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Principi del Volo

Capitolo 1 - Dall'aeroporto al decollo - Aerodinamica dell'ala

1. Arrivo all'aeroporto

Alla mattina del primo giorno di corso si arriva all'aeroporto con un po' di emozione e di curiosità. Finalmente è arrivato il momento di cominciare l'addestramento pratico.

Il pilota, anche se poco esperto, si deve sempre sentire Comandante del proprio aeroplano e deve pertanto conoscerlo perfettamente prima di affrontare il volo.

La sicurezza del volo inizia dalla conoscenza approfondita del mezzo e delle leggi fisiche che ne governano il comportamento.

2. L'aeroplano - Definizioni e assi

L'aeroplano è un aerodina a motore e ad ala fissa, più pesante dell'aria e capace di librarsi nell'atmosfera grazie alla spinta aerodinamica generata dal flusso d'aria sulle sue ali.

Componenti principali

Figura 8.1
Figura 8.1 - Le principali parti di un aeroplano

I tre assi dell'aeroplano

AsseDirezioneMovimentoComando
TrasversaleDa un'estremità alare all'altraBECCHEGGIOEquilibratore
LongitudinaleDa muso a codaROLLIOAlettoni
VerticalePerpendicolare agli altri dueIMBARDATATimone
Figura 8.2
Figura 8.2 - Gli assi dell'aeroplano e i movimenti

Il carrello

Il carrello più usato è quello triciclo, con un ruotino anteriore orientabile.

3. Il profilo alare e la geometria

L'ala è l'organo fondamentale per la generazione della portanza. La sua sezione trasversale è chiamata profilo alare.

Figura 8.3
Figura 8.3 - Elementi del profilo alare
ElementoDescrizione
Bordo d'attaccoParte anteriore arrotondata
Bordo d'uscitaParte posteriore affusolata
Dorso (estradosso)Superficie superiore curva
Ventre (intradosso)Superficie inferiore meno curva
CordaLinea dal bordo d'attacco al bordo d'uscita

4. L'angolo di incidenza

Figura 8.4
Figura 8.4 - Angoli: incidenza (i), calettamento (β), traiettoria (α)
AngoloSimboloDefinizione
IncidenzaiCorda vs vento relativo
CalettamentoβCorda vs asse longitudinale (fisso)
TraiettoriaαAsse longitudinale vs orizzonte
α ≈ i + β
L'angolo di incidenza i è l'angolo più importante: determina direttamente la portanza.

5. Il flusso aerodinamico

Figura 8.5
Figura 8.5 - Linee di flusso attorno a un profilo alare

Equazione di continuità

S₁ × V₁ = S₂ × V₂ = costante

Teorema di Bernoulli

Ps + ½ρV² = Pt = costante

Dove la velocità aumenta, la pressione diminuisce.

6. La reazione aerodinamica

Figura 8.9
Figura 8.9 - Scomposizione della Ra in Portanza e Resistenza
ComponenteDirezioneFunzione
Portanza (P)Perpendicolare al motoSostenta l'aereo
Resistenza (R)Parallela e opposta al motoSi oppone all'avanzamento
Ra = ½ ρ V² S Cf

7. Le pressioni sull'ala

Figura 8.11
Figura 8.11 - Distribuzione delle pressioni
Contributo alla portanza:
≈ 2/3
Depressione sul DORSO
≈ 1/3
Pressione sul VENTRE
Figura 8.12
Figura 8.12 - Spostamento del centro di pressione

8. I coefficienti di portanza e di resistenza

P = ½ ρ V² S Cp      R = ½ ρ V² S Cr
Figura 8.13
Figura 8.13 - Galleria del vento

Formule inverse

Cp = 2P / ρSV²      Cr = 2R / ρSV²

9. La portanza

La portanza è sempre perpendicolare alla direzione del moto e all'asse trasversale.

Figura 8.14
Figura 8.14 - Curva del Cp in funzione dell'incidenza

Per annullare il Cp: incidenza -4°. Massimo Cp: circa 15°.

10. Lo stallo

Lo stallo è la separazione del flusso dal dorso dell'ala causata da eccessivo angolo di incidenza.

Incidenza di stallo (o critica) per monomotori comuni: 15°÷16°
Tipo di alaIncidenza di stallo
Monomotori comunicirca 15° ÷ 16°
Ali molto allungate (alianti)valore MINORE
Ali a basso allungamentovalore MAGGIORE