AEREO

Gli aeroplani, sono mezzi meccanici in grado di consentire all’uomo di superare la forza di gravità e staccarsi dal terreno volando quasi come gli uccelli. 

Gli aerei sono caratterizzati da alcuni elementi base uguali per tutti:

•  il corpo, che prende il nome di fusoliera,
•  le ali,
• il piano  di coda (timone e deriva)
• gli organi di stabilizzazione e controllo come i flaps, slats, trim, alettoni
• organi per il decollo e atterraggio come il carrello
•  la cabina di pilotaggio 
• il sistema di propulsione

Un aereo vola grazie alla PORTANZA, una forza diretta verso l'alto, generata dalle ali , ad alta velocità, che vince la forza di gravità.

VIDEO SPIEGAZIONE COME VOLA UN'AEREO

https://www.youtube.com/watch?v=So9Pdu5hGy0

Le 4 Forze del Volo

Il volo è determinato dall'equilibrio tra quattro forze fondamentali: 

Portanza (Lift): Forza verticale generata dalle ali che solleva l'aereo.

Peso (Weight): La forza di gravità che tira l'aereo verso il basso.

Spinta (Thrust): Forza fornita dai motori (elica o reazione) che muove l'aereo in avanti. (FORZA MOTRICE)

Resistenza (Drag): La forza dell'aria che si oppone al movimento in avanti. (ATTRITO DELL'ARIA)

Il Segreto dell'Ala (Profilo Alare) 

La forma dell'ala è studiata per sfruttare la fisica dell'aria (aerodinamica): 

Profilo Asimmetrico: L'ala è più bombata sopra (dorso) e più piatta sotto (ventre).

Velocità e Pressione: L'aria che scorre sopra l'ala percorre un tragitto più lungo e si muove più velocemente di quella sotto. Secondo il principio di Bernoulli, alta velocità = bassa pressione (depressione).

Effetto Venturi: Sotto l'ala, la pressione è maggiore. La differenza di pressione (alta sotto, bassa sopra) "succhia" l'ala verso l'alto.

Inclinazione (Angolo di attacco): L'ala è spesso inclinata per aumentare l'aria deviata verso il basso, aumentando la spinta verso l'alto

Quando l'aereo inizia a muoversi in avanti il flusso d'aria investe l'ala seguendo il suo profilo. Questo flusso, quando raggiunge una determinata velocità, permette all’aereo di sollevarsi da terra e quindi volare. Per generare questa forza aerodinamica l’aereo deve essere dotato di ali che hanno una particolare forma: se tagliamo a metà un’ala notiamo infatti che ha una forma a goccia, chiamata profilo alare. L’ala si divide nel ventre, che è la parte inferiore, e nel dorso che è la parte superiore, di forma curva.

Facciamo questa semplice esperienza. Accostiamo un foglio di carta vicino alla bocca e soffiamo sulla faccia superiore. La carta si solleva verso l’alto

Poiché la velocità dell’aria sulla faccia superiore del foglio è maggiore della velocità sulla faccia inferiore, la pressione dell’aria sopra il foglio è minore di quella sotto il foglio. La differenza di pressione dà origine a una forza diretta verso l’alto che solleva il foglio

Le ali di un aereo sono anche inclinate verso l’alto. L’angolo formato dal profilo dell’ala con la direzione del moto si chiama angolo di attacco. Questo angolo deve essere tale da rendere massima la portanza e massima anche la differenza di velocità dell’aria tra la faccia superiore e quella inferiore. Il pilota controlla l’aereo modificando soprattutto l’angolo di attacco. 

VIDEO SPIEGAZIONE ALA AEREO

 EVOLUZIONE ESTREMITA' PROFILO ALARE

Uno dei problemi delle ali  usate nei moderni aerei è che, rastremano verso l’esterno riducendo gradatamente la loro superficie e diminuendo così, progressivamente, anche la loro portanza. Questo genera, sull’estremità dell’ala, quelli che vengono definiti vortici d’estremità.

PROFILI DELL'ALA 

La soluzione al problema viene ancora una volta dall’osservazione della natura.

Alcune aquile hanno alle estremità delle ali, le remiganti, lunghe e robuste penne inserite a ventaglio. Lo studio nella galleria del vento ha permesso di verificare che queste consentono di ridurre drasticamente i vortici d’estremità offrendo una minore resistenza all’aria. 

Applicate agli aerei, queste, chiamate Winglet, hanno consentito di avere maggior stabilità nel volo e risparmiare dal 2 al 3% di carburante grazie alla minor resistenza che l’ala offre all’aria.