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Come fa a volare? Le ali (parte1)
Iniziamo con questo capitolo un dossier tecnico dedicato al principale interprete del mondo aeronautico, l’aeroplano.
Un po’ alla volta ci occuperemo di capire “perché sta su”, frase questa, cara ad un mio amico e collega scomparso tempo fa dalla cui dispensa di conoscenze ho attinto a piene mani per rendere questa rubrica il più semplice possibile.
L’aereo vola perché c’è l’aria, senza la quale non ci sarebbe possibilità di poterlo fare. L'aria non è "vuota", come molti erroneamente pensano, ma è un fluido, come l'acqua. La regola, che può sembrare complicata ai più (e in dettaglio lo è) è relativamente semplice: per capire come l’aereo vola basta mettere la mano fuori dal finestrino di un’auto in movimento: se si piega il palmo della mano verso l’alto questa viene risucchiata verso l’alto e viceversa nel caso contrario.
Ecco il primo punto, l’aereo non si appoggia sull’aria ma si aggrappa ad essa e si aggrappa per mezzo dell’ala, che è composta da due semiali, quella sinistra e quella destra che servono entrambe a generare quella forza con cui l’aereo si aggrappa all’aria.
Questa forza è detta portanza.
Tralasciando la formula fisica si può dire che questa forza dipende dalla superficie dell’ala, dalla velocità dell’aereo, dalla densità dell’aria in cui stiamo volando e da un piccolo numero che si chiama coefficiente di portanza, che varia al variare dell’assetto dell’aereo.
Tratteremo successivamente questi ultimi due fattori.
Ma torniamo all’ambiente in cui ci stiamo muovendo, ovvero l’aria.
Abbiamo fatto l’esempio della mano fuori dal finestrino; facendola muovere ci accorgiamo che, a seconda della posizione che le facciamo assumere, questa cambia di posizione trascinata da una forza che si chiama portanza. La portanza nasce grazie al fatto che l’ala è fatta in maniera particolare: se la tagliassimo in senso longitudinale (la forma di questo taglio è detta profilo alare, si vedano i disegni in questa pagina), ci accorgeremmo che non è simmetrica, infatti la parte sul dorso ha una lunghezza maggiore di quella che è sul ventre. Se immaginiamo che due particelle d’aria partano dallo stesso punto (bordo d’entrata o bordo d’attacco) per raggiungere lo stesso punto dalla parte opposta (bordo d’uscita) e debbano impiegare lo stesso tempo per coprire una diversa distanza è facile pensare che quella di sopra dovrà andare più veloce poiché deve fare più strada. Così facendo essa genera una depressione che attira l’ala verso l’alto.
Spieghiamo questo con un esempio, immaginando che un certo numero di persone, almeno un migliaio, debba entrare in uno stadio attraverso un’unica porta e nello stesso periodo di tempo: se il flusso di persone attraverso la porta è lento, allora la pressione che esercitiamo verso gli altri è alta, se invece andiamo di corsa il contatto è minore e quindi la pressione è minore; è la stessa cosa che capita all’ala.
In conclusione sul dorso dell’ala c’è una depressione che è maggiore di quella che c’è sul ventre dell’ala e ... l’aereo vola!
Nel prossimo capitolo approfondiremo un altro aspetto dell'aerotecnica, non mancate!