Una virata coordinata è una virata in cui la risultante delle forze è allineata con il piano di simmetria del velivolo, senza scivolata o derapata laterale significativa.
Nel volo coordinato la sfera dello sbandometro resta centrata: la componente orizzontale della portanza fornisce l’accelerazione centripeta, mentre il timone compensa l’imbardata avversa e mantiene la traiettoria senza scivolamento laterale.
Ipotesi della virata livellata
Le formule classiche valgono per una virata coordinata, livellata, quasi stazionaria, con velocità costante e angolo di bank \phi costante. In queste condizioni la quota non cambia e la componente verticale della portanza equilibra il peso:
La componente orizzontale produce la curvatura della traiettoria:
Da queste relazioni derivano raggio, rateo e fattore di carico.
Grandezze principali
| Grandezza | Formula | Lettura operativa |
|---|---|---|
| Fattore di carico | \displaystyle n=\dfrac{L}{W}=\dfrac{1}{\cos\phi} | Aumenta con il bank e carica maggiormente ala e struttura. |
| Raggio di virata | \displaystyle R=\dfrac{V^2}{g\tan\phi} | Cresce con il quadrato della velocità e diminuisce con il bank. |
| Rateo angolare | \displaystyle \omega=\dfrac{V}{R}=\dfrac{g\tan\phi}{V} | A parità di bank, una velocità più bassa dà una virata più rapida. |
| Tempo per giro completo | \displaystyle T_{360}=\dfrac{2\pi}{\omega} | Misura il tempo necessario per una virata di \displaystyle 360^\circ. |
| Stallo in virata | \displaystyle V_{s,\phi}=V_s\sqrt{n} | Il margine rispetto allo stallo si riduce quando aumenta \displaystyle n. |
Compromesso tra raggio, carico e stallo
Aumentare il bank riduce il raggio e aumenta il rateo, ma richiede più portanza. Il fattore di carico diventa:
e la velocità di stallo in manovra cresce come:
Per questo una virata stretta in avvicinamento è critica: il pilota può ridurre il raggio abbassando la velocità o aumentando il bank, ma entrambe le scelte riducono il margine aerodinamico.
Tavola operativa
| Azione | Effetto utile | Limite da controllare |
|---|---|---|
| Aumentare \displaystyle \phi | Riduce \displaystyle R e aumenta \displaystyle \omega | Aumenta \displaystyle n e quindi \displaystyle V_{s,\phi} |
| Ridurre \displaystyle V | Riduce \displaystyle R e aumenta \displaystyle \omega a pari bank | Avvicina allo stallo e riduce energia disponibile |
| Mantenere coordinazione | Evita scivolata e derapata | Richiede uso coerente di alettoni e timone |
| Virata standard | \displaystyle \omega\simeq3^\circ/\mathrm{s} | Richiede bank maggiore se \displaystyle V aumenta |
Errori comuni
Non bisogna leggere il raggio di virata solo come funzione del bank: la velocità entra al quadrato, quindi un aumento moderato di V può allargare molto la traiettoria.
Un secondo errore è pensare che la virata coordinata sia solo una questione di comfort. In realtà una virata scoordinata modifica l’angolo di attacco locale, aumenta la resistenza e può degradare il margine allo stallo, soprattutto a bassa quota.
Approfondimenti: Formulario di Aerospaziale, meccanica del volo, fattore di carico, stallo, esercizi su portanza e resistenza in volo.