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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 risultanteaerodinamica dà una notevole componentein 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 segmentoche unisce il bordo anteriore con quello posteriore.L’angolo di incidenza α è rappresentato dall’angoloche la direzione del moto forma con la corda.

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Lamina curva

Nella lamina curva, sul ventre siforma il fenomeno aerodinamicodi pressione, sul dorso quellodi depressione. Questo avvienea causa della curvatura che riduce la velocità dei filetti fluidiche lambiscono sulla parteconcava e l’aumenta a quelliche scorrono sulla parte convessa

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CONFRONTO

A parità di incidenze, la lamina curva dà unaportanza maggiore della lamina piana di uguale superficie.Da notare che a incidenza zero, quando la corda è parallela al vento, la lamina curva èancora portante perché il campo aerodinamicorisulta ancora asimmetrico con depressionesul dorso e leggera soprapressione sul ventre.

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Lamina curva

La Portanza si annullerà per un angolo di incidenzanegativo che individua così l’asse di portanza nulla.

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CENTRO DI PRESSIONEIl punto di applicazione della forza aerodinamicasulla 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 sisposta in avanti; la lamina diventa instabile

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PROFILI ALARILe 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).

smax

f

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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’assedi portanza nulla coincide con la corda per cui tale profiloinvestito 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 adIncidenza zero, è i l profilo più utilizzato nella costruzionedell’ala.

Lamina curva

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PIANO-CONVESSO

È caratterizzato dal fatto di avere il ventre piattoper cui risulta di facile costruzione e possiede un elevata freccia ed elevato spessore massimoil che lo rende particolarmente adatto per le ali di velivoli lenti che con tale profilo riescono adottenere elevata portanza a bassa velocità

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CONCAVO-CONVESSO

È caratterizzato dal fatto di avere il ventre concavo, il chegli conferisce un elevato valore di freccia e la possibilitàdi sviluppare biplani, presenta però il difetto di creare elevata resistenza che lo penalizza alla velocità medioalte.

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AUTOSTABILE

Viene anche chiamato profilo a doppia curvatura in quanto la linea mediana risulta nella parte anteriore curvata verso ilbasso, come negli altri profili, mentre nella parte posteriore curva verso l’alto. Tale particolarità lo rende autostabile cioèun’ala costruita con tale profilo risulta stabile in volo anche senza impennaggio orizzontale.

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Ciascuna categoria viene poi suddivisa, in baseallo spessore relativo ( rapporto tra spessoremassimo 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 PROFILODIPENDONO SIA DA ESIGENZEAERODINAMICHE SIA DA ESIGENZECOSTRUTTIVE.

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I laboratori sperimentali come ad es. il N.A.C.Adefiniscono la forma geometrica di un profilomediante 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 SUBSONICIN.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 ela posizione del max spessore in decimidella corda. Cioè le prime quattro cifre mantengono lo stesso significato le ultime due separate dalle precedenti mediantetrattino, e rappresentano:

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PROFILI SUBSONICIN.A.C,A 2309-24

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PROFILI SUBSONICIN.A.C,A 24012

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VARIE FORME DELL’ALAOgni ala è formata da:• Apertura alare (b)• Una o più corde (l)• Superficie alare (S)• Spessore max (smax)• Allungamento alare (llll)

l

b=λ

S

b2

=λ

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:

b

Slm

=

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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 +…)