Un aerofoil è il termine usato per descrivere la forma della sezione trasversale di un oggetto che, quando si muove attraverso un fluido come l’aria, crea una forza aerodinamica. I profili alari sono impiegati sugli aerei come ali per produrre portanza o come pale di elica per produrre spinta. Entrambe queste forze sono prodotte perpendicolarmente al flusso d’aria. La resistenza è una conseguenza della produzione di portanza/spinta e agisce parallelamente al flusso d’aria.
Altre superfici alari includono piani di coda, pinne, alette e pale del rotore dell’elicottero. Le superfici di controllo (ad esempio alettoni, elevatori e timoni) hanno la forma di contribuire alla sezione complessiva del profilo alare dell’ala o dell’impennaggio (Skybrary, 2011).
Sono usati diversi termini per descrivere i profili alari (Dynamic Flight, 2002).
- Bordo d’attacco = Bordo anteriore del profilo aerodinamico
- Bordo d’uscita = Bordo posteriore del profilo aerodinamico
- Corda = Linea che collega il bordo d’attacco e d’uscita. Denota la lunghezza del profilo
- Linea di campanatura media = Linea tracciata a metà strada tra la superficie superiore e inferiore del profilo. Denota la quantità di curvatura dell’ala
- Punto di massimo spessore = Parte più spessa dell’ala espressa come percentuale della corda
Alterando ognuna delle caratteristiche sopra elencate di un profilo, il progettista è in grado di regolare le prestazioni dell’ala in modo che sia adatta al suo particolare compito. Per esempio, un aeroplano può avere un’ala spessa e ad alta curvatura che produce una grande quantità di portanza a bassa velocità. In alternativa, un jet avrebbe un’ala sottile con una campanatura minima per permettergli di navigare ad alta velocità.
Come funziona
Il principio di base di un profilo aerodinamico è descritto dal teorema di Bernoullis. Fondamentalmente questo afferma che la pressione totale è uguale alla pressione statica (dovuta al peso dell’aria sovrastante) più la pressione dinamica (dovuta al movimento dell’aria).
L’aria che viaggia sopra la superficie superiore del foglio aereo deve viaggiare più velocemente e quindi guadagna pressione dinamica. La conseguente perdita di pressione statica crea una differenza di pressione tra la superficie superiore e quella inferiore che è chiamata portanza e si oppone al peso di un aereo (o spinta che si oppone alla resistenza).
Come l’angolo di attacco (l’angolo tra la linea della corda e il flusso d’aria relativo) è aumentato, si crea più portanza. Una volta raggiunto l’angolo critico di attacco (generalmente intorno ai 14 gradi) il profilo aerodinamico andrà in stallo.
