PIANTA ALARE, VEDIAMONE L’IMPORTANZA CHE RICOPRE

Come è noto, la parte essenziale di qualsiasi aeroplano è l’ala.
A questa appendice è affidata la funzione sostentatrice dell’aereo in volo, mentre all’apparato propulsivo meccanico è affidata la funzione di spinta immergendo ad alta velocità l’intero aeroplano in un flusso denso quale è l’aria con l’innalzamento della velocità.
Tornando all’ala, essa fornisce la portanza necessaria utile per il volo.
Volando in moto orizzontale, la portanza deve essere pari al peso dell’aerodina, mentre in virata, a causa della forza centrifuga, il peso apparente risulterà maggiore del peso reale, richiedendo così un incremento di portanza.
L’ala ha per definizione una serie di parametri, tra cui ; apertura, corda media, rapporto di rastremazione, diedro, superficie, allungamento, freccia della linea focale, svergolamento geometrico e aerodinamico, forma in pianta, polare odografica.
Quest’ultima, la polare odografica, è riferita esclusivamente alla velocità del profilo e viene rappresentata sul grafico con ascisse (orizzontali) che indicando la velocità di traslazione e sull’asse delle ordinate ( verticali) la velocità di caduta.
Per calcolare effettivamente queste polari, occorre una prova in volo e se con un aereo full-size la cosa è abbastanza possibile, con i modelli a controllo remoto la cosa è un po più complicata, inoltre vale solo per un determinato carico alare e per prestazioni in volo rettilineo ed in modo uniforme.
Adesso ci soffermeremo su un determinato parametro: la forma in pianta dell’ala, la quale da sola, raccoglie molte articolazioni e riflessioni.
La forma in pianta si occupa della distribuzione della portanza lungo tutta l’apertura alare, la quale varia a seconda della forma che assume la pianta alare.
Una caratteristica delle ali è il flusso che scorre sia sul ventre che sul dorso del profilo e riunendosi sul bordo di uscita dando vita ad una notevole turbolenza, più o meno forte a secondo del profilo impiegato e dell’allungamento alare usato, questo flusso risulterà anche sviato verso il basso, proprio con la definizione di angolo di svio o di deflessione.
Proprio questa deflessione aiuterà a migliorare la stabilità del diedro longitudinale aumentandone l’incidenza effettiva geometrica, questo avviene tra l’incidenza dell’ala e l’incidenza del piano di quota investito dal flusso con angolo di svio accentuato.
Quindi non tutti i mali vengono per nuocere, se da un lato la turbolenza creata dalla differenza di velocità dei flussi che percorrono il profilo ed incontrandosi sul bordo di uscita, creano una resistenza indotta, dall’altro lato questo flusso viene sfruttato migliorando la stabilità longitudinale.
Ma andiamo avanti e osserviamo ancora cosa accade sulla superficie alare.
Questa diversa pressione si manifesta anche alle estremità alari, dando origine anche in questo caso a dei vortici, in questo caso detti vortici di estremità o trecce di Berenice.
La maggiore pressione che si manifesta sul ventre del profilo fa in modo che il flusso defletta verso il dorso nel punto dove gli è permesso e cioè al termine dell’ala ( estremità alare) incrementando la resistenza.
Questi vortici si formano in modo circolare e aumentano la loro dimensione man mano che si allontanano dal punto della loro formazione e l’energia cinetica diminuisce progressivamente a causa della viscosità dell’aria.
Come si può facilmente intuire, la formazione dei vortici diminuisce con l’aumento dell’allungamento alare, pratica diffusa negli alianti dove la forma in pianta dell’ala è sempre caratterizzata da un alto allungamento, in questo modo si riduce la corda alare e riducendo la corda alare specialmente in estremità i flussi che dal ventre si dirigono verso il dorso avranno meno spazio di manovra creando vortici minori.
Si assume che; in un ala tanto è più elevato l’allungamento, minore sarà la resistenza complessiva, ovviamente non è possibili adottare allungamenti esageratamente alti, per indubbie difficoltà costruttive di dimensionamento strutturale, quindi la regola che vale sempre è il giusto compromesso.
Adesso prendiamo ad esempio un ala con forma in pianta ellittica, questa forma è caratterizzata da un andamento delle linee di contorno curvilineo e quindi viene definito con distribuzione ellittica della portanza, questi tipo di forma in pianta è stata usata con successo da aerei come lo Spitfire, in forma esasperata e con forma semiellittica su velivoli tipo il Reggiane RE-2005, P-47 Thunderbolt tanto per citare i più noti, in effetti questa distribuzione della portanza è tra le migliori in assoluto, con la configurazione ellittica i fuochi di tutte le corde alari risulteranno allineati su di una retta con vantaggi per dimensionamenti strutturali e la distribuzione omogenea della portanza migliorerà la resistenza indotta diminuendola, avendo un coefficiente di portanza uguale per ogni corda.

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