SOSTENTAZIONE
DINAMICA
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La Forza Aerodinamica dipende da:
• Velocità relativa
• Assetto del corpo rispetto alla corrente
fluida
• Caratteristiche fisiche della corrente.
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Si definiscono superfici portanti
Quelle superfici per le quali la risultante
aerodinamica dà una notevole componente
in direzione perpendicolare alla direzione
del moto; questa forza prende il nome di
PORTANZA
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Le più semplici superfici portanti
sono:
• Lamina piana
• Lamina curva
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Lamina piana
α è l’angolo che la lastra piana forma
con la direzione della corrente;
esso è chiamato angolo di incidenza
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Quando la lamina piana in moto
relativo rispetto all’aria forma un
certo angolo di incidenza a, la
risultante aerodinamica risulta
inclinata rispetto alla direzione
del moto; per questo essa può
essere scomposta nelle due
componenti:
Portanza e Resistenza
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Lamina piana
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Lamina curva
Si definisce corda della lastra il minimo segmento
che unisce il bordo anteriore con quello posteriore.
L’angolo di incidenza α è rappresentato dall’angolo
che la direzione del moto forma con la corda.
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Lamina curva
Nella lamina curva, sul ventre si
forma il fenomeno aerodinamico
di pressione, sul dorso quello
di depressione. Questo avviene
a causa della curvatura che
riduce la velocità dei filetti fluidi
che lambiscono sulla parte
concava e l’aumenta a quelli
che scorrono sulla parte
convessa
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CONFRONTO
A parità di incidenze, la lamina curva dà una
portanza maggiore della lamina piana di
uguale superficie.
Da notare che a incidenza zero, quando la
corda è parallela al vento, la lamina curva è
ancora portante perché il campo aerodinamico
risulta ancora asimmetrico con depressione
sul dorso e leggera soprapressione sul ventre.
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Lamina curva
La Portanza si annullerà per un angolo di incidenza
negativo che individua così l’asse di portanza nulla.
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CENTRO DI PRESSIONE
Il punto di applicazione della forza aerodinamica
sulla lamina piana e su quella curva viene
definito centro di pressione, e tale punto si
sposta al variare dell’angolo di incidenza in
modo diverso tra i due tipi di lamina infatti:
• Lamina piana, aumento l’angolo, il centro si
sposta all’indietro; la lamina rimane stabile
• Lamina curva, aumento l’angolo, il centro si
sposta in avanti; la lamina diventa instabile
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PROFILI ALARI
Le caratteristiche geometriche di un profilo
alare sono:
• La parte superiore, denominata dorso o
estradosso;
• La parte inferiore, denominata ventre o
intradosso;
• La parte anteriore, denominata bordo d’entrata o
bordo d’attacco;
• La parte posteriore, denominata bordo d’uscita;
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PROFILI ALARI
• La linea che unisce il bordo d’attacco al bordo d’uscita,
denominata corda (l);
• La linea che divide il profilo in due parti uguali, denominata linea
mediana;
• La massima distanza tra la corda e la linea mediana, denominata
freccia (f);
• La massima distanza tra dorso il ed il ventre, denominata
spessore massimo (smax)
• Il rapporto tra lo spessore massimo e la corda, denominato
spessore relativo (sr).
f
smax
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CLASSIFICAZIONE DEI PROFILI IN BASE
ALLA LORO FORMA
•
•
•
•
•
BICONVESSO SIMMETRICO
BICONVESSO ASIMMETRICO
PIANO-CONVESSO
CONCAVO-CONVESSO
AUTOSTABILE
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BICONVESSO SIMMETRICO
Si comporta analogamente alla lamina piana, cioè l’asse
di portanza nulla coincide con la corda per cui tale profilo
investito ad incidenza zero non crea Portanza. (usato
sugli impennaggi orizzontali).
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BICONVESSO ASIMMETRICO
Si comporta analogamente alla lamina curva, cioè possiede
un’asse di portanza nulla e quindi genera portanza anche ad
Incidenza zero, è i l profilo più utilizzato nella costruzione
dell’ala.
Lamina curva
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PIANO-CONVESSO
È caratterizzato dal fatto di avere il ventre piatto
per cui risulta di facile costruzione e possiede
un elevata freccia ed elevato spessore massimo
il che lo rende particolarmente adatto per le ali
di velivoli lenti che con tale profilo riescono ad
ottenere elevata portanza a bassa velocità
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CONCAVO-CONVESSO
È caratterizzato dal fatto di avere il ventre concavo, il che
gli conferisce un elevato valore di freccia e la possibilità
di sviluppare biplani, presenta però il difetto di creare
elevata resistenza che lo penalizza alla velocità medio
alte.
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AUTOSTABILE
Viene anche chiamato profilo a doppia curvatura in quanto la
linea mediana risulta nella parte anteriore curvata verso il
basso, come negli altri profili, mentre nella parte posteriore
curva verso l’alto. Tale particolarità lo rende autostabile cioè
un’ala costruita con tale profilo risulta stabile in volo anche
senza impennaggio orizzontale.
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Ciascuna categoria viene poi suddivisa, in base
allo spessore relativo ( rapporto tra spessore
massimo e la corda) in:
• Profili sottili (sr < 6%)
• Profili medi
(6% < sr < 12%)
• Profili spessi (sr > 12%)
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I CRITERI DI SCELTA DI UN PROFILO
DIPENDONO SIA DA ESIGENZE
AERODINAMICHE SIA DA ESIGENZE
COSTRUTTIVE.
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I laboratori sperimentali come ad es. il N.A.C.A
definiscono la forma geometrica di un profilo
mediante apposite tabelle nelle quali in percentuale
della corda (asse x) vengono riportati i valori delle
ordinate superiori ys (ordinate del dorso) e delle
ordinate inferiori yi (ordinate del ventre). I profili
N.A.C.A sono Indicati con alcune cifre il cui significato
per i profili subsonici è il seguente:
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PROFILI SUBSONICI
N.A.C,A 2309
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Alcune volte viene dato per i profili a quattro
cifre anche il raggio del bordo d’attacco e
la posizione del max spessore in decimi
della corda. Cioè le prime quattro cifre
mantengono lo stesso significato le ultime
due separate dalle precedenti mediante
trattino, e rappresentano:
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PROFILI SUBSONICI
N.A.C,A 2309-24
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PROFILI SUBSONICI
N.A.C,A 24012
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VARIE FORME DELL’ALA
Ogni ala è formata da:
• Apertura alare (b)
• Una o più corde (l)
• Superficie alare (S)
• Spessore max (smax)
• Allungamento alare (l
l)
b
λ=
l
2
b
λ=
S
per l’ala rettangolare
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• Corda media geometrica; definita come la
corda di un’ala rettangolare avente la
stessa superficie e la stessa apertura
alare dell’ala considerata:
S
lm =
b
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• Corda media aerodinamica; si definisce corda media
aerodinamica di un profilo immaginario, la cui lunghezza
corrisponde alla media delle lunghezze delle corde di tutti i
profili dell’ala di un aeromobile. Più precisamente la corda
media aerodinamica è il rapporto tra la somma dei prodotti
delle superfici di ogni zona elementare ( S1 , S2 , S3 …)
dell’ala per relative corde ( L1 , L2 , L3 …) e la superficie totale
( S1 + S2 + S3 +…)
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