Profili Alari
Principi del Volo - Lezione 2 | Corso PPL NIBBIO IV
ALA: definizione e funzione
ALA: ORGANO MECCANICO PREPOSTO AL SOSTENTAMENTO (interagendo con il flusso relativo dell'aria) ed è normalmente formata da due semiali.
Funzioni dell'ALA
- FUNZIONI DI SERBATOIO
- FUNZIONE DI SUPPORTO DELLE LUCI
- FUNZIONE DI ANCORAGGIO DEI CARRELLI
- FUNZIONE DI ANCORAGGIO DEI MOTORI
- FUNZIONE DI ANCORAGGIO DI ALCUNI COMANDI DI VOLO (flaps, alettoni)
- FUNZIONE DI ANCORAGGIO SERBATOI SUPPLEMENTARI
- FUNZIONE DI FISSAGGIO ARMAMENTO
Il Profilo Alare
Il PROFILO ALARE è la sezione trasversale dell'ala, ottenuta sezionando l'ala con un piano ideale parallelo alla direzione del moto e perpendicolare al piano trasversale dell'ala stessa.
Profili alari - evoluzione storica
I profili 2D sono stati catalogati, sin dagli anni '30 dello scorso secolo, in base alle loro caratteristiche dalla NACA (NATIONAL ADVISORY COMMITTEE FOR AERONAUTICS) organizzazione governativa americana (dagli anni '70 del secolo scorso denominata NASA) che ha identificato oltre 1800 tipi di profili, identificati con numeri a 4 o 5 e 6 cifre che, tutt'oggi, sono uno standard per la produzione in serie di profili alari ad uso civile.
Cronologia dei profili
| Anno | Profilo |
|---|---|
| 1903 | Wright |
| 1912 | RAF-6 |
| 1915 | RAF-15 |
| 1922 | Clark Y |
| 1928 | Göttingen 652 |
| 1929 | RAF-48 |
| 1933 | NACA 4415 |
| 1935 | NACA 23012 |
| 1939 | NACA 16-209 |
| 1945 | NACA 64₂-215 |
| 1953 | Wortman FX1057-816 |
| 1955 | Supersonico |
| 1970 | NASA supercritical |
| 1975 | NASA GAW-2 |
Tipi di profili alari
| Tipo di Profilo | Esempio | Utilizzo |
|---|---|---|
| Biconvesso Simmetrico | NACA 0012 | Aerei veloci, acrobatici |
| Biconvesso Asimmetrico | NACA 2312 | Aerei normali |
| Piano Convesso | Clark Y | Aerei lenti |
| Concavo Convesso | NACA 6412 | Alianti e aerei molto lenti |
| Autostabile | Broggini 55509 | Ultraleggeri, ali volanti |
I profili concavo-convessi sono impiegati principalmente per gli alianti, o comunque per gli aerei molto lenti.
Per gli aerei lenti si usano profili con asimmetria pronunciata, che viene mano a mano ridotta via via che aumenta la velocità operativa, fino a impiegare i profili simmetrici per gli aerei velocissimi.
Riferimenti principali nella sezione alare
Elementi del profilo alare:
- Angolo di incidenza (angle of attack) - angolo tra corda e vento relativo
- Bordo di attacco - linea anteriore del profilo
- Bordo di uscita - linea posteriore del profilo
- Corda alare - segmento che unisce bordo d'attacco e d'uscita
- Linea media - linea equidistante tra dorso e ventre
- Dorso (estradosso) - superficie superiore
- Ventre (intradosso) - superficie inferiore
- Freccia del profilo - distanza massima tra corda e linea media
Costruzione della linea media
Definizione Europea: La linea media è costruita come il luogo dei punti di massimo inarcamento (Zcmax) misurati perpendicolarmente alla corda.
Definizione U.S.A.: La linea media passa per i centri dei cerchi tangenti sia al dorso che al ventre del profilo.
Parametri principali dell'ala
Altre definizioni di parti dell'ala e parametri principali:
- APERTURA ALARE: distanza fra le punte dell'ala
- CORDA ALARE: segmento immaginario che unisce il bordo d'attacco al bordo d'uscita
- SUPERFICIE ALARE: prodotto della apertura alare per la corda alare
- ALLUNGAMENTO ALARE: rapporto fra apertura alare e corda alare
- SPESSORE MASSIMO: distanza massima fra dorso e ventre
Estremità alari - WINGLET
WINGLET: Estensione verticale od angolata delle estremità alari che sfrutta il flusso longitudinale del fluido all'estremità per generare della portanza e diminuire la resistenza totale dell'ala.
Le winglets producono lo stesso effetto benefico sulla resistenza indotta di un aumento dell'allungamento alare senza però accrescere l'apertura alare e quindi senza provocare un aumento della resistenza di forma ed un aumento del peso della struttura.
Tipi di estremità alari
Rounded, Sharp, Cut-off, Hoerner, Drooped, Upswept, Aft-swept, Cut-off forward swept, Endplate, Winglet
Vortici di estremità alare "convenzionale": Vortici intensi e ampi.
Vortici di estremità alare "piegata" (winglet): Vortici ridotti e più compatti, minore resistenza indotta.
Piante alari
La pianta alare è la forma dell'ala vista dall'alto. Le forme base sono:
- Ali rettangolari
- Ala ellittica
- Ali trapezie (trapezoidali)
| Pianta alare | Esempio aeromobile |
|---|---|
| Ala rettangolare | Partenavia P66D |
| Ala trapezia | Messerschmitt BF109 |
| Ala rettangolare con rastremazione | Cessna C150 |
| Ala ellittica | Spitfire MK1 |
| Ala a freccia | Fiat G91 |
| Ala a delta | Dassault Mirage 2000 |
Tipologie avanzate
- Trapezoidale
- A freccia positiva
- A freccia negativa
- A delta
- A geometria variabile
- Obliqua
- Ellittica
- Volante
- A delta ogivale
- A doppio delta
- Romboidale (o Diamante)
Riepilogo
Tipi di profili e utilizzo
| Profilo | Utilizzo |
|---|---|
| Concavo-convesso | Alianti e aerei molto lenti |
| Biconvesso asimmetrico | Aerei normali (asimmetria ridotta all'aumentare della velocità) |
| Biconvesso simmetrico | Aerei velocissimi e acrobatici |
Parametri fondamentali
| Parametro | Definizione |
|---|---|
| Apertura alare | Distanza fra le punte dell'ala |
| Corda alare | Dal bordo d'attacco al bordo d'uscita |
| Superficie alare | Apertura × Corda |
| Allungamento alare | Apertura / Corda |