Perché gli aerei con motori posteriori sono una tipologia in estinzione?


antser

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Un paio di domande per i tecini.
Ieri ho volato con Delta la tratta SLC-DFW su un B717 (è un MD80 ribrandizzato, giusto?) e dopo lungo tempo ho riprovato l'esperienza aliante che questo aereo offre se non si ha la sfortuna di sediete dietro.
Ma questa tipologia di aereo, con motori posteriori, è praticamente scomparsa; anche i nuovi nati di Embraer e Bombardier hanno i motori sotto le ali. Qual è il motivo?

Mi sorprende, inoltre, che Delta operi ancora una flotta di 717, vecchi ed assetati. Ma la cellula quanti cicli sopporta e quanto costa mantenerla efficiente?

Grazie per le risposte
 

Dancrane

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Piccola annotazione: il B717 è un aereo nuovo (relativamente), la produzione è cessata solo da una decina d'anni. Diverso il discorso degli MD, che sono un po' più vecchi.
 

Tiennetti

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Venessia
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Il B717 non è un MD80 ribrandizzato
Nato come MD95, quindi una modernizzazione dell'MD80, l'ultimo è uscito di fabbrica nel 2004
Non sono per niente assetati, visto che i motori sono dei moderni BMW/RR BR715
 

antser

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Quindi è un MD95 e non ha i famosi V2500, anche se il sound è assolutamente lo stesso, inconfondibile, avrei giurato di si.
L'esemplare su cui ho volato era bello stagionato, come tutti quelli che ho visto in aeroporto. Ne ha fatta di strada...
 

OneShot

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RB715 e V2500 hanno in comune Rolls-Royce (RB RR & BMW, IAE RR & PW & Japanese Aero Engine Corp.)
 

LH243

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2 Ottobre 2016
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Ciao antser,
hai fatto una bellissima domanda, a cui purtroppo non si può dare una risposta semplice, breve ed esaustiva allo stesso momento. Per questo ti chiedo scusa se alcuni punti, forse, della mia risposta non saranno abbastanza chiari.

Il design cosiddetto a "T", esempio un md80, é un design da un punto di vista aerodinamico spettacolare. In questo caso l´ala rimane infatti "pulita" con la sola funzione di creare la forza portante. Questo permette l´abbassamento della resistenza e anche la complessità della struttura dell´ala consentendo un design aerodinamicamente pulito.

Purtroppo peró spostando i motori in coda si hanno delle conseguenze non ottimali per le operazioni commerciali e per la certificazione dell´aeromobile sotto i parametri della Easa/Faa.

La posizione dei motori in coda sposta decisamente il centro di gravità dell´aeromobile indietro rendendo il carico dell´aeromobile più complicato (non ho utilizzato il termine difficile perché darebbe un´impressione completamente sbagliata) da un punto di vista di distribuzione dei pesi. Inoltre questo design richiede la costruzione di fuel Systems che colleghino l´ala (dove solitamente sono collocati i serbatoi) ai motori in coda aumentando notevolmente la complessità del design. La costruzione dei piani di coda con il modello cosiddetto a "T" rende l´aereo suscettibile al famigerato "deep stall" e l´assenza dei motori "agganciati" sull´ala, toglie una massa "stabilizzatrice" molto importante nei regimi transonici per prevenire e/o alleviare gli effetti di flutter a cui puó andare incontro un profilo aerodinamico.

Questi sono solo alcuni punti per cui un design classico, tipo 320 o 737, permette un´ottimizzazione dell´utilizzo dell´aeromobile.

Con questo non voglio assolutamente dire che un design a T sia inefficiente o addirittura pericoloso, ma permette sicuramente meno possibilità di flessibilità da un punto di vista commerciale ed ha, solitamente, flight envelope più restringenti.

Un altro design scomparso, non solo per questioni operative/aerodinamiche ma anche storiche oramai, é il design trimotore come l´md11, la cui versione cargo é un incubo da caricare.

Un salutone
 

iglilarashi

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15 Marzo 2017
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B717 sono invece ex MD ridisegnati a 124 posti. Somigliano a una Fooker ma hano motori piu forti. Avere i motori dietro ? Credo e una questione di aerodinamismo, per essere stabile con motori dietro richiede piu forza dagli motori e spendi di piu carburante per mantenere intero veivolo stabile. Mentre con i motori soto le ali hai piu stabilita.....


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iglilarashi

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15 Marzo 2017
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Si, noi abbiamo B717 in flotta e stiamo prendendo A319. Credo che tra due anni passeremo alla flotta di A319 . Quello che opera spesso al mio stazione secondo il pilota (ex AZ con tanti anni pilota dell MD) mi diceva un giorno che e un MD ridisegnato. Doppo che Europa non ha accetato sopra i cieli gli MD sono "riffati" e diventati B717 .... ! Communque e emozionante e comodovo volare con un aereo cosi...!!!!


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Esteban

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Nel 2010 ho viaggiato su un 717 HAV-CUN della fu MexicanaClick ed era nuovo di pacca. Mi è sembrato un bell'aereo. Di quella famiglia mi è sempre piaciuta la configurazione 3+2.
 

sky3boy

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L'MDD alla fine della sua esistenza aveva presentato la famiglia MD90, e tra questi la versione "corta" MD-95 che altro non è che un DC9 serie 95, cioè l'evoluzione dei DC9 dalla versione 10.

Furono fatti vari test sugli MD9x con vari tipi di motori fino agli UDF (qeulli con le pale di fuori, UnDucted Fan).

Quando Boeing comprò MDD promise all'Antitrust americana di mantenere le linee degli aerei MDD, cancellò cmq MD11 (che aveva dato un sacco di problemi a MDD) e MD12 e ribattezzò l'allora appena nato MD95 in B717.

Nei primi periodi il 717 face molta concorrenza interna al 737-600 prodotto simile per prestazioni e capacità (Boeing vendeva solo i 717 e non i 736), decise quindi di segare il progetto 717 in favore della sua famiglia 73X, anche perchè riallungare il 717 alle dimensioni di MD90 e MD83 non era nelle loro intenzioni, e.... chiusero la linea di produzione mantenendo solo quella del C17 (prodotto che aveva vinto contro l'YC15 di Boeing).

I motori in coda offrono pregi e difetti, sicuramente un abbassamento della resistenza e quindi un miglioramento delle prestazioni ma necessitano di un attento bilanciamento del carico, cosa che con i motori posti sul CG (centro di gravità) non serve... quando ero modellista c'era un detto che diceva "modello PICCHIATO" modello salvato, percui avere un gran peso in coda che induce un momento cabrante destabilizza tutto l'inviluppo di volo...

ciauz sky3boy

ps cmq la famiglia DC9 era uno spettacolo...
 

antser

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1 Ottobre 2016
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Grazie per le risposte. Mi era ovvio che la distribuzione dei pesi non ottimale introduce momenti piu' importanti, ma fino a pochi anni fa c'erano tanti modelli con motori in coda, e i piccoli executive sono ancora tutti cosi'. D'altro canto non ricordo WB con motori in coda, tranne ovviamente MD11 e DC10 che pero' erano trimotori e il terzo motore solo la' potevano averlo. Ne potrei dedurre, quindi, che le complicazioni di design arrivano severe oltre certe dimensioni (distanza dal CG piu' elevata), ma per un NB si riesce comunque a fare ottimi prodotti che hanno di fatto dominato il mercato a lungo. E tuttavia sono scomparsi dai nuovi design: magari c'entra piu' di qualcosa il fatto che McDonell Douglas, la vera specialista, e' stata assorbita da Boeing

Siate pure tecnici nelle risposte, sono ingegnere
 

LH243

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2 Ottobre 2016
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Buongiorno antser,

I vari motivi descritti sopra sono tutti una ragione per cui questo design é stato abbandonato negli anni.
Hai indicato un fattore determinante tu stesso: le dimensioni. Piú ingrandiamo le dimensioni dell´aeromobile piú avremo bisogno di margini per il movimento del centro di gravitá e margini di stabilitá.

La stabilitá di un aeromobile é ottenuta grazie a numerosi fattori, design dell´ala, della fusoliera, degli impennaggi di coda in modo da ottenere ll ´ottima interazione tra stabilitá statica e dinamica. Queste due sono largamente influenzate dalla posizione del CG, il quale deve essere compreso tra un "forward limit" (anche denominato "stability limit") ed un "aft limit" (anche indicato (controllability limit"). Piú é grande il range tra questi due limiti, piú sará facile riuscire a caricare l´aeromobile ed a distribuire i passeggeri.
Con i motori in coda riduci drasticamente questo range di movimento, costringendo spesso ad un reseating a bordo dei passeggeri per far ottenere un trim non ottimale, ma per lo meno legale.

Al discorso di mass and balance segue un discorso piú aerodinamico. Da un punto di vista ingegneristico, saprai sicuramente che qualsiasi design é, in fin dei conti, un compromesso. Comunque lo si voglia vedere, per disegnare un´ala si devono ottenere con la stessa diversi obbiettivi, alcune volte che si contraddicono con loro.

Un esempio veloce é la stabilitá, flessibilitá e resistenza della struttura alare ad alte velocitá nel regime transonico. A causa delle schock waves a queste velocitá ed a seconda della loro intensitá, possono crearsi dei momenti di torsione sull´ala a livello aerodinamico dovuti ad una differente distribuzione della pressione aerodinamica, che faranno flettere l´ala torcendola attorno al proprio asse elastico. Questa torsione, ad alte pressioni dinamiche, puó essere molto pericolosa perché potrebbe mettere l´ala in vibrazione che, se non viene "damped" (perdonatemi non ricordo il termine italiano), potrebbe portare alla rottura dell´ala stessa nel caso piú catastrofico. Per evitare questo si dovranno abbassare le velocitá operative.

Una delle possibilitá per alleviare questo comportamento negativo, oltre a tutte quelle soluzione da un punto di vista aerodinamico, é utilizzare la massa dei motori che, una volta attaccati frontalmente all´ala, portano il centro elastico dell´ala piú vicino al punto principale di distribuzione della forza portante riducendo questa torsione dell´ala ed, in caso, permettendo un aumento (in questo caso relativamente piccolo) dell´MMO.

Un´ala pulita come quella di un md80, pur essendo ideale da un punto di vista di Lift/drag ratio, dovrebbe avere una ristruttura rinforzata, dovendo sopperire da sola (e senza la massa del motore) a questa tendenza comune alla maggior parte delle ale di enrtrare in vibrazione ad alti Mach number. Ed eccoci qui, pur ottenendo un design pulito, dovremo "artificialmente" aumentare il peso ed i costi della stessa utilizzando piú materiali per stabilizzare l´ala.

Questo é un unico esempio per cui, pur sembrando perfetto come design dell´ala, un aeromobile con coda a T non é peró ottimale.

Un salutone.
 

aless

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12 Settembre 2006
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Discussione molto interessante.


Mi è chiaro perchè i motori sotto le ali siano ormai la regola, ma ancora non mi è chiaro perchè, nonostante ciò, il design dal DC-9 al 717 (passando per i Fokker) abbia comunque avuto un successo così importante su scala mondiale.

Tra l'altro TW faceva notare come i bizjet hanno e sempre avranno i motori in coda, quindi qualche vantaggio ad essere sbilanciati dovrà pur esserci.
 

belumosi

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Tra l'altro TW faceva notare come i bizjet hanno e sempre avranno i motori in coda, quindi qualche vantaggio ad essere sbilanciati dovrà pur esserci.
L'ala dei bizjet è troppo bassa per poter ospitare i motori.
 

belumosi

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Ci avevo pensato, ma se fosse soltanto una questione di spazio immagino si possa ovviare con un carrello un po' più alto e/o con una gondola svasata come il 737.
Il bracci del carrello dovrebbero essere molto più lunghi, di conseguenza più pesanti e robusti. Inoltre esteticamente i bizjet sembrerebbero dei trampolieri perchè per farci stare i motori, bisognerebbe alzarli un bel po' ...

 

belumosi

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Honda ha provato la soluzione delle gondole poste sopra l'ala, invece che sotto. Vedremo se farà scuola.