Relativita' in Bernoulli

[tmox]

L'Effetto Coanda, come è ben detto nel link del Cicap messo da Faussone, non c'entra. Le spiegazioni di Wikipedia su portanza e Bernouilli lasciano un po' a desiderare.

In realta' nel tuo secondo link l'effetto Coanda e' chiamato in gioco. Significa che gli effetti di deviazione del flusso descritti non possono essere chiamati "effetto Coanda'" in quanto ne differiscono per la causa fisica che li provoca? Ad esempio, l'esperienza del cucchiaio sotto il flusso di acqua, e la sensazione di risucchio del cucchiaio stesso, e' coerente con quanto avviene sull'ala?

Assodato che le equazioni di Navier Stokes sono le uniche in grado di descrivere debitamente il comportamento del flusso attorno ad un profilo, e' corretta una spiegazione della portanza che consideri spinta del flusso sul ventre e deviazione del flusso sul dorso a causa della "appiccicosita'" dell'aria?

[Faussone]

In realta' nel tuo secondo link l'effetto Coanda e' chiamato in gioco. Significa che gli effetti di deviazione del flusso descritti non possono essere chiamati "effetto Coanda'" in quanto ne differiscono per la causa fisica che li provoca? Ad esempio, l'esperienza del cucchiaio sotto il flusso di acqua, e la sensazione di risucchio del cucchiaio stesso, e' coerente con quanto avviene sull'ala?

E' coerente, ma secondo me è sbagliato spiegare la portanza dell'ala citando (solo) l'effetto Coanda. L'effetto Coanda aiuta a visualizzare come l'aria è deviata, ma si riferisce ad un getto di fluido, nel caso dell'ala di un aereo è invece molto importante sottolineare che il fluido è un continuo quindi la deviazione del fluido si estende anche al fluido lontano dall'ala, risultando nella deviazione di una grande quantità di fluido, che giustifica come delle ali tutto sommato abbastanza piccole possano deviare tanta aria da tener su un aereo.
La cosa più importante da sottolineare resta il fatto che la portanza si genera perché il fluido è spinto verso il basso.

Assodato che le equazioni di Navier Stokes sono le uniche in grado di descrivere debitamente il comportamento del flusso attorno ad un profilo, e' corretta una spiegazione della portanza che consideri spinta del flusso sul ventre e deviazione del flusso sul dorso a causa della "appiccicosita'" dell'aria?

Direi di sì.

[navigatore]

In realta' nel tuo secondo link l'effetto Coanda e' chiamato in gioco. Significa che gli effetti di deviazione del flusso descritti non possono essere chiamati "effetto Coanda'" in quanto ne differiscono per la causa fisica che li provoca? Ad esempio, l'esperienza del cucchiaio sotto il flusso di acqua, e la sensazione di risucchio del cucchiaio stesso, e' coerente con quanto avviene sull'ala?

Io ho qualche dubbio, e comunque sono d'accordo con Faussone : da solo, l'effetto Coanda non può spiegare la portanza.

Assodato che le equazioni di Navier Stokes sono le uniche in grado di descrivere debitamente il comportamento del flusso attorno ad un profilo, e' corretta una spiegazione della portanza che consideri spinta del flusso sul ventre e deviazione del flusso sul dorso a causa della "appiccicosita'" dell'aria?

Quando l'angolo di attacco diventa troppo grande , si può avere distacco della vena fluida dal profilo, che va in "stallo" : si creano dei vortici, che diminuiscono molto la portanza e aumentano la resistenza.

https://en.wikipedia.org/wiki/Stall_(fluid_mechanics)

[tmox]

Quando l'angolo di attacco diventa troppo grande , si può avere distacco della vena fluida dal profilo, che va in "stallo" : si creano dei vortici, che diminuiscono molto la portanza e aumentano la resistenza.

Effettivamente prima di valutare la deviazione del flusso sul dorso e la conseguente portanza non riuscivo a capire i veri effetti dello stallo. Poi mi e' diventato chiaro.

Vorrei concludere con un ultima domanda. Che voi sappiate, le ali degli aerei di linea vengono installate con un certo angolo di incidenza? Guardandone il profilo, sembrano essere orizzontali, ma se cosi' fosse il volo livellato sarebbe ottenuto unicamente con la portanza elaborata dal dorso dell'ala. E' possibile che l'effetto Coanda da solo sostenga un velivolo?

[Faussone]

Vorrei concludere con un ultima domanda. Che voi sappiate, le ali degli aerei di linea vengono installate con un certo angolo di incidenza? Guardandone il profilo, sembrano essere orizzontali, ma se cosi' fosse il volo livellato sarebbe ottenuto unicamente con la portanza elaborata dal dorso dell'ala. E' possibile che l'effetto Coanda da solo sostenga un velivolo?

Le ali sono progettate in maniera tale che alla velocità di crociera (la velocità mantenuta per la maggior parte del tempo) la resistenza (dell'ala) sia più bassa possibile.
Alle velocità di crociera infatti è importantissimo diminuire il più possibile la resistenza all'avanzamento che è quella che assorbe la maggior parte della potenza richiesta al motore, un'altra quota parte di potenza del motore è spesa per vincere la resistenza indotta (quella associata alla potenza necessaria a deviare l'aria e a generare portanza) che comunque alle velocità di crociera è molto più bassa della resistenza all'avanzamento.

Pertanto direi che la portanza è ottenuta soprattutto dalla forma dell'ala. L'incidenza si regola essenzialmente con i flap e serve a mantenere una portanza giusta anche nelle fasi di atterraggio e decollo, quando la velocità è più bassa diminuirebbe anche la portanza se non fosse modificata opportunamente la geometria dell'ala in modo da deviare di più l'aria (evitando sempre lo stallo però). Ovviamente i flap aumentano oltre che la portanza anche la resistenza, questo è inevitabile, anche se i flap sono progettati in modo tale che il guadagno in portanza sia maggiore dell'aumento di resistenza (inoltre a bassa velocità l'incidenza della resistenza all'avanzamento diventa meno importante della resistenza indotta).

Da quello che abbiamo detto non bisogna comunque stupirsi che alla velocità di crociera basti la forma dell'ala a deviare l'aria necessaria alla portanza.

[tmox]

Chiedo conferma di aver capito: durante la crociera la deviazione di aria dovuta al dorso dell'ala e' sufficente a sostenere il velivolo e l'incidenza pertanto puo' essere nulla?

Se il velivolo aumenta la propria velocita' la portanza aumenta. Questo perche l'aria viene "strappata" piu' intensamente dell'ala. Lo stallo si verifica perche' a circa 15 gradi di incidenza la forza deviatoria dovuta alla viscosita' dell'aria non e' sufficente a "piegarla". Se in fase di crociera aumentiamo la velocita' e quindi la forza in gioco negli " strappi" non rischiamo uno stallo? Forse aumentare l'incidenza e' piu' grave che non aumentare la velocita' dell'ala?

[Faussone]

Chiedo conferma di aver capito: durante la crociera la deviazione di aria dovuta al dorso dell'ala e' sufficente a sostenere il velivolo e l'incidenza pertanto puo' essere nulla?

Non sarei così netto nel separare l'effetto dell'incidenza da quello della forma, in ogni caso, come ho cercato di dire prima, lavorando solo sull'incidenza, pensando per esempio un caso estremo di ala piatta, la resistenza sarebbe maggiore ed essendo il flusso meno guidato sul dorso la separazione (il distacco del flusso dal profilo dell'ala), e quindi lo stallo, avverrebbe prima, per questo dicevo che l'effetto di forma dell'ala è quello più importante, specie alle velocità di crociera.

Se il velivolo aumenta la propria velocita' la portanza aumenta. Questo perche l'aria viene "strappata" piu' intensamente dell'ala. Lo stallo si verifica perche' a circa 15 gradi di incidenza la forza deviatoria dovuta alla viscosita' dell'aria non e' sufficente a "piegarla". Se in fase di crociera aumentiamo la velocita' e quindi la forza in gioco negli " strappi" non rischiamo uno stallo? Forse aumentare l'incidenza e' piu' grave che non aumentare la velocita' dell'ala?

No quanto dici qui non va tanto bene.
Lo stallo, avviene essenzialmente a causa di un angolo di incidenza molto elevato, non dipende dalla velocità, anzi all'aumentare della velocità generalmente si rischia meno lo stallo, perché più la velocità è alta, più la portanza è maggiore e più piccolo è l'angolo di incidenza necessario per garantire una certa portanza.
Tanto è vero che per uscire dallo stallo nella maggior parte dei casi basta diminuire l'incidenza ed aumentar la velocità (dare manetta) in modo da far riacquistare la portanza all'ala.

[tmox]

Per ora non ho altre domande.

Grazie mille per questo confronto, sei stato chiaro e cordiale! Un abbraccio!

[Faussone]

bene, sono contento se ti sono stato utile!

PS: ho tolto una frase nell'ultimo commento riguardo al legame tra stallo e velocità perché penso faceva confondere, come ho detto puoi pensare lo stallo legato esclusivamente ad un angolo di incidenza troppo elevato.

[tmox]

Approfondendo sul web gli argometi trattati mi sono sorti 2 dubbi.

1) aumentare l'angolo di incidenza fa aumentare anche la componente verticale dall'aria deviata dal ventre dell'ala. Aumentare l'angolo di incidenza dovrebbe pero' aumentare anche la portanza di aria deviata! (Esponiamo una superficie maggiore). Corretto?

2) parlando di effetto Coanda: al diminuire del raggio di curvatura aumentano le forze in gioco nella deviazione di aria. In che modo? Mi spiego: se una corda deve deviare verso il basso un corpo in moto orizzontale, effettivamente piu' e' repentina la curva e maggiore sara' la forza necessaria. Pero' questo e' facile da capire. La corda sara' vincolata all'estremo opposto della massa da deviare, e su tale vincolo avremo azione e reazione. Tutto questo come si verifica nel caso di semplici particelle di aria? Forse e' una domanda piu' chimica che non aerodonamoca, ma vorrei capire meglio questo aspetto e magari riuscire ad immaginarlo.

PS. Aumentando l'angolo di incidenza aumenta la forza in gioco e quindi la portanza. Ma la diminuizione del raggio di curvatura si presenta solo nel primo quarto di corda, vero? Sul resto del dorso dovremmo addirittura registrare un medesimo raggio di curvatura, ed una forza "traente" con minore componente verticale (a causa dell'incidenza) e quindi un coerente aumento di resistenza.


Grazie.