Fattore di carico — ingegnerismo.it

Il fattore di carico $n$ è:

n = \frac{L}{W}

Esprime quante volte il peso viene richiesto come portanza o carico aerodinamico. In volo rettilineo, livellato e non accelerato vale $n=1$ ; in manovra può diventare maggiore di $1$ oppure assumere valori negativi se il carico è diretto verso il basso rispetto al velivolo.

Dal punto di vista dell’equipaggio e dei sistemi di bordo, il fattore di carico è anche una misura dell’accelerazione apparente: un volo a $n=2$ produce una sollecitazione percepita circa doppia rispetto al peso normale.

Legame con stallo e portanza

La portanza aerodinamica si può scrivere:

L = \frac{1}{2}\rho V^2 S C_L

Per mantenere una manovra con fattore di carico $n$ , l’ala deve generare $L=nW$ . A parità di massa e configurazione, quindi, aumenta il coefficiente di portanza richiesto e ci si avvicina prima allo stallo.

La velocità di stallo in manovra diventa:

V_{s,n} = V_s\sqrt{n}

Questa formula vale come relazione elementare per carico positivo, stessa configurazione e stallo governato dallo stesso $C_{L,\max}$ . Non va applicata automaticamente a manovre negative, flap estesi o assetti fuori dal campo previsto.

Virata coordinata

In virata coordinata livellata:

n = \frac{1}{\cos\phi}

dove $\phi$ è l’angolo di bank. Una virata stretta aumenta $n$ e quindi aumenta la velocità di stallo.

Angolo di bank	Fattore di carico	Effetto sulla velocità di stallo
$30^\circ$	$\displaystyle n \approx 1{,}15$	$\displaystyle V_{s,n}\approx 1{,}07V_s$
$45^\circ$	$\displaystyle n \approx 1{,}41$	$\displaystyle V_{s,n}\approx 1{,}19V_s$
$60^\circ$	$\displaystyle n = 2{,}00$	$\displaystyle V_{s,n}\approx 1{,}41V_s$

Uso strutturale

Nelle strutture aerospaziali il fattore di carico trasforma il peso in carico di progetto:

L = nW

I carichi limite e ultimi fissano i valori ammissibili di $n$ ; il diagramma V-n mostra invece dove questi limiti incontrano i rami di stallo e la velocità di manovra. L’errore tipico è pensare che lo stallo dipenda solo dall’anemometro: dipende dall’angolo d’attacco richiesto per generare la portanza necessaria.

Vedi anche: Stallo, Virata coordinata, Carichi limite e ultimi, Diagramma V-n.