giovedì 29 luglio 2021

Come fa un gigantesco aereo di linea a sollevarsi sull'aria?

Un jumbo Boeing 747 con il pieno di carburante e i suoi 500 passeggeri pesa piú di 350 t. Eppure è in grado di sollevarsi e volare. Come fa? La chiave della risposta risiede nella forma della sezione delle ali, con bordo anteriore arrotondato, superficie inferiore piana e superiore incurvata, bordo posteriore appuntito. Questa forma è detta profilo aerodinamico o portante. Quando l'aereo si mette in moto, le ali dividono l'aria, e quella che passa sopra la superficie curva dell'ala accelera. Quando l'aria si muove piú velocemente, la sua pressione diminuisce; perciò le ali tendono a sollevarsi, ossia a sviluppare portanza. La portanza e il peso sono due delle principali forze opposte che si esercitano sull'aereo; le altre due sono la spinta in avanti dei motori e la resistenza dell'aria.

La portanza sviluppata dalle ali cresce con l'aumentare della velocità dell'aria (un 747 decolla alla velocità di 300 Km/h) e anche in proporzione all'aumento della superficie di curvatura delle ali. Ecco perché gli aerei poco veloci hanno bisogno, per generare una portanza sufficiente, di grandi ali incurvate, mentre quelli molto veloci richiedono ali piú piccole, con curvatura meno pronunciata. 

La portanza risente anche dell'angolo a cui l'ala incontra il flusso d'aria. Gli aerei sono progettati in modo che nel volo orizzontale le ali siano inclinate di un piccolo angolo. Quando un aereo diminuisce la velocità, può mantenere la stessa quota sollevando il muso e aumentando sempre di piú l'angolo di incidenza delle ali. Se però questo supera i 15 gradi, il flusso regolare d'aria sulle ali si interrompe, la portanza viene meno e l'aereo entra in stallo,

Poiché il peso di un aereo si oppone direttamente alla sua portanza, è molto importante che il velivolo sia il piú possibile leggero, senza però sacrificare la robustezza. Una fusoliera leggera ma robusta si ottiene con leghe di alluminio. Attualmente si ricorre sempre piú spesso a materiali in fibre di carbonio.

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