La pianta alare a freccia è particolarmente indicata per i velivoli ai quali viene richiesto il volo transonico. Per volo transonico si intende il volo ad una velocità di transizione tra il campo subsonico (ossia volo con velocità inferiore alla velocità del suono) ed il campo supersonico (ossia volo con velocità superiore alla velocità del suono). In particolare la geometria dell'ala a freccia ritarda il verificarsi della problematica maggiore relativa al volo transonico. Tale problematica è l'aumento della resistenza aerodinamica dovuta al formarsi delle onde d'urto. Questo trae origine dal fatto che l'aria non è un fluido perfetto, in particolare dal fatto che essa presenta una certa viscosità. Tale viscosità determina a velocità elevate, a causa della compressibilità il formarsi di onde d'urto, ossia di superfici di discontinuità nel fluido aria attraversando le quali si verifica una brusca variazione delle caratteristiche fisiche del fluido (si rimanda ad una prossima lezione dedicata all'aerodinamica alle alte velocità). Il formarsi delle onde d'urto provoca un brusco aumento della resistenza aerodinamica del 

fine del secondo conflitto mondiale sul primo velivolo a reazione Messerschmitt ME 202. La particolarità dell'ala a freccia consiste nella sua proprietà di scomporre la velocità del fluido aria in due componenti, una Vn perpendicolare al bordo di attacco dell'ala ed una Vp parallela al bordo di attacco (vedi lavagna sopra a destra. Ai fini della resistenza aerodinamica ha importanza esclusivamente la componente perpendicolare Vn. Qusta Vn ha un valore inferiore alla velocità di volo V (Vn è una componente mentre V è la risultante). Supponendo quindi che l'aumento della resistenza aerodinamica avvenga a 850 km/h, per evitare l'aumento della resistenza aerodinamica è necessario solo che la Vn sua inferiore a 850 km/h mentre la V può essere benissimo maggiore. Quindi l'aeroplano può volare ad una velocità elevata senza subire l'aumento della resistenza aerodinamica dovuta alla compressibilità dell'aria. La conmponente Vn è tanto più piccola rispetto a V, tanto maggiore è l'angolo di freccia A (vedi lavagna). Per questo motivo , nei velivoli più sofisticati, si utilizza un'ala a freccia variabile. In tali aerei, all'aumentare della velocità di volo V, le ali tendono a richiudersi all'indietro, ossia ad aumentare il proprio angolo di freccia. Così facendo, la componente Vn diventa sempre più piccolae, anche se aumenta la velocità di volo V, non si ha l'aumento della resistenza aerodinamica poichè Vn rimane sempre al di sotto del valore limite (ad es gli 850 Km/h dell'esempio precedente). La soluzione appena vista è quella relativa all'ala con freccia positiva, ossia con le ali rivolte all'indietro. Esiste anche la soluzione con l'ala a freccia negativa (essa sarà oggetto di una prossima lezione). Nel campo degli aerei ultraleggeri, per il momento non vi sono velivoli che entrano in campo transonico. Notando però il successo dei Very Light Jet, non è da escludere che in un prossimo futuro anche per l'aviazione ultraleggera ed il volo sportivo vds possa essere interessato da ultralights che volano in campo transonico.

 

Ing. Massimiliano Ghielmetti;  docente di Aerotecnica

Per eventuali domande ed approfondimenti, scrivere a ghielmetti.m@lightairplanes1.com

Indice delle lezioni dell'ingegnere

Gennaio 2006

09/01/06: profili laminari NACA a sei cifre

05/01/06: profili NACA

02/01/06: principio di sostentamento dei dirigibili e delle mongolfiere

Dicembre 2005

31/12/05: aerodinamica della pallina da golf

29/12/05: definizione di lunghezza di decollo

27/12/05: interpretazione circolatoria della portanza aerodinamica

23/12/05: sostentazione aerodinamica ed aerostatica

16/12/05: curva coefficiente di resistenza  Cd - coefficiente di portanza CL

15/12/05: perchè un'automobile con una buona aerodinamica ha un consumo più contenuto?

14/12/05: curva coefficiente di portanza  CL - angolo di incidenza alfa

13/12/05: lo stallo

12/12/05: problematiche dell'ala a freccia negativa

10/12/05: caratteristiche aerodinamiche dell'ala a freccia

01/12/05: caratteristiche aerodinamiche delle piante alari

Novembre 2005

30/11/05: formulazione analitica della portanza aerodinamica

29/11/05: origine della portanza aerodinamica

28/11/05: formulazione analitica della resistenza aerodinamica

27/11/05: la resistenza aerodinamica di interferenza

26/11/05: la resistenza aerodinamica indotta

25/11/05: lo strato limite

24/11/05: resistenza aerodinamica di attrito

23/11/05: resistenza aerodinamica di forma o di scia

22/11/05: origine della resistenza aerodinamica