La resistenza aerodinamica totale è costituita da più componenti, precisamente da quattro componenti. Una di queste componenti è la resistenza aerodinamica indotta. Questa componente della resistenza nasce dal fatto che l'ala del velivolo non ha una lunghezza infinita. Questo comporta che alle estremità alari vi sia un passaggio del fluido aria dal ventre al dorso dell'ala. Il motivo che all'origine ti tale movimento del fluido aria lo si potrà comprendere in una delle prossime lezioni, nella quale si esaminerà l'origine fisica della portanza aerodinamica. E' comunque sufficiente sapere che sul ventre dell'ala vi è una zona di alta pressione (sovrapressione) mentre sul dorso dell'ala vi è una bassa pressione (depressione). Questa distribuzione delle pressioni intorno all'ala comporta che l'aria, in prossimità delle estremità alari, venga aspirata dal basso verso l'alto, ossia dal ventre verso il dorso dell'ala. Questo fatto comporta la formazione di vortici (ossia turbolenza) a valle

considerazione è quella di avere un allungamento alare elevato ( l'allungamento alare è definito come il rapporto tra il quadrato dell'apertura alare e la superficie alare). In questo modo ci avviciniamo maggiormente ad un'ala di una lunghezza teorica infinita. E' questa la strategia seguita dagli alianti, i quali presentano un allungamento alare molto elevato. Una seconda considerazione è quella di adottare una pianta alare di forma ellittica. Con questa soluzione i vortici alle estremità alari si riducono quasi totalmente. E' questa la via che è stata seguita dai progettisti inglesi alla fine degli anni trenta. Il risultato di tale filosofia progettuale è stato il caccia Spitfire, vincitore della Battaglia d'Inghilterra. A parità di potenza istallata, tale velivolo, grazie proprio all'ala ellittica, era più veloce del diretto avversario tedesco Messerschmitt Bf 109G. Se per altri motivi tecnici (sopratutto di tempi di produzione) si preferisce non adottare un'ala ellittica, è preferibile adottare un'ala a pianta trapezia, invece che rettangolare, poichè questa più si avvicina alla forma ellittica. L'altra strategia è in vece quella di adottare appositi accorgimenti alle estremità alari. Un primo accorgimento è quello di arrotondare in modo opportuno le estremità alari nel piano dell'ala stessa. Il modo più opportuno di effettuare tale arrotondamento è stato studiato in galleria del vento, a metà del 1900, dalla NACA (l'attuale NASA). Le estremità alari così arrotondate prendono il nome di "wingtip". Un altro accorgimento molto usato è quello di adottare sulle estremità alari delle piccole alette, (vedi lavagna in alto a sinistra) rivolte verso l'alto o verso il basso (in entrambe le direzione nelle soluzioni più sofisticate). Tali alette prendono il nome di "winglet". Entrambe queste soluzioni ostacolano il formarsi dei vortici dietro le estremità alari, permettendo di contenere il valore della resistenza aerodinamica indotta. Nel campo degli aerei ultraleggeri tali soluzioni sono molto utilizzate, specie per gli ulm avanzati che ricercano prestazioni in velocità elevate. Tenendo presente che tali soluzioni vengono adottate in aviazione commerciale dai velivoli Airbus e Boeing, risulta evidente come le leggi aerodinamiche abbiano validità generale per ogni campo dell'aeronautica, quindi anche per l'aviazione ultraleggera e per il volo sportivo vds.

 

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