Parlando di portanza

[tommy92]

So che è una domanda un pò stupida e non mi sento di metterla su area tecnica.
Perchè il flusso d'aria accelera nell'estradosso?Ovunque leggo:l'aria che passa nell'estradosso dell'ala deve percorre più spazio dell'aria che passa nell'intradosso nello stesso tempo .Il perchè però non lo riesco a capire

[mermaid]

So che è una domanda un pò stupida e non mi sento di metterla su area tecnica.
Perchè il flusso d'aria accelera nell'estradosso?Ovunque leggo:l'aria che passa nell'estradosso dell'ala deve percorre più spazio dell'aria che passa nell'intradosso nello stesso tempo .Il perchè però non lo riesco a capire

perchè non sono simmetrici....?
(..mi viene il dubbio: vuoi sapere perchè accelera o perchè deve percorrere più spazio?)

[Luke3]

In un qualunque flusso di un fluido (in questo caso l'aria) il prodotto di superfice d'ingresso e velocità d'ingresso deve essere uguale al prodotto di superfice d'uscita e velocità d'uscita. Prendiamo ora come ingresso nel flusso il bordo d'entrata dell'ala e come uscita il bordo d'uscita. L'aria che deve passare sul dorso dell'ala è come se incontrasse una strozzatura: siccome la sezione è ridotta le superfice d'uscita sarà minore, e per far rimanere costante la proporzione, la velocità del flusso aumenta. In un flusso però, un'altra cosa che deve essere costante è l'energia, che è la somma di pressione statica (esercitata dall'aria "ferma" perpendicolarmente al flusso) e la pressione dinamica (creata dall'aria in movimento ed esercitata parallelamente al flusso). Aumentando la velocità la pressione dinamica aumenta, quindi quella statica deve diminuire, creando così la depressione sul dorso da cui si genera la portanza.

[tommy92]

@ Mermaid:volevo sapere perchè accelera
E luke me l' ha spiegato molto bene.Grazie mille!

[JT8D]

So che è una domanda un pò stupida e non mi sento di metterla su area tecnica.
Perchè il flusso d'aria accelera nell'estradosso?Ovunque leggo:l'aria che passa nell'estradosso dell'ala deve percorre più spazio dell'aria che passa nell'intradosso nello stesso tempo .Il perchè però non lo riesco a capire

E' errato che il flusso sul dorso sia più veloce perchè l'aria deve percorrere uno spazio maggiore che sul ventre, e quindi per ricongiungersi nello stesso momento deve essere più veloce.
Le due particelle, sul dorso e sul ventre, non è vero che si ricongiungono nello stesso momento, arriva prima quella sul dorso. Queata teoria dell'uguale tempo di percorrenza è quindi completamente errata.
Anche il descrivere il fenomeno con "strozzature" è a mio parere errato. Sarebbe come descrivere il fenomeno con un Venturi, che è errato.
Non è facile ed intuitivo spiegare correttamente il fenomeno, ci abbiamo provato qui:

http://www.md80.it/bbforum/viewtopic.php?f=48&t=21689

Paolo

[Luke3]

La differenza fra un corso PPL e uno di aerodinamica

Però quel thread è un mischione di idee e teorie diverse, mi potresti dire in sintesi la teoria più realistica fra tutte? Usando puramente l'effetto bernoulli in pratica dovremmo trattare l'ala un pò come un Venturi, poi però c'è la teoria della terza legge di newton spiegata da Alain nel thread e quella dei vortici sul dorso che creano portanza. Ce n'è una che si avvicina di più o è una combinazione di tutte e tre?

Grazie mille

[AirGek]

La differenza tra il pilota e l'ingegnere. Comunque anche se non del tutto esatta, a chiunque mi chieda della portanza rispondo sempre con equazione di continuità e principio di Bernoulli.

[mermaid]

anche a noi - a spanne - l'hanno spiegata così

[AirGek]

Usando puramente l'effetto bernoulli in pratica dovremmo trattare l'ala un pò come un Venturi, poi però c'è la teoria della terza legge di newton spiegata da Alain nel thread e quella dei vortici sul dorso che creano portanza. Ce n'è una che si avvicina di più o è una combinazione di tutte e tre?

La realtà è che non c'hanno capito una cippa manco gl'ingegneri

[Skip100]

Portanza... stesso principio che sfruttano le barche a vela nella navigazione di bolina e al traverso... la barca a vela altro non è che un aereo girato su un fianco dove la carlinga è lo scafo, un'ala è la deriva piantata nell'acqua mentra l'altra ala è la vela. E la vela è piatta... assume solo una forma curva con un angolo d'attacco e un bordo d'uscita solo grazie al vento che le da tale forma... La depressione che si forma nel dorso della vela crea il famoso risucchio che spinge in avanti la barca... praticamente quasi controvento...

Quello che è sicuro e strasicuro è che assolutamente errata è la teoria dello stesso periodo di percorrenza delle particelle che corrono nel dorso e nel ventre del profilo alare... per il resto... che casino!!!!

[tommy92]

In effetti leggendomi le sei pagine dell'altra discussione non c' ho capito tanto!
Era così semplice il principio di Bernoulli,perchè non spiega la portanza?

[JT8D]

Siamo tutti d'accordo che la teoria dell'uguale tempo di percorrenza è falsa. Anche la spiegazione tirando in ballo l'effetto Venturi applicato all'ala è falsa, e vi allego un link che spiega bene la cosa:

http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/wrong3.html

Come dicevo, spiegare in maniera esatta la genesi della portanza è abbastanza difficile, perchè vi sono diverse interpretazioni e diversi modi di spiegarla, e su questi modi si sono anche mosse delle obiezioni nel tempo.
Spiegare la portanza utilizzando solo Bernoulli non è del tutto convincente, permette di calcolare la portanza in alcune condizioni ma non di spiegarne la genesi, e tra l'altro le condizioni per la validità dell'Equazione di Bernoulli sarebbero un fluido stazionario, incomprimibilità e assenza di viscosità.

Come ho già detto nell'altro thread, a mio parere la teoria più valida e precisa per cercare di spiegare la genesi della portanza è la teoria della circolazione, che è descritta dal teorema di Kutta-Joukowsky. Per cui il campo aerodinamico intorno all'ala può essere rappresentato da due movimenti, uno rettilineo uniforme e un'altro rotatorio attorno all'ala: si ha quindi un vortice di circolazione e l'aria fluisce continuamente dal ventre al dorso passando per la prua. Quindi, per la sovrapposizione dei due moti, sul dorso dell'ala la velocità del vortice si somma a quella della corrente, sul ventre si sottrae: di conseguenza sul dorso la velocità è maggiore e quindi la pressione è minore. Questa differenza di pressione genera una forza aerodinamica che, in condizioni di fluido ideale e ala infinita, è perpendicolare alla velocità della corrente.
E' una teoria decisamente poco intuitiva e complessa, ma secondo i libri di aerodinamica è quella più adatta e precisa per spiegare come si forma la portanza, ed è la più "accreditata".
Anche qui comunque si sono mosse delle obiezioni, in particolare su come nasca la circolazione intorno al profilo, a cui si è comunque risposto in maniera abbastanza soddisfacente.

In conclusione, spiegare la Portanza è molto complesso ed è possibile farlo in diversi modi e con diverse interpretazioni. Logicamente negli aeroclub non si può andare a prendere spiegazioni troppo complesse, e per cui si semplifica, cosa che di per se non è sbagliata.
L'importante è non dare concetti errati e stabilire false convinzioni, cosa che purtroppo spesso capita, in particolare con la teoria dell'uguale tempo di percorrenza oppure del Venturi applicato ad un ala, che come abbiamo detto sono sbagliate. Purtroppo però si leggono ancora da molte parti e anche in alcuni manuali.

Paolo

[tommy92]

Sarà divertente spiegare alla prof di fisica come si crea la portanza!
Secondo me non ci capirà molto

[mermaid]

Sarà divertente spiegare alla prof di fisica come si crea la portanza!
Secondo me non ci capirà molto

non credo che non sia in grado di capire - anche perchè chi è laureato in fisica credo che la portanza l'abbia studiata..- tu sei sicuro di sapergliela spiegare e di saper rispondere a sue eventuali domande?

[tommy92]

Io la spiego molto semplicemente visto che non c'entra niente col programma.Le domande me le farà sul magnetismo se tutto va bene.Comunque non so se una laureata in matematica,e a cui la fisica non piace granchè,sappia una cosa di fisica che non deve spiegare a scuola!

[mermaid]

Io la spiego molto semplicemente visto che non c'entra niente col programma.Le domande me le farà sul magnetismo se tutto va bene.Comunque non so se una laureata in matematica,e a cui la fisica non piace granchè,sappia una cosa di fisica che non deve spiegare a scuola!

Che le piaccia o no credo che un minimo di basi in materia le abbia e se tu dici una fesseria secondo me ti sgama subito. e se c'è qualcosa nel tuo discorso che non la convince ti farà delle domande più specifiche per capire meglio (supponendo che non sappia nulla di portanza). il consiglio è quello di approfondire un po' l'argomento e di non andare lì convinto di fregarla, se avrà questa sensazione sarebbe facile per lei metterti in difficoltà..

[JT8D]

Comunque, volevo esprimere alcune consideraizoni, chiaramente anche criticabili, ci mancherebbe !!
Come abbiamo detto spiegare la portanza non è semplice, vi sono parecchie interpretazioni ed a ognuna sono state mosse obiezioni.
Certo, poi ingegneristicamente e fisicamente parlando, si sono studiate e trovate spiegazioni abbastanza complete e soddisfacenti per spiegare la genesi della portanza, come quella che ho descritto sopra (in maniera molto molto semplificata !! ), che è, secondo i libri, la più soddisfacente, completa e convincente, anche se tutt'altro che intuitiva e semplice.
Però sarebbe sbagliato che in un corso PPL in Aeroclub si spiegasse la portanza come la si spiega a Ingegneria o a Fisica in università. E questo è intuitivo, non avrebbe senso e non tutti capirebbero.
E' quindi normale che si cerchi di spiegare le cose semplificando e dando un interpretazione più semplice, alla portata di tutti, anche se magari non fisicamente esatta al 100% e magari non valida in ogni condizione.
Sappiamo bene che la spiegazione usando Bernoulli è la più usata nelle scuole di volo, e ciò può anche andare bene, per i motivi che ho esposto poche righe sopra.
L'importante però è che la necessità, giusta, di semplificare, non porti ad usare delle vere e proprie inesattezze fisiche: questo sarebbe sbagliato e creerebbe false idee negli allievi.
Quindi il mito dell' "uguale tempo di percorrenza", che purtroppo si trova anche su manuali stampati e viene anche spiegato nelle scuole, o dell'assimilare l'ala ad un Venturi, sono cose che non si dovrebbero sentire, perchè fondati sull'errore.
Bene invece una semplificazione intelligente per permettere a tutti di far capire intuitivamente il fenomeno.

Paolo

[flyingbrandon]

L'importante però è che la necessità, giusta, di semplificare, non porti ad usare delle vere e proprie inesattezze fisiche: questo sarebbe sbagliato e creerebbe false idee negli allievi.
Quindi il mito dell' "uguale tempo di percorrenza", che purtroppo si trova anche su manuali stampati e viene anche spiegato nelle scuole, o dell'assimilare l'ala ad un Venturi, sono cose che non si dovrebbero sentire, perchè fondati sull'errore.
Bene invece una semplificazione intelligente per permettere a tutti di far capire intuitivamente il fenomeno.

Paolo

Concordo....quella delle particelle che si incontrano "nun se po' senti'"..... Quella di venturi e' una modellizzazione e, a mio parere, meno grave come "spiegazione" di un fenomeno. La cosa importante e' che vengano sottolineate le "ipotesi" da cui si parte in modo che chiunque capisca che le ipotesi di "venturi" ideale non lo sono nella realta'....

[tommy92]

Ragazzi è finita!
Le ho spiegato la portanza col principio di bernoulli ma non le ho detto perchè l'aria va più veloce sull'estradosso per evitare qualsiasi problema
Poi mi ha chiesto perchè quando si è in aereo i passeggeri non vengono colpiti dai fulmini!

[mermaid]

Complimenti!

[tommy92]

Complimenti!

Grazie

[FAS]

Poi mi ha chiesto perchè quando si è in aereo i passeggeri non vengono colpiti dai fulmini!

e tu che le hai detto???

[tommy92]

Poi mi ha chiesto perchè quando si è in aereo i passeggeri non vengono colpiti dai fulmini!

e tu che le hai detto???

Chè l' aereo è come una gabbia di faraday! Le ho ripetuto l'approfondimento che c'era sul libro di fisica che era proprio su questo argomento ossia aerei/fulmini

[FAS]

Chè l' aereo è come una gabbia di faraday!

vale anche per gli equipaggiamenti ed il cablaggio?

[tommy92]

Chè l' aereo è come una gabbia di faraday!

vale anche per gli equipaggiamenti ed il cablaggio?

Adesso mi stai chiedendo troppo .Il mio discorso e l'approfondimento era riferito ai passeggeri e diceva che le cariche elettriche rimanendo sulla superficie esterna dell'aeromobile non entrano in contatto con i passeggeri.

[mermaid]

Chè l' aereo è come una gabbia di faraday!

vale anche per gli equipaggiamenti ed il cablaggio?

Adesso mi stai chiedendo troppo .Il mio discorso e l'approfondimento era riferito ai passeggeri e diceva che le cariche elettriche rimanendo sulla superficie esterna dell'aeromobile non entrano in contatto con i passeggeri.

no, infatti, c'è la rampa in cuffia che scarica a terra!

[AirGek]

Chè l' aereo è come una gabbia di faraday!

vale anche per gli equipaggiamenti ed il cablaggio?

Ma perchè si continua a dire questo mentre vi sono testimonianze di danni alla struttura causata da fulmini? Per non parlare appunto degli effetti sugli equipaggiamenti di bordo...

[MarcoGT]

vale anche per gli equipaggiamenti ed il cablaggio?

Vediamo se riesco a rispondere io

Allora: la struttura è in gran parte di alluminio che è un ottimo conduttore; quando l'aereo è colpito dal fulmine entra a far parte del circuito elettrico ed è quindi attraversato da corrente.
Gli apparati di bordo (computer, cavi ecc ecc) non sono colpiti direttamente dal fulmine né attraversati direttamente ma potrebbero subire degli effetti indiretti (e quindi entrano in ballo tensione/corrente indotte, Legge di Faraday);
per evitare che gli apparati subiscano danni vengono adeguatamente schermati.

Un altro componente che bisogna proteggere è il fuel system; in questo caso, anche una piccolissima scintilla potrebbe provocare, ovviamente molti danni.

Se volete approfondire il discorso legge di faraday, legge di ampère e simili, proviamoci.

Ci ho preso?

[AirGek]

vale anche per gli equipaggiamenti ed il cablaggio?

Vediamo se riesco a rispondere io

Allora: la struttura è in gran parte di alluminio che è un ottimo conduttore; quando l'aereo è colpito dal fulmine entra a far parte del circuito elettrico ed è quindi attraversato da corrente.
Gli apparati di bordo (computer, cavi ecc ecc) non sono colpiti direttamente dal fulmine né attraversati direttamente ma potrebbero subire degli effetti indiretti (e quindi entrano in ballo tensione/corrente indotte, Legge di Faraday);
per evitare che gli apparati subiscano danni vengono adeguatamente schermati.

Un altro componente che bisogna proteggere è il fuel system; in questo caso, anche una piccolissima scintilla potrebbe provocare, ovviamente molti incendi.

Se volete approfondire il discorso legge di faraday, legge di ampère e simili, proviamoci.

Ci ho preso?

Inoltre l'aereo potrebbe magnetizzarsi rendendo la bussola inutilizzabile.

[vihai]

Concordo....quella delle particelle che si incontrano "nun se po' senti'"..... Quella di venturi e' una modellizzazione e, a mio parere, meno grave come "spiegazione" di un fenomeno. La cosa importante e' che vengano sottolineate le "ipotesi" da cui si parte in modo che chiunque capisca che le ipotesi di "venturi" ideale non lo sono nella realta'....

Secondo me il modo più semplice e intuitivo per spiegare la portanza è quello della reazione. L'aria viene presa dall'ala e accelerata verso il basso, per reazione l'ala riceve una spinta verso l'alto.

Bernoulli dà solo una descrizione di quello che avviene attorno all'ala ma non dà alcuna spiegazione.

Quello che si cerca è il perché un profilo alare fatto in un certo modo e messo in un certo modo è in grado di accelerare l'aria verso il basso ma al momento non ho trovato delle belle spiegazioni intuitive.

[Skip100]

Questo mi sembra un video interessante... qualcuno sa dare un significato ai vari colori?

[tito]

Chè l' aereo è come una gabbia di faraday!

vale anche per gli equipaggiamenti ed il cablaggio?

Ma perchè si continua a dire questo mentre vi sono testimonianze di danni alla struttura causata da fulmini? Per non parlare appunto degli effetti sugli equipaggiamenti di bordo...

tommy,la fisica ti dà ragione; il fatto che l'aereo sia una gabbia di Faraday (e che quindi le cariche elettrostatiche stiano solo sulla superficie) implica solo che i passeggeri dentro non prendano la scossa tipo quando si scende dalla macchina. Un fulmine è tutt'altro che una carica elettrostatica e la corrente del fulmine passa un po' dove le pare, altro che solo sulla superficie!

[tommy92]

Ma il fulmine non è una scarica elettrica?

[Aldus]

Riguardo alla portanza butto lì una stupidaggine: la portanza è come la gravità.
Entrambe esistono, ma spiegarne come funzionano, e il perchè, non è proprio così semplice.
Pensate ad esempio alla gravità.
Prendete una palla dotata di massa (la Terra), mettetela nel vuoto, e... magia...si crea una forza che ci permette di stare a testa in giù, e al mare di non cadere.
Come è possibile una roba del genere?
Da dove salta fuori questa energia mistica, questo fenomeno assurdo?
Boh.
Però esiste.

[vihai]

Riguardo alla portanza butto lì una stupidaggine: la portanza è come la gravità.
Entrambe esistono, ma spiegarne come funzionano, e il perchè, non è proprio così semplice.

Beh, no, sono due problemi molto diversi.

I fenomeni fisici dietro la portanza sono noti e indagabilissimi, solo che non esiste (AFAIK) una spiegazione *intuitiva* sul perché un dato profilo alare spinga l'aria in giu invece che in su.

La gravità è semplicemente la curvatura dello spaziotempo