Il volo degli uccelli - stsbc

3.) Il volo
3.1) Premesse
Il volo degli uccelli
In questo capitolo vedremo in dettaglio le leggi che governano il volo, così come l’angolo d’attacco
sia basilare per questo processo.
Abbiamo già constatato che in qualsiasi tipo di volo ci sono alla base le due forze aeree in gioco,
vale a dire la portanza e la resistenza. Tramite vari esperimenti si è potuto constatare che queste due
entità sono definibili matematicamente tramite le seguenti leggi empiriche:
2
v
Fport CpSρ 2
∞ =
2
v
Fres CrSρ 2
∞ =
dove Fport e Fres sono rispettivamente forza di portanza e forza di resistenza. S è la superficie
portante dell’ala, sulla quale viene eseguito il lavoro dalla pressione. Se inserissimo un’ala in un
sistema di coordinate 0xyz S sarebbe rappresentabile come la sua proiezione sul piano 0xy. Il
2
simbolo “ρ”sta a indicare la densità del fluido, nel nostro caso l’aria, e v∞ il quadrato della velocità
relativa di quest’ultima rispetto all’ala lontano da essa, cioè al di fuori dello strato limite.
Infine i parametri Cp e Cr sono delle costanti che variano a dipendenza dell’angolo d’attacco e della
forma più o meno aerodinamica del corpo in volo.
Esaminando le due formule ci rendiamo conto che, salvo i coefficienti Cp e Cr, sono perfettamente
uguali; questo ci suggerisce che sono direttamente proporzionali tra loro: infatti la resistenza
dell’aria è il prezzo da pagare per generare portanza. Inoltre, risulta evidente come la velocità
relativa del fluido sia la variabile dinamica che maggiormente influenza le due relazioni.
Il fatto che le formule siano composte da solo quattro parametri (i già citati velocità, superficie,
densità e coefficienti) non significa che siano altrettanto semplicistiche, in quanto tengono in
considerazione anche la temperatura e l’altitudine per la densità ρ dell’aria, le dimensioni e la
posizione dell’ala nello spazio per S, così come l’angolo d’attacco e l’aerodinamicità per le costanti
Cr e Cp.
Per fare un esempio prendiamo in considerazione il diagramma polare che segue, ci mostra molto
bene come l’angolo d’attacco sia importante per creare le condizioni ideali per le quali un volo
effettivamente esista.
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