Perchè un aereo vola?

[Personal Jesus]

Io invece ho qualche dubbio.

L'effetto Coanda mi spiega benissimo cosa succede allo strato limite e come questo possa rimanere aderente al profilo dell'ala.

Ma per mio conto non mi da nessuna informazione di quello che succede dal termine dello strato limite sopra il profilo fino a dove invece diventano trascurabili gli effetti del profilo stesso sulla corrente indisturbata (sopra e sotto di esso).

Detto in parole povere Coanda mi spiega cosa succede allo strato limite ma mi da limitate informazioni sul campo aerodinamico attorno al profilo per i cui effetti, all'atto pratico, posso considerare il fluido incompressibile e non viscoso.

E questa quindi come me la spiego?
Sbaglio o mi perdo qualcosa io?

A meno di non risolvere il problema piazzandoci "arbitrariamente" il concetto di vortice aderente o più semplicemente dire che il profilo, in virtù della sua forma e dell'orientamento assunto rispetto alla corrente d'aria (per la verità l'aria sta ferma e lui si muove), determina due zone di depressione al di sopra e al di sotto di esso ,dalla cui differenza e risultante, si ottiene una forza diretta "tendenzialmente" verso l'alto (o verso il basso in caso d'incidenze negative e deportanza) e perpendicolarmente al moto.

Però il "mistero" rimarrebbe.

[Peppe46]

Originalmente inviato da Personal Jesus

Io invece ho qualche dubbio.

L'effetto Coanda mi spiega benissimo cosa succede allo strato limite e come questo possa rimanere aderente al profilo dell'ala.

Ma per mio conto non mi da nessuna informazione di quello che succede dal termine dello strato limite sopra il profilo fino a dove invece diventano trascurabili gli effetti del profilo stesso sulla corrente indisturbata (sopra e sotto di esso).

Detto in parole povere Coanda mi spiega cosa succede allo strato limite ma mi da limitate informazioni sul campo aerodinamico attorno al profilo per i cui effetti, all'atto pratico, posso considerare il fluido incompressibile e non viscoso.

E questa quindi come me la spiego?
Sbaglio o mi perdo qualcosa io?

A meno di non risolvere il problema piazzandoci "arbitrariamente" il concetto di vortice aderente o più semplicemente dire che il profilo, in virtù della sua forma e dell'orientamento assunto rispetto alla corrente d'aria (per la verità l'aria sta ferma e lui si muove), determina due zone di depressione al di sopra e al di sotto di esso ,dalla cui differenza e risultante, si ottiene una forza diretta "tendenzialmente" verso l'alto (o verso il basso in caso d'incidenze negative e deportanza) e perpendicolarmente al moto.

Però il "mistero" rimarrebbe.

Ci provo, t9 permettendo....
Coanda, ci spiega che in condizioni ottimali, il flusso superiore segue la curva.

Ma non credo che questo da solo, sia in grado di generare portanza.

La portanza, la crea il flusso stesso, quando, dopo aver percorso curve e sinusoidi di dorso e ventre, viene "sparato" (passami il termine balistico...) verso il basso, generando sta famigerata spinta uguale e contraria.

Di quello che fa poi sto flusso, una volta espletata la sua nobile missione, francamente, ai fIni della efficienza, non c'è ne po frega' de meno.

[ranox]

Ogni anno mi tocca ripetere e rilinkare.
Il prossimo che apre un treddì sul "perchè l' aereo vola" sarebbe da cioncargli le manine (e connessione)

ecco perchè un aereo vola.

LIFT & DRAG.

cliccka qui:----> Le forze che agiscono sull'aereo

leggetelo tutto, alla fine trovate due conti (veri) sul C172RG e su un MD81

come dice Peppesan:

Le forze per il C-172RG

Il miglior rapporto L/D per il C-172RG abbiamo visto essere 14 con v=70 kt per cui l'angolo di deviazione del flusso d'aria è

A = 2 D / L = 0,143 RAD = 8°

Siccome il lift deve bilanciare il peso, cioè L=m g, e siccome m = 700 Kg, possiamo calcolare il flusso dell'aria deviata verso il basso:

I = L / (v A) = m g / (v A) = 1330 Kg/s

Il drag è:

D = 0,5 L A = 0,5 m g A = 490 N

Il motore di un aeroplano in generale produce una spinta che non è esattamente allineata con il flusso d'aria. Pertanto la spinta del motore contribuisce principalmente a contrastare il drag, ma può contribuire anche un po' al lift. Per fare la nostra stima non ci preoccupiamo di questo dettaglio e possiamo considerare questi 490 N come la spinta che il motore del C-172RG deve produrre per mantenere l'aeroplano in volo livellato alla velocità di 70 kt.
Le forze per l'MD-81

Un tipico aereo di linea medio-grande come l'MD-81 ha un best glide ratio superiore a quello del C-172RG di valore tipico intorno a L/D=18 con velocità intorno a 220 kt. Prendiamo per buoni questi valori anche per l'MD-81 simulato dal nostro programma, e vediamo come vanno le cose. L'angolo di deviazione del flusso d'aria risulta essere

A = 0,111 RAD = 6°

La massa dell'MD-81 con 2000 Kg di carburante è m=37000 Kg, per cui il flusso d'aria deviato deve essere

I = 28800 Kg/s

Riflettiamo un attimo su questo numero: si tratta di 29 tonnellate d'aria deviate verso il basso ogni secondo. Un aereo leggero che accidentalmente finisse in questa scia verrebbe destabilizzato dalla turbolenza e spinto violentemente verso il basso.
Veniamo ora alla spinta del motore. Il drag è

D = 20160 N

Siccome la spinta massima dei motori dell'MD-81 è 37000 N al livello del mare, l'aereo può mantenere agevolmente l'andatura di 220 kt ma può anche accelerare con decisione.


e bonanotte

Robbè

[annoluce]

Bravo, hai centrato secondo me il cuore della questione.
La domanda fondamentale è quindi: si ha portanza senza viscosità?
Come agisce la viscosità sulla generazione della portanza? Che ruolo ha lo strato limite? E perchè il flusso, fuori dallo strato limite, dovrebbe seguire il profilo, laddove la viscosità non è presente o comunque è trascurabile?
C'è dibattito su questo.
Le teorie classiche dicono che anche i flussi euleriani senza viscosità permettono la generazione della portanza, o comunque, in linea teorica essa si può generare (ma non ci sarebbe drag).
La questione è che per far "tornare i conti" introducono assunti che sembrano arbitrari, ancorchè poi riscontrati dalla fisica, in particolare la condizione di Kutta.
Quello che accade nella realtà è che lo starting vortex è creato dalla viscosità, ed è questa che innesca il processo che porta alla portanza, ed è questa che agisce nello strato limite creando la vorticità intorno al profilo (attaccata all'ala).
Il campo di pressione nè è sia conseguenza, ma sia causa, nel senso che poi influenza il flusso circostante, che segue il profilo (almeno, in campo subsonico).
In realtà a me sembra che si giri intorno al problema perchè nessuna teoria è applicabile pienamente, ma tutte sono valide e contribuiscono.
La vorticità, l'effetto Bernoulli, il campo di pressione, la variazione di velocità del flusso, lo scambio di quantità di moto, la conservazione dell'energia e della massa, tutto concorre a generare il campo di velocità intorno al profilo, con risultante non nulla dell'integrale di vorticità intorno allo stesso e quindi generazione di forza (lift/drag).
Quindi alla fine, la viscosità c'entra, prima di tutto perchè è lei che genera o comunque contribuisce a generare la vorticità, e secondo perchè in natura i fluidi perfetti non esistono.

Originalmente inviato da Personal Jesus

Io invece ho qualche dubbio.

L'effetto Coanda mi spiega benissimo cosa succede allo strato limite e come questo possa rimanere aderente al profilo dell'ala.

Ma per mio conto non mi da nessuna informazione di quello che succede dal termine dello strato limite sopra il profilo fino a dove invece diventano trascurabili gli effetti del profilo stesso sulla corrente indisturbata (sopra e sotto di esso).

Detto in parole povere Coanda mi spiega cosa succede allo strato limite ma mi da limitate informazioni sul campo aerodinamico attorno al profilo per i cui effetti, all'atto pratico, posso considerare il fluido incompressibile e non viscoso.

E questa quindi come me la spiego?
Sbaglio o mi perdo qualcosa io?

A meno di non risolvere il problema piazzandoci "arbitrariamente" il concetto di vortice aderente o più semplicemente dire che il profilo, in virtù della sua forma e dell'orientamento assunto rispetto alla corrente d'aria (per la verità l'aria sta ferma e lui si muove), determina due zone di depressione al di sopra e al di sotto di esso ,dalla cui differenza e risultante, si ottiene una forza diretta "tendenzialmente" verso l'alto (o verso il basso in caso d'incidenze negative e deportanza) e perpendicolarmente al moto.

Però il "mistero" rimarrebbe.