Il campo aerodinamico di una
lastra normale al vento
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Osserviamo ora brevemente
l'andamento fluido prodotto dalla pressione di alcuni corpi
investiti da aria con direzione determinata.
Iniziamo da una lastra
piana e supponiamo di immergerla normalmente alla direzione di una
corrente visualizzandone l'andamento (Fig.1). |
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 Fig.1
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I filetti fluidi che
colpiscono normalmente la lastra creano, su questa, una zona di
sovrappressione molto simile ad una prua arrotondata.
Questa zona, che si
rinnova continuamente, opera una separazione del fluido tale che parte di
esso aggira l'ostacolo tendendo a richiudersi immediatamente a valle del
corpo, la tendenza è però ostacolata dalla viscosità dell'aria, per cui
a valle della lastra si origina una scia turbolenta notevole.
Le due superfici della
lastra presentano pressioni differenti, e precisamente la superficie
anteriore è sottoposta ad un aumento di pressione e quella posteriore ad
una diminuzione di pressione rispetto a quella ambiente, dando luogo ad
un'azione risultante che è detta spinta aerodinamica.
L'andamento delle
pressioni su una lastra normale al vento relativo è indicato nella Fig.2,
esso dipende ovviamente dalla superficie del corpo, dai suoi contorni e
dalla velocità relativa, oltre che dalle caratteristiche proprie del
fluido. |
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 Fig.2
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E' interessante notare
che se la lastra presenta dei fori, la resistenza totale non è
proporzionale alla superficie piena, ma acquista un valore maggiore in
virtù del fatto che i fori producono dei vortici che aumentano la
turbolenza della scia (Fig.3). |
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 Fig.3
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Da notare infine che
lastra piane uguali, normali al vento, e poste una dietro l'altra a breve
distanza, presentano una resistenza totale che non è uguale alla somma
delle resistenze parziali, ma è minore e dipende dalla distanza tra le
lastre stesse.
La resistenza totale
diminuisce infatti col diminuire della distanza reciproca e questo
risultato è intuibile se si pensa che la lastra ubicata posteriormente
non viene investita direttamente dall'aria, ma si trova nell'ombra
aerodinamica della prima (Fig.4). |
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 Fig.4
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Il campo aerodinamico
di un solido generico
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Il campo aerodinamico, in
generale, consiste in una zona di sovrappressione in una scia più o meno
accentuata e in una azione tangenziale di attrito lungo le superfici
lambite.
Le sovrappressioni
frontali e le depressioni posteriori danno luogo ad una parte di
resistenza detta "RESISTENZA DI FORMA".
L'azione di attrito.
determinata dalla viscosità dell'aria e che provoca la formazione degli
strati limite, da luogo invece alla "RESISTENZA DI ATTRITO".
La somma delle due da il
valore della "RESISTENZA AERODINAMICA TOTALE" che il corpo offre
all'avanzamento.
Pur essendo utile la
conoscenza degli elementi che contribuiscono alla formazione dei valori
parziali di resistenza, in sede sperimentale si preferisce quasi sempre
determinare il valore della resistenza aerodinamica totale. |
I solidi di buona
penetrazione
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La resistenza è una
forza che si oppone al moto di un corpo e quindi volendo mantenere le
condizioni di movimento, è necessario bilanciarla con un apposito
propulsore; più è elevata la resistenza, più dovrà essere elevata la
potenza necessaria per mantenere una certa velocità.
Si comprende facilmente
come sia necessario cercare il profilo più idoneo per ridurre la
resistenza.
Su questa strada, si è
arrivati allo studio di corpi particolari ai quali è stato dato il nome
di "solidi di buona penetrazione".
La loro forma è stata
ricavata dallo studio di alcuni pesci e dalla osservazione del campo
aerodinamico creato da alcuni corpi semplici.
Facendo variare più
gradualmente le sezioni posteriori da quella maestra, otteniamo un solido
detto "FUSO" (Fig.5). |
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 Fig.5
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Esso rappresenta il corpo
di buona penetrazione, cioè il solido che offre la minima resistenza
all'avanzamento.
Le prove in galleria
aerodinamica hanno dimostrato che non è conveniente ne regime idraulico,
fare le parti anteriori di forma acuta, ne esagerare nello affusolamento
delle parti terminali, perchè la diminuzione di scia si fa sempre meno
sensibile mentre aumenta la resistenza di attrito.
Un'idea delle
caratteristiche del fuso si può avere pensando che un tale corpo, se ben
realizzato, può presentare delle resistenze all'avanzamento cinquanta
volte inferiori a quelle offerte da un disco di pari sezione maestra.
Le parti componenti un
velivolo partono sempre da forme affusolate, che vengono in seguito
deformate per particolari esigenze tecnologiche e di installazione. |
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