tubo di Pitot in quanto deve essere lontano dal flusso dell'elica. In questo modo è anche facile regolare l'inclinazione tra un volo e l'altro per tararlo con la scala dello strumento. E' chiaro che al cambiare dell'inclinazione verso l'alto, la sonda più bassa tenderà ad esporsi di più al flusso frontale facendo aumentare la pressione di impatto, mentre questa diminuirà nella sonda superiore che tenderà a mettersi più in ombra. Questo farà muovere il famoso ago con un sistema totalmente pneumatico (nessun carico elettrico e peso totale di nemmeno 500 grammi.
Se uno si volesse divertire ancora di più, misurando la differenza di pressione di impatto da un pitot sotto l'estremità alare ed uno appena dietro il flusso dell'elica, potremmo avere un'indicazione sul rendimento di una nostra ipotetica crociera, vale a dire che quando la differenza di velocità tra i due flussi è minima significa che stiamo volando con un rendimento economico, mentre se la velocità del flusso dell'elica è di molto superiore della velocità all'aria del velivolo misurata dal classico pitot, significa che stiamo avendo molta resistenza e che probabilmente il motore sta lavorando più del dovuto). Ma questa è pura teoria da Aviation Geek.
SBPF Member and President, Robbie Culver, wrote this article about LRI systems. Robbie also gives details about how he incorporated the system into his Sonex build.
The files used as reference by the author might be found at:
http://groups.yahoo.com/group/sonextalk/files/AOA/
http://groups.yahoo.com/group/sonextalk/files/AOA/
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