La portanza

[frapik]

Citazione:danielef ha scritto:



Comunque visto che parliamo linguaggi simili ti chiederei di aiutarmi a capire una cosa che non mi è chiara anche se ho qualche idea in proposito. Supponiamo di avere un profilo alare molto semplificato: sotto sezione dritta e sopra sezione fatta da un settore di cerchio che parte esattamente verticale e si raccorda ad un tratto dritto inclinato che ne fa una coda rastremata. Velocità orizzontale diversa da zero, angolo d'attacco nullo. Sviluppa portanza? Per tutte le teorie classiche su questo problema direi di si ma come spiegarlo con la visione del trasferimento di quantità di moto tra le molecole e il profilo alare? Certamente c'è uno scambio di q.di m. ma, a prima vista, sembrerebbe nella direzione sbagliata. La conseguenza è immediata: o quest'affare NON sviluppa portanza oppure 'la prima vista' è fallace! Io tenderei per la seconda...

Daniele

Ciao Daniele,

come sospettavi si sviluppa portanza verso l'alto. Non bisogna vedere il fenomeno come molecole che urtano sulla superficie. Questo vale solo in flussi ipersonici (velocità oltre 5-10 volte quella del suono) ed è la teoria Newtoniana (Fig. 4 del documento postato da albert). Newton pensava valesse sempre (falso), solo 300 anni dopo si è scoperto che fornisce buoni risultati in ipersonica.
Conviene vedere il fenomeno globalmente come scritto da Einstein. Il flusso indisturbato (all'inizio del profilo) è orizzontale, all'uscita vicino il bordo d'uscita è diretto verso il basso (anche se non è proprio così: in prima approssimazione puoi fare una media tra l'uscita orizzontale dalla parte bassa e quella diretta verso il basso data dalla tangente del bordo superiore). Per far avvenire questa deviazione del flusso è necessaria una forza media che agisca verso il basso sul fluido e per reazione agisce verso l'alto sul profilo. Quindi la portanza è verso l'alto.
Quello che inizialmente (intuitivamente) porta fuori strada è che il flusso inizialmente si dirige verso l'alto per superare l' 'ostacolo' e fa pensare ad una forza sul profilo verso il basso (cosa che localmente può accadere). Ma quello che conta è il risultato globale della deviazione della velocità: direzione all'uscita rispetto alla direzione indisturbata all'ingresso. Poiché il flusso in uscita va verso il basso questo implica che la forza totale agente sul flusso è verso il basso (la reazione sul profilo verso l'alto). Cmq per sapere cosa fa dettagliatamente il flusso punto per punto bisogna usare le equazioni (almeno potenziale + Kutta) e così uno si calcola la forza punto per punto.
Ultima curiosità è che se il profilo fosse in un flusso ipersonico avrebbe una portanza opposta (negativa).


@mlipizer se il profilo è spesso quello che cambia è che si possono utilizzare entrambi i dorsi (sotto e sopra) per regolare bene la velocità locale e quindi la pressione. E' molto importante che il flusso non si trovi un forte incremento di pressione nel suo moto, se succede si forma un ricircolo del flusso (lo strato limite separa). Praticamente si riesce ad ottenere una portanza maggiore prima di incorrere nello stallo del profilo.

Ciao a tutti e buon vento