Il profilo alare è la superficie che fornisce la portanza di un aerodina per deflessione di una massa d'aria, a causa del suo movimento. Nel caso di un dispositivo "ala fissa" ( aereo o aliante ) questo è l' ala , al contrario di un rotante ala dispositivo ( elicotteri , autogiro ), dove è un rotore .
L'area del profilo richiesta per il volo dipende dal peso e dalla velocità e quindi dalla potenza dei motori disponibili. All'inizio dell'aviazione i motori a disposizione erano pesanti e poco potenti, la velocità bassa; Era quindi necessaria una grande superficie di appoggio , che portò alla creazione di aerodine con più ali sovrapposte collegate tra loro da alberi e sartie, poiché la tecnica dell'epoca non consentiva la costruzione di ali ad alto allungamento. I dispositivi multipiano erano quindi una configurazione frequente nei primi giorni dell'aviazione.
Nella prima metà del XX ° secolo furono costruite aerei biplani (due ali sovrapposte) o triplane (tre strati tettoie). Ciò ha permesso di ottenere una portanza aggiuntiva senza aumentare troppo l' apertura alare e la massa dell'ala. Con l'aumento della potenza del motore, la comparsa di nuovi metodi di costruzione e nuovi materiali, il miglioramento dei mezzi di calcolo e dimensionamento e lo sviluppo della scienza della resistenza dei materiali, ha aiutato la costruzione di aeroplani a parafanghi metallici più spessi ma senza sartie ridurre la resistenza e guadagnare velocità.
Dalla seconda guerra mondiale , quasi tutti gli aeroplani sono stati monoplani : il loro profilo alare è costituito da due ali a sbalzo oa sbalzo poste su ciascun lato della fusoliera .
Le ali si distinguono in base alla loro posizione sulla fusoliera:
Le alte ali permettono di alzare i motori e le eliche per compensare l'ingestione di corpi estranei (o acqua nel caso di idrovolanti, come sul Beriev Be-200 ) o per facilitare il trasporto di carichi ingombranti in stiva (es. Transall C-160). Su aerei passeggeri leggeri, offrono una migliore visibilità verso il basso, tranne in curva (es. Cessna 152 ).
TerminologiaLongitudinale: il bordo anteriore è chiamato bordo d' attacco e il bordo posteriore il bordo d' uscita .
Trasversale: la giunzione dell'ala alla fusoliera è chiamata radice . La giunzione del bordo d'attacco alla fusoliera può essere estesa in avanti di un apice ( LERX ).
L'estremità dell'ala (o del salmone ) può essere semplicemente tagliata pulita o terminare con una forma speciale curvata verso l'alto o verso il basso. Ci sono anche pinne marginali o alette , singole (verso l'alto) o doppie (su e giù). È all'estremità dell'ala che sono posizionate le luci di navigazione: rosse a sinistra e verdi a destra.
StrutturaOgni semiala è costituita da uno (o più) longheroni fissati alla fusoliera a livello della radice . Le centine sostengono le superfici superiori ( superiori ) e inferiori ( inferiori ) e trasmettono i carichi aerodinamici alle travi. Il tettuccio può anche essere il supporto di vari sistemi di navigazione come luci di posizione (alle estremità), luci di atterraggio o di pilotaggio (rilevatore di stallo). Ad esso sono inoltre fissati altri dispositivi, ad esempio sottili aste talvolta terminate da spazzole in fibra di carbonio ( dispositivo di perdita di potenziale ) che consentono di eliminare la carica elettrostatica formata dall'attrito dell'aria.
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L'ala ha superfici mobili che consentono di variare la portanza e la resistenza:
e superfici di controllo che consentono il controllo del velivolo:
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L'ala può essere utilizzata anche come punto di attacco per motori , per carrello di atterraggio e per il trasporto di carichi su aerei militari . Generalmente contiene cassoni che fungono da serbatoi di carburante.
La geometria di un'ala è definita secondo diversi elementi (vedi sotto l' aerodinamica le definizioni dei termini relativi all'ala di un aeroplano):
La stabilità di beccheggio è generalmente ottenuta da uno specifico posizionamento del baricentro e dal differenziale di portanza di due superfici di appoggio distanti tra loro.
Queste due superfici hanno tempistiche differenti: è la V longitudinale . Le superfici possono essere disposte in diversi modi:
L'effetto di una differenza di regolazione è il seguente: se un disturbo aumenta l'angolo di attacco, la portanza del piano dell'ascensore varia proporzionalmente più di quella dell'ala principale. Ciò provoca una coppia mordente che ridurrà l'incidenza.
Esempio quantificato:
Impatto dell'ala principale in volo stabilizzato: 3° (angolo di portanza zero del profilo - 4°) Angolo di attacco in volo stabilizzato del piano di profondità: 1 ° Aumentare l'incidenza dovuta al disturbo: 1° Aumento portanza ala principale: 14% (7°+1° rispetto a 7°) Aumento della portanza del piano di profondità: 100% (1°+1° rispetto a 1°)Le soluzioni ( Ala volante con o senza freccia, Ala Delta ) sono diverse:
ala senza freccia, utilizzo di un profilo a doppia curvatura (positivo nella parte anteriore del profilo e negativo nella parte posteriore), ala spazzata e torsione negativa. La punta dell'ala (più indietro e passo più debole) funge da coda stabilizzatrice, ala a delta, profilo simmetrico o a bassa curvatura, rilievi leggermente rialzati (per un profilo a doppia curvatura)In assenza di stabilizzatore posteriore, la stabilità longitudinale, ottenuta con dispositivi che riducono la portanza, è bassa e non consente il montaggio di flap che provocherebbero momenti di picchiata troppo elevati. Il coefficiente di portanza massima rimane limitato, costringendo ad un aumento dell'area alare.
In questo caso il velivolo potrebbe essere centrato maggiormente all'indietro ed aerodinamicamente instabile. La stabilizzazione del beccheggio è assicurata da un computer e da attuatori che controllano costantemente i timoni (fly by wire). Poiché la coda è meno spoiler, la resistenza dovuta alla stabilizzazione è inferiore.
Quando questa appendice si muove in un fluido, la sua particolare forma induce trazione dalle all'intradosso verso le all'estradosso , perpendicolari al piano della loro faccia. Se quel fluido è aria, permette il volo. Ma quando non si muove in un fluido, la sua forma induce una trazione dalla superficie superiore verso la superficie inferiore, parallela al piano della loro faccia, e pari al rapporto X² / UZ + 3-2QS² o, più semplicemente, a il delta di pressione dovuto alla differenza di velocità di flusso tra le due facce (vedi Bernoulli ).