Brevetti ali artificiali

Sono  molteplici  i  brevetti che si posso trovare riguardati tantissimi aspetti delle ali artificiali  ne riporto alcuni:

• Joined wing aircraft  US 4365773 A
• Aircraft Internal wing  US 6840478 B2
• Ornithopter with independently  controlled wings US 0050269447 A1

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Modelli ali artificiali

Le ali hanno diversi tipi di modelli in base al  campo esaminato, infatti troviamo   modelli scientifici, ma anche culturali e sociali.
Nelle varie fasi di studio sviluppo e costruzione delle ali, vengono utilizzati tantissimi modelli  per testare ,ottimizzare e verificare i prodotti, in modo da ottenere dei finiti di alta qualità, per permettere un soddisfacimento degli standard imposti dalle varie normative. Per raggiungere  tali standard,  vengono utilizzati modelli virtuali quali metodo agli elementi finiti e modelli reali ,che consistono nella costruzione   in scala di ali  ,che vengono  testate in apposite camere di prova chiamate gallerie del vento .
Oltre ai modelli inconfutabili espressi sopra ,come abbiamo detto in precedenza ,esistono dei modelli sociali e culturali delle ali .
Infatti se pensiamo alle ali in generale, le prime tre che ci giungono in mente sono: le ali di un uccello , di un angelo o nel mio caso le ali di un aeroplanino di carta, questi rappresentano i modelli sociali e culturali che sono contenuti nelle menti di ognuno di noi .

Prova galleria del vento 

Esempio di costruzione di un tipico modello di un aeroplanino di carta

I luoghi

Gli Stati uniti e la Francia ,tipicamente sono i paesi che guidano la costruzione mondiale di aeromobili ,in quanto possiedono le due più grandi e importanti aziende di costruzione di aeromobili , Airbus e Boeing .

Grazie alla standardizzazione e alla normativa imposta dall'ente internazionale, ICAO, al giorno d'oggi non esistono dei  veri e propri poli  di produzione, in quanto le varie parti di aeromobili vengono costruite in parti diverse del mondo su commissione ,delle ditte citate prima per poi essere assemblati.

Possiamo ricordare un polo importante della Boeing situato a Everett negli Stati Uniti . Tale polo è famoso per  essere il più grande edificio industriale  dove vengono assemblati i "giganti con le ali " come il Boeng-747.

Specifiche ali artificiali

Tutto ciò che ha a che fare con il settore aeronautico, e in particolare con il trasporto aereo ,deve essere soggetto a controllo per verificare che rispettano le specifiche di progetto, imposte dalla normativa, emessa dall'ente che regola il trasporto aereo "EASA",in modo da rendere il traffico aereo Sicuro ed Economico .
Dentro al basic regulation  troviamo due parti fondamentali  che determinano come e in che modo devono essere costruiti e revisionati  gli aeromobili e le sue parti per poter ottenere una certificazione chiamata di Air-worthiness necessaria per rendere operativo il mezo. Queste due parti sono l' Initial air-worthiness e  Continuing air-worthiness.

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

Elementi e Materiali

Le ali  di un aeromobile sono delle strutture estremamente complicate e importanti.
Nel corso del tempo tali elementi strutturali hanno subito un'evoluzione impressionante sia dal punto di vista della forma e di conseguenza dell'aerodinamica ma  soprattutto dal punto di vista dei materiali. Tralasciando per questo momento i primi tipi di costruzione alare  , oggi  un ala è costituita  principalmente da : Longheroni (Spars), Centine (Ribs),Rivestimenti (Skin) , Correnti (Stringers).

longherone

• I longheroni sono delle travi che attraversano  tutta l'ala è permettono la resistenza a carichi di tipo flessionale , comunemente sono creati in acciaio (lega costituita da ferro e carbonio)  o in dural( lega di alluminio temprata   ).

Centine

• Le Centine  sono degli elementi che vengono posti trasversalmente all'ala  . Tra le funzioni principali abbiamo quello di mantenere la forma del profilo aerodinamico nella sezione alare considerata e non solo, permettono lo scarico delle sollecitazioni subite dai pannelli lungo i  longheroni. Solitamente tali elementi vengono costruiti in dural.

• I Correnti  sono  dei traversini  che attraversano longitudinalmente l'ala , il loro compito è quello di irrigidire la struttura  sopratutto la parte del rivestimento per evitare fenomeni strutturali quali instabilità , anche essi come i precedenti sono costituiti in materiali metallici .

• I Rivestimenti  sono quella parte della struttura che come dice la stessa parola hanno una funzione ricoprente , infatti servono a separare la corrente che scorre sul dorso da quella sul ventre in modo da creare un gradiente di pressione che genera la forza aerodinamica ma non solo , nel caso riusciamo ad ottenere un continuità meccanica tra correnti e rivestimenti essi rispondo anche in maniera importante ai carichi  a cui è sottoposta la struttura . I materiali usati sono i più svariati tra cui troviamo anche materiali compositi .