PROPRIETA'  PROFILI
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Le forze a cui viene sottoposta un'ala nelle sue varie condizioni di esercizio vengono determinate sperimentalmente, ponendone un modello in galleria del vento e collegandolo a vari sistemi di misura appropriati.

Al termine delle prove vengono tracciati dei diagrammi, i quali esprimono in forma tangibile i risultati, ne mostrano le continuità o le singolarità sperimentali, ne rilevano gli errori.

La risultante che agisce sul corpo non viene quasi mai determinata direttamente, essendo più utile e pratico determinare l'intensità di tre componenti, ortogonali tra loro, che prendono il nome di "PORTANZA", "RESISTENZA" e "DEVIANZA".

La portanza è la componente normale alla direzione del moto e all'apertura alare, la resistenza è direttamente opposta al moto, la devianza è perpendicolare alle prime due quindi parallela all'apertura dell'ala; quest'ultima forza è di importanza trascurabile rispetto alle altre (Fig.1).

Fig.1

La forza cui viene sottoposta l'ala è di natura aerodinamica quindi è calcolabile con la formula:

analoga a quella della lastra nella quale i simboli rappresentano le grandezze già note.

Le componenti devono di conseguenza dipendere dalle stesse grandezze, secondo coefficienti adimensionali che sono solo una porzione di queelo noto.

Avremo in particolare:

dove Cp e Cr rappresentano il "coefficiente di portanza" ed il "coefficiente di resistenza".

L'esperienza fondamentale cui si sottopone un'ala consisnte nell'orientarla a vari angoli di incidenza e nel ricavare i valori delle componenti di Portanza e di Resistenza mediante sistemi dinamometrici.

Dai valori delle due forze è possibile ricavare la variazione dei coefficienti Cp e Cr in funzione dell'angolo di incidenza, con le semplici relazioni:

In esse i termini  SV2 sono uguali e praticamente indipendenti dall'incidenza, poichè per piccoli valori di a si può ritenere che la proiezione orizzontale dell'ala sia coincidente con la superficie alare stessa.

A questo punto possiamo tracciare dei grafici che riportano le variazioni di Cp e Cr in funzione di

Fig.2

Il secondo diagramma  ( Cp) mostra che un profilo asimmetrico è già portante ad incidenza zero e che l'aumento del coefficiente è prima quasi lineare, poi subisce una flessione e quindi una brusca diminuzione quando l'ala entra in stallo; il coefficiente si annulla come abbiamo già detto, per un certo valore di incidenza negativa, mentre l'incidenza per la quale Cp raggiunge il massimo valore prende il nome di "incidenza di stallo".

Il primo grafico (Cr) , mostra invece una variazione praticamente parabolica del coefficiente, che mantiene, è ovvio, valori positivi qualunque sia l'incidenza.

L'esperienza sui vari profili ha mostrato che i valori assoluti dei coefficienti dipendono dal profilo alare ma anche dal rapporto d'allungamento dell'ala stessa, il quale influenza i vortici marginali.

Dovendo sfruttare un'ala come elemento sostentatore, possiamo notare dai diagrammi che in prossimità dei massimi valori di Cp i valori dei coefficienti di resistenza, quindi le Resistenze, sono troppo elevati.

Parimenti notiamo che ponendo l'ala in condizioni di minimo Cr la Portanza si annulla o quasi.

Le condizioni migliori di impiego possono scaturire quindi solo da una soluzione di compromesso che consenta buoni valori di Portanza associati a scarsi valori di Resistenza.

Nasce cosi il concetto di bontà aerodinamica, che prende il nome di "Efficienza", e che otteniamo seguendo il rapporto tra portanza e resistenza o, il che è lo stesso, tra i relativi coefficienti.

Dalla serie dei rapporti:

scaturisce la variazione dell'efficienza di un'ala in funzione dell'incidenza.

Essa che è una grandezza adimensionale, può essere messa sotto forma di grafico il quale mostra come il valore massimo si ottenga ad incidenze lontane da quella di stallo e, per profili molto asimmetrici (concavo-convessi), a volte vicino a zero gradi (Fig.3).

Fig.3

Delle buone ali, aventi notevoli allungamenti, e profili accurati, possono raggiungere Efficienze massime di 35-40%, ciò significa praticamente che l'ala è in grado di sostenere 35-40 Kg di peso per ogni chilogrammo di resistenza incontrata.

 

WebMaster : Tartarelli Pier Paolo - tspierpa@tiscali.it

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