Grafici ali artificiali

Dal punto di vista dello studio dell'ala, tra i grafici più importanti per la determinazione dell comportamento del profilo, e l'eventuale selezione dello stesso per una determinata applicazione ,sono quelli relativi al CL e CD e la loro combinazione  crea la così detta Polare dell'ala.

Andamenti dei coefficienti aerodinamici in ordice  da siniscta a destra CL CD

Gli andamenti dei due parametri adimensionali in funzione dell'angolo di incidenza alfa, vengono determinati in modo sperimentale .In particolare il CL o coefficiente di portanza viene misurato in galleria del vento tramite una serie di trasduttori posti sul profilo di prova  per una serie di angoli di incidenza fino all'angolo di stallo ,dove avviene l'innesco dei fenomeni turbolenti, creando lo stallo con un conseguente crollo di tale parametro e quindi della portanza stessa. In modo analogo sempre sperimentalmente viene determinato il coefficiente CD o coefficiente di resistenza .
La composizione dei parametri di CD e CL crea la polare dell'ala che viene rappresentata da una curva ben precisa e di conseguenza da una equazione ,valida fino all'innesco dei moti turbolenti .
Dalla polare riusciamo quindi a capire il comportamento e le forze aerodinamiche prodotte dal profilo alare in una determinata fase del volo.

Polare dell'ala

Statistiche ali artificiali

Dal punto di vista strutturale le ali di un aeromobile vengono costruite e prodotte, in modo diverso dai principali enti costruttivi per soddisfare diverse caratteristiche e specifiche di progetto.
Cerchiamo di analizzare le varie applicazioni strutturali di alcuni componenti alari  utilizzate in campo civile ,  nei vari modelli utilizzando un approccio statistico .
 Tra le strutture principali, troviamo sicuramente i

(Tutte le immagini sono state estratte dal materiale didattico
del corso di : Costruzioni aeronautiche (02euclz)
tenuta dal prof. Enrico Cestino al Politecnico di torino)

longheroni , come possiamo vedere in figura la soluzione adottata dai due principali costruttori aeronautici, Airbus e Boeing, è quella di inserire due longheroni principali,  in alcuni aeromobili sopratutto Airbus  viene inserito un terzo longherone vicino la fusoliera,  la parte più sollecitata ,in modo da aumentare le caratteristiche di risposta della struttura .In generale questo longherone viene interrotto ad una certa distanza dell'incastro alare
per questioni di alleggerimento e di carichi strutturali.

Un altro elemento strutturale che consideriamo solo le centine, come possiamo vedere in figura tali elementi strutturali, vengono disposti con spaziatura diversa a seconda del veicolo , in campo civile tale spaziatura varia  a causa dei requisiti strutturali e requisiti diversi quali accessibilità per manutenzione e altro.

Dimensioni , grandezze fisiche delle ali artificiali

Le ali sono delle strutture notevolmente complesse ,che vengono univocamente definite da precise dimensioni e grandezze fisiche, le quali distinguono un profilo alare da un altro profilo differenziandoli e caratterizzandoli in prestazioni ed impieghi diversi .
Esistono migliaia e migliaia di tipi di profili che variano a seconda dell'ente che li ha creati o studiati, tra i vari tipi di profilo esistono i così detti profili NACA .Questi profili sono dei profili studiati dalla  National Advisory Committee for Aeronautics, e vengono classificati tramiteun codice alfa-numerico composto  dalla scritta "NACA" e 4 cifre che se inseriti in apposite equazioni permettono la determinazione dei parametri geometrici.
tra le grandezze geometriche  principali troviamo :

• la corda 
• angolo di incidenza
• spessore  del profilo
• curvatura del profilo
• linea media del profilo
•  apertura alare o semi apertura alare 
• allungamento alare 
• angolo diedro
• freccia alare

e molti altri.
Oltre alle grandezze geometriche naturalmente abbiamo grandezze fisiche importanti che variano da ala ad ala quali Portanza ,Resistenza con i relativi coefficienti cp e cr generati dal profilo,  senza dimenticarsi dei vari Momenti torcenti e non a cui è soggetta la struttura .
La portanza rappresenta quella forza aerodinamica sviluppata dal profilo che permetta la sostentazione del volo , mentre la resistenza e sempre una forza aerodinamica sviluppata dal profilo che si oppone al moto , ed è composta da diversi tipi di resistenza quali : Resistenza viscosa ( dovuta ai fenomeni viscosi causati dal moto del fluido sul profilo ), Resistenza di forma(dovuta alla forma del profilo che induce questo tipo di resistenza a causa di gradienti di pressione ) , Resistenza d'onda ( dovuta alla transizione supersonica che causa degli urti e vibrazioni che causano fenomeni dissipativi).

Le ali artificiali nei fumetti

Come si può immaginare, le ali artificiali sono presenti anche nei fumetti. Tra i fumetti classici meno conosciuti ,abbiamo la serie di fumetti "Buck Danny".
Buck Danny è una serie di fumetti franco-belga,  scritta da Jean-Michel Charlier e Victor Hubinon pubblicata nel 1947.
Questi fumetti parlano dell'avventura di due aviatori durante la seconda guerra mondiale .

copertina del fumetto Buck Danny

Le ali artificiali nel cinema

Tra i film che trattano di aviazione dove vi è un uso massiccio del oggetto artificiale trattato è sicuramente "Top Gun".Nel film troviamo  applicazioni militari delle ali sui veicoli altamente preformanti tra cui F-14 .

Le ali artificiali nella musica

Il senso metaforico delle ali si estende in tutti i campi artistici ,ad esempio nel campo musicale il termine di questo oggetto viene ripreso nel testo della canzone " 50 special" uscita nel 1999 scritta da Cesare Cremonini . Nella frase "con le ali sotto ai piedi "  grazie all'oggetto ,da sfogo alla propria irrazionalità cercando di fuggire dai problemi della vita quotidiana ,come spiega lui stesso nel suo libro "Le ali sotto ai piedi".

Le ali artificiali nella letteratura narrativa

Nella varie letterature moderne e antiche , le ali acquistano un significato simbolico, cioè  la "cosa" ala, rappresenta in modo materiale il  volo  , che a sua volta viene associato al superamento dei limiti umani imposti dalla natura. Troviamo una miriade di  metafore, (alcune leggibili nel seguente link), tra cui anche una storia trasformata in leggenda ,che possiamo definire come un esempio emblematico di superamento degli schemi, tramite l'elemento ala. Questo racconto   è  La leggenda dello zulù volante .

Le narrazioni

Il tema del volo e di conseguenza della costruzione  di ali artificiali , è certamente trattato in diverse narrazioni più o meno recenti . Tra le narrazioni più famose e conosciute nel mondo , che riguardano tale tema troviamo sicuramente  il mito di Icaro.
Tale mito narra come Dedalo e suo figlio Icaro ,costruirono delle ali di piuma e cera  raccolta dai favi degli alveari  , per scappare dal palazzo di Cnosso , dove erano stati rinchiusi.

Le forme e similitudini nella natura

L'uomo durante la sua evoluzione nello sviluppo delle proprie  idee innovative si è sempre ispirato al mondo naturale , cercando di trarne degli spunti che potevano essere utili per lo sviluppo iniziale dell'idea,   in modo da migliorarla successivamente per adattarla ai propri scopi  e trarne dei benefici.
Un esempio, di ciò sono le prime forme di ali che si sono sviluppate nel mondo, del tutto simili al mondo animale  ,  addirittura imitavano il movimento stesso (battere le ali ) delle specie volanti per cercare di  governare il cielo. In principio tali strutture costituite, da  legname   ,simulavano    il complesso  osseo    del volatile ed una copertura in tela che cercava di riprodurre il ricoprente estremamente leggero dei volatili "le piume".



Con l'esperienza e i test falliti , grazie anche alle evoluzioni tecnologiche e fisiche, si è capito come, per poter volare, i mezzi avevano bisogno di un metodo meno dispendioso di sostentamento  dal punto di vista energetico: quale un ala fissa che simula la planata di un aquila  e materiali più resistenti che rendono  le ali robuste e sicure in grado di sorreggere  carichi aerodinamici maggiori adatti alle nuove propulsioni a motore  .