Fisica

Il funzionamento dell’ala

Il funzionamento dell’ala

Elia Magrinelli

gennaio 6th, 2017

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Molti sanno che un’ala è in grado di generare portanza grazie alla loro specifica forma. Questa forma fa si che l’aria compia un tragitto più lungo al di sopra della sezione dell’ala ed un tragitto più breve al disotto. Per questo motivo l’aria al di sopra deve viaggiare più velocemente dell’aria sottostante per così che entrambe i lati della corrente d’aria si possano incontrare assieme alla fine dell’ala. Secondo il principio di Bernoulli (in un fluido ideale nel quale non viene applicato lavoro ogni aumento di velocità del flusso corrisponde ad una diminuzione della pressione applicata dal liquido) l’aria più veloce soprastante l’ala genera meno pressione dell’aria sottostante l’ala risultando in una differenza di pressione. Questa differenza di pressione genera una forza verso l’alto, la portanza. Tuttavia questa semplice spiegazione, spesso insegnata in molti libri di testo, ha alcuni problemi. Come farebbero ad esempio gli aerei a volare sottosopra? Inoltre come potevano volare alcuni aerei, come quello dei fratelli Wright, che avevano ali quasi piatte? Questo video di Veritasium spiega i limiti di questo modello.

Alcuni esperimenti mostrano come il flusso d’aria che incontra un’ala non si incontri sempre allo stesso momento una volta passata oltre l’ala. Come riesce quindi un’ala a genereare portanza? Il punto chiave è che un’ala dev’essere in grado di spingere l’aria verso il basso. Questo risultato viene ottenuto con l’uso di ali dalla forma asimmetrica o curva, oppure aumentando l’angolo di attacco dell’ala. Queste forme sono in grado di deviare l’aria che passa sotto l’ala verso il basso e per conseguenza dell’effetto Coanda(un getto fluido tende a seguire la direzione della superficie vicina) anche l’aria che passa al disopra dell’ala viene deviata in basso.

Dal momento che l’ala rallenta l’aria e la devia verso il basso viene anche spinga verso l’alto e verso la direzione dell’aria per le forze di portanza e resistenza aerodinamica, in accordo con la terza legge di Newton (ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria). Tutto questo non significa però che la spiegazione di Bernoulli sia del tutto sbagliata; infatti l’aria che passa sopra l’ala si muove più velocemente di quella sottostante, creando una pressione minore sopra l’ala e una forza di portanza. Il punto è che la spiegazione iniziale assume in modo scorretto che l’aria sopra e sotto l’ala si debba per forza incontrare allo stesso momento una volta passata l’ala. Ciascuna spiegazione, se effettuata nel modo giusto è in grado di spiegare come un’ala genera portanza; si tratta di due modi diversi di misurare lo stesso fenomeno.

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