La
scelta della geometria delle piante alari non trae origina da
considerazioni di ordine estetico o da motivazioni strutturali. La
scelta della geometria di una pianta alare al posto di un'altra nasce
invece da precise motivazioni aerodinamiche, poichè ogni pianta alare
presenta peculiarità aerodinamiche proprie. In linea generale esistono
le seguenti tipologie di geometria dell'ala: pianta alare rettangolare,
pianta alare trapezia; pianta alare ellittica, pianta alare a delta;
pianta alare a freccia. Ognuna di queste tipologie ha delle proprie
caratteristiche aerodinamiche che la contraddistinguono. Cominciamo ad
analizzare la pianta alare rettangolare. Il suo pregio dal punto di
vista aerodinamico consiste nel fatto che lo stallo non avviene
contemporaneamente su tutta la pianta alare, bensì inizia in
corrispondenza della radice alare per poi distribuirsi gradualmente
lungo tutta l'apertura
alare,
interessando per ultime le estremità alari (riguardo cosa sia esattamente
lo stallo, ci sarà una lezione dedicata specificatamente all'argomento.
Sulle estremità alari sono posizionati gli alettoni. Questo significa che
quando tutto il resto dell'ala è interessata dallo stallo aerodinamico,
gli alettoni ne sono esenti e quindi sono ancora efficienti permettendo al
pilota il controllo del velivolo sull'asse di rollio fino all'ultimo
momento. Questo permette al pilota di evitare in particolare
l'entrata in vite. Per questo motivo, questa pianta alare è
particolarmente indicata per gli aerei scuola, destinati all'addestramento
degli allievi piloti. Il difetto di
di questa
pianta alare è invece il formarsi di vortici molto grandi dietro alle
estremità alari, i quali determinano una resistenza indotta molto
elevata (vedi lezione sulla resistenza indotta). Particolarità
completamente opposte alla pianta alare rettangolare, presenta invece la
pianta alare di forma ellittica. In questo caso infatti lo stallo
avviene contemporaneamente su tutta la superficie alare in modo
improvviso senza dare un preavviso facilmente distinguibile. E' questo
il difetto della pianta ellittica. Il pregio aerodinamico è invece il
fatto che i vortici dietro alle estremità alari sono minimi e quindi la
resistenza indotta è molto ridotta. Era questa l'ala del caccia
britannico Spitfire, vincitore della Battaglia d'Inghilterra. Grazie a
tale ala, a parità di potenza installata, il velivolo britannico era
più veloce degli avversari tedeschi. Tale tipologia di pianta alare è
quindi indicata per velivoli destinati a gare di velocità. La pianta
alare trapezia è invece un compromesso tra le due precedenti, smussando
i difetti di entrambe e mantenendo i loro pregi. La pianta alare a delta
ha il pregio di avere buone caratteristiche aerodinamiche in regime
supersonico. Per questo motivo, tutti i velivoli da caccia attuali hanno
un'ala a delta (Eurofighter, Rafale; Mirage, F15; Grippen, etc...). Il
motivi di tale pregio verrà esposto in una lezione apposita. Il difetto
di tale pianta alare è invece l'assetto molto cabrato che il velivolo
deve assumere nella fasi di decollo e sopratutto in atterraggio. Tale
assetto infatti spesso non consente ai piloti la visione della pista
coperta dal muso del velivolo. Un esempio è dato dal velivolo
supersonico Concorde, il quale doveva addirittura piegare verso il basso
il muso per permettere la visione della pista. L'ala a freccia è invece
l'ideale per il volo in regime transonico, poichè permette di ritardare
l'aumento della resistenza aerodinamica che avviene superando le
velocità subsoniche. Ad essa verrà dedicata una lezione apposita per
comprendere nel dettaglio il suo funzionamento aerodinamico. Essendo gli
aerei ultraleggeri confinati (per il momento) nel campo subsonico, le
piante alari comunemente usate dagli ulm sono quelle rettangolari,
trapezie ed ellittiche. La scelta dell'una rispetto all'altra dipende
dalla missione tipo che deve svolgere l'ultralight. Anche in aviazione
ultraleggera e nel volo sportivo vds, è importante una scelta oculata
della pianta alare per poter ottenere le prestazioni che più
desideriamo dal nostro ultraleggero.
Ing.
Massimiliano Ghielmetti; docente di Aerotecnica
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