Che cos'è la dinamica di volo?
La dinamica di volo è l'analisi del modo in cui gli aeromobili si muovono attraverso l'aria, le forze e i sistemi di controllo che consentono loro di mantenere il volo e le forze fisiche esterne che agiscono su di essi come spinta, sollevamento, gravità e resistenza. Le principali applicazioni della scienza della dinamica del volo riguardano l'atteggiamento degli aerei durante il volo, in particolare nei modi in cui si muovono e vengono fatti muovere nei tre assi separati di beccheggio, imbardata e rollio. La scienza della dinamica di volo si applica anche ai veicoli spaziali, ma i modi in cui il controllo di volo e di volo sono raggiunti in tali velivoli differiscono significativamente da quelli di velivoli atmosferici come aeroplani ed elicotteri.
L'orientamento di aeromobili e veicoli spaziali utilizza quello che viene chiamato un ideale come punto di riferimento. Per i velivoli atmosferici, si tratta essenzialmente di un volo rettilineo e livellato, che utilizza il suolo come riferimento. Per i veicoli spaziali, questo riferimento è arbitrario e può essere basato sul planetario o su un altro oggetto attorno al quale il veicolo spaziale sta orbitando o addirittura su un altro veicolo spaziale. Quando un'astronave è in orbita attorno alla Terra, la superficie della Terra viene spesso utilizzata come riferimento, ma per scopi di manovra vicino e attracco con altri veicoli spaziali o la Stazione spaziale internazionale, ad esempio, l'altra nave o oggetto può essere il riferimento.
I tre assi di rotazione dell'aria e del veicolo spaziale sono chiamati beccheggio, rollio e imbardata e un veicolo spaziale o aereo si muove attorno a questi assi con il suo centro di gravità, o massa, come punto in cui i tre assi si incontrano. Gli ingegneri e i progettisti del settore aerospaziale utilizzano le dinamiche di volo per determinare il comportamento dell'aria e dei veicoli spaziali quando vengono utilizzati meccanismi di controllo per ruotare il veicolo in una di queste direzioni, nonché il movimento direzionale del veicolo attraverso l'atmosfera o lo spazio. Cose come la quantità di spinta richiesta per il volo, la stabilità del volo, la manovrabilità e le velocità di salita possono essere tutte stimate con un alto grado di precisione per un progetto aereo o spaziale applicando i principi della dinamica di volo. I sistemi di controllo e propulsione sono progettati utilizzando i principi della dinamica di volo per consentire all'aria e ai veicoli spaziali di effettuare un volo controllato ed efficiente.
Sebbene ciascuno dei tre assi di rotazione abbia una definizione scientifica, questi possono essere fonte di confusione ed è spesso più facile definirli in termini più semplici. Pitch si riferisce all'atteggiamento della direzione di volo rispetto al punto di riferimento, in una direzione su o giù. Quando un aereo sta salendo, si dice che la sua inclinazione è positiva, cioè è inclinata sopra il punto di riferimento.
L'imbardata si riferisce all'atteggiamento dell'aeromobile da un lato all'altro. Immagina un aereo modello seduto su un tavolo e senza muovere il centro dell'aereo, ruotalo da una parte o dall'altra. Questa è imbardata. Il rollio può essere facilmente immaginato immaginando un aereo in volo rettilineo e sollevando un'ala.