Per quanto abbiamo detto finora, affinché
un aereo possa sollevarsi da terra, deve avere una struttura alare convessa
sul dorso. In questo modo la differenza di pressione che si viene a creare
sopra e sotto l'ala determina una spinta verso l'alto che, se maggiore
della forza peso, permette il sostentamento.
Possiamo osservare l'effetto che il moto
relativo nell'aria produce sull'ala utilizzando un manometro
differenziale.
E' chiaro che l'entità della spinta verso
l'alto che un corpo riceve dipende dalla sua forma e dalla sua posizione
rispetto alla direzione del fluido che lo investe: ecco allora come anche
corpi aventi profilo simmetrico, riescono ad alzarsi in volo.
Un primo esempio -poco pratico, ma teoricamente
valido- è dato da un cilindro rotante in senso orario investito
da un flusso proveniente da sinistra:
il suo particolare moto determina una differenza
di velocità (e di pressione) sulle sue superfici che fornisce la
spinta ascensionale (effetto Magnus); l'effetto Magnus causa anche le anomalie
nella traiettoria di una pallina da tennis, messa in rotazione dall'urto
contro la racchetta.
Un secondo esempio, è l'aquilone:
in questo caso la spinta verso l'alto, provocata inclinando l'aquilone
secondo un angolo detto "di incidenza", dipende dall'urto diretto dell'aria.
La funicella, applicando una forza che bilancia esattamente la spinta dell'aria
e il peso dell'aquilone, serve a tenere fermo l'aquilone rispetto al suolo:
Nel caso dell'ala:
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Riassumendo:
se l'angolo di incidenza è nullo,
la spinta ascensionale è garantita dal "risucchio" verso l'alto
dovuto al teorema di Bernoulli;
se l'angolo di incidenza è diverso
da zero, alla forza ascensionale di cui sopra contribuisce anche la spinta
diretta dell'aria, che si può osservare con una semplice esperienza;
la spinta complessiva verso l'alto che un
corpo in moto relativo nell'aria riceve, si dice PORTANZA.
Nota:
in ogni caso l'angolo di incidenza non deve
superare i 15°, infatti oltre i 15° i filetti fluidi non riescono
a ricongiungersi nel bordo di uscita e si crea una depressione con conseguente
diminuzione di portanza che rende incontrollabile il velivolo (fenomeno
dello "stallo").
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