volo rovescio e portanza

[Gripen84]

ciao a tutti,

spero che la domanda non sia stata fatta in altri post ma non ne ho trovati. Volevo chiedere: dato che la portanza è data dalla velocità e dalla conformazione dell'ala dell'aereo (con il flusso d'aria differente sulle superfici inferiori e superiore) ...come fa ad essere mantenuta durante il volo rovescio e quello "a coltello"?

Grazie mille a chi vorrà rispondermi!

 

[Flaggy]

Anche se i profili alari tendenzialmente non sono simmetrici e sono più “panciuti sul dorso” tanto da generare una portanza anche ad incidenza nulla, in realtà con un opportuna incidenza negativa sono in grado di generare deportanza (sottoponendo il velivolo a g negativi) o in volo rovescio portanza che controbilancia e anche supera il peso. In ogni caso avrai che il flusso d’aria viene tagliato in due, farà più strada sopra e l’ala devierà l’aria verso il basso generando una spinta verso l’alto (appunto la portanza).

Non ti aspettare cioè che capovolgendo un profilo succeda qualcosa di molto diverso da quello che succede se questo è dritto come nell’immagine qui sotto.

https://www.lavionnaire.fr/ItaAerodinamica.php

Le ali capovolte sono meno efficienti? Si. Stallano ad incidenze inferiori? Si. Ciò però non toglie che generino ugualmente portanza.

I piani di coda dell’F-16 sono simmetrici (anzi fisicamente sono proprio lo stesso pezzo che viene montato da entrambi i lati), ma possono generare indifferentemente portanza o deportanza. Dipende se l'aria li investe con angolo positivo o negativo.

Tutto ciò perchè il coefficiente di portanza dipende si dalla forma, ma anche appunto dall’incidenza.

Si tende a rappresentare la curva del coefficiente di portanza solo per angoli positivi, ma in realtà questa continua anche per angoli negativi. Semplicemente per profili non simmetrici non passa per lo 0, proprio perchè un profilo non simmetrico è in grado di generare portanza anche a incidenza nulla.

Il volo a coltello? Se vedi dura poco perchè di fatto l’ala non genera praticamente portanza e non  in grado di contrastare il peso e ciò che può fare il pilota è mettere il muso in alto deflettendo il timone verticale in modo da generare una coppia che contrasti quella a picchiare del peso (in questo senso la forza del piano verticale sarebbe pure deportante...), mentre il contrasto del peso avviene grazie a quel poco di portanza che genera la fusoliera e grazie alla componente della spinta diretta verticalmente.

In generale queste due forze non sono sufficienti e tendenzialmente il velivolo cade, da cui la necessità di far durare questa configurazione per poco tempo a meno di non parlare di velivoli acrobatici.

 

[Gripen84]

Ciao Flaggy! Grazie mille della spiegazione, sei riuscito a chiarirmi il concetto in modo chiaro e semplice! Effettivamente, non avevo mai ragionao sull'angolo di incidenza ma è decisamente importante!
Ora ne so davvero di più!

Grazie ancora e a presto!

 

[Gripen84]

PS.: ho un altro dubbio... potenzialmente quindi qualsiasi aereo (ripeto teoricamente e senza tener conto di altri fattori come peso, forma etc...) potrebbe volare in volo rovescio o solo quelli con profili biconvessi o pressoché simmetrici? 

Grazie mille per le spiegazioni!

 

[Flaggy]

Tendenzialmente si, ma considera che se il profilo fosse molto incurvato rischierebbe di stallare prima di raggiungere angoli di incidenza tali da generare la portanza sufficiente. In genere i profili hanno una curvatura contenuta della linea equidistante da dorso e ventre, ma nessuno per esempio volerebbe capovolto con gl ipersostentatori estratti...

[Gripen84]

Ok quindi in sostanza più il profilo è simmetrico e meno la curvatura è accentuata, più è possibile il volo rovescio giusto?

Grazie mille!

[Flaggy]

Un profilo simmetrico è per definizione a curvatura nulla perchè la linea mediana tra dorso e ventre coincide con la corda.

Più un profilo si avvicina a un profilo simmetrico, più tende a comportarsi indifferentemente come portante o deportante a seconda che sia a incidenza positiva o negativa. I profili simmetrici si usano più che alto per le superfici di coda che devono essere sia portanti che deportanti (avevo fatto l'esempio dei piani di coda dell'F-16, un aereo a stabilità rilassata in cui la coda nel volo orizzontale non deve manco essere deportante come nei velivoli intrinsecamente stabili e che genera forze grandi essenzialmente quando il pilota picchia o cabra).

In generale i profili alari non sono simmetrici perchè ovviamente si vuole che diano il massimo nel volo dritto, con la capacità di generare le forze più grandi quando il pilota tira a se la barra. Incassare g negativi è infatti meno utile. Un velivolo da combattimento che arriva a 9g positivi magari si fa bastare i 3 negativi perchè il pilota fisicamente li regge molto male. Non parliamo poi di ciò che succede in decollo e atterraggio dove il profilo si modifica e (anche se è una semplificazione) si "incurva" di più. La struttura è progettata di conseguenza per reggere meglio i fattori di carico positivi e i motori stessi non è che gradiscano sempre i g negativi e il volo capovolto, tanto che se il sistema di alimentazione e lubrificazione non è opportunamente progettato certe condizioni possono essere mantenute solo per brevi periodi.

I profili si scelgono in base alle caratteristiche di volo del velivolo. Un aereo di linea avrà profili supercritici adatti al volo transonico e decisamente spessi e asimmetrici, poco indicati al volo rovescio (che non è certo richiesto...).

 

...mentre F-16 supersonico avrà una curvatura modesta e profili sottili e persino la possibilità di avere una curvatura verso l'alto ruotanto le superfici mobili...

 

[Gripen84]

Perfetto grazie mille!

Spiegazione chiara e utilissima!

A presto e buona continuazione!!!