Portanza

Principi del Volo - Lezione 3 | Corso PPL NIBBIO IV

Definizione di Pressione

Definizione di Pressione
Slide 1: Definizione di Pressione - Formula p = F/S

PRESSIONE: si definisce come il rapporto tra la forza F, che agisce perpendicolarmente su una superficie S, e la superficie stessa.

Formula della Pressione
p = F / S

Dove:

Unita di Misura

La PRESSIONE si misura in:

Conversione importante:

1 bar = 10^5 Pa = 100.000 Pa

Nascita della Portanza
F = p x S

Dalla formula inversa della pressione, ricaviamo che una forza nasce dal prodotto di una pressione per una superficie. Questo e il principio alla base della nascita della Portanza.

Generazione della Portanza

Generazione della Portanza
Slide 2: La Portanza e una Forza - Differenza di pressione dorso/ventre

ATTENZIONE!!

La PORTANZA e una FORZA.

La DIFFERENZA DI PRESSIONE FRA VENTRE E DORSO DELL'ALA, moltiplicata per la superficie sulla quale essa agisce, determina la nascita di questa forza.

Come si genera la portanza

Come si genera la portanza
Slide 3: Forma dell'ala e portanza - aria piu veloce sulla superficie superiore

La forma dell'ala e progettata in modo che, quando il velivolo e in volo, l'aria si muove piu velocemente sulla superficie superiore (dorso) che non su quella inferiore (ventre).

Si crea una differenza di pressione e quindi una forza risultante verticale che spinge l'ala verso l'alto.

IMPORTANTE!!

La forza risultante si chiama PORTANZA DELL'ALA ed e:

La portanza, in pratica, sostiene il peso dell'aereo.

Relazione tra velocita e pressione

Schema flusso aria su profilo alare
Slide 4: Schema del flusso d'aria - Depressione dorsale e Sovrapressione ventrale
ZonaVelocita ariaPressioneEffetto
Dorso (sopra)V3 (alta)BassaDEPRESSIONE
Ventre (sotto)V2 (bassa)AltaSOVRAPRESSIONE

Ricordando il teorema di Bernoulli: dove la velocita aumenta, la pressione diminuisce.

Relazione velocita: V3 > V1 > V2

Dove V1 e la velocita del flusso indisturbato, V3 la velocita sul dorso e V2 la velocita sul ventre.

Nota: Tale differenza di pressione genera anche una particolare resistenza al movimento, detta RESISTENZA INDOTTA (che vedremo nella prossima dispensa).

Distribuzione della Portanza sulle Ali

Distribuzione della Portanza sulle Ali
Slide 6: Distribuzione della Portanza - 2/3 depressione, 1/3 sovrapressione

DISTRIBUZIONE DELLA PORTANZA:

2/3 della PORTANZAsi genera PER DEPRESSIONE (sul dorso)
1/3 della PORTANZAsi genera PER SOVRAPRESSIONE (sul ventre)

Questo significa che la maggior parte della portanza e generata dalla depressione dorsale (zona superiore dell'ala), dove l'aria scorre piu velocemente creando una "aspirazione" verso l'alto.

La Portanza come Componente della Forza Aerodinamica

Portanza come componente della Forza Aerodinamica
Slide 5: Portanza P, Resistenza R e Forza Aerodinamica F - Vento relativo

La portanza P e quindi la componente della Forza Aerodinamica F sempre ortogonale alla direzione del moto e all'asse trasversale dell'aereo.

Componenti della Forza Aerodinamica

ComponenteDirezioneSimbolo
PortanzaPerpendicolare alla direzione del motoP
ResistenzaParallela e opposta alla direzione del motoR
Risultante AerodinamicaSomma vettoriale di P e RF

Il vento relativo e sempre opposto alla direzione del moto dell'ala. La portanza e perpendicolare al vento relativo.

Riepilogo

ConcettoDescrizione
Pressionep = F / S (misurata in Pa o bar)
PortanzaForza generata dalla differenza di pressione dorso/ventre
Depressione dorsaleGenera 2/3 della portanza
Sovrapressione ventraleGenera 1/3 della portanza
Direzione portanzaPerpendicolare al vento relativo
1 bar= 10^5 Pa = 100.000 Pascal
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