[L'Ala a Freccia]

[..]

Il fatto di vedere l'ala come se avesse corda C', e anche associare ad essa un profilo NACA, non significa però che la corda sia quella, tanto comunque ti puoi riferire alla corda effettiva semplicemente moltiplicando C' per il coseno dell'angolo di freccia.

La cosa che non mi torna è qui.

Ricordo che parliamo, ad esempio, di un ala a freccia, non rastremata, di profilo alare NACA 23014 (esempio), inteso // alla fusoliera.

Detto ciò, come posso sapere il profilo NACA associato alla corda c'? Non posso, a meno che, ma non vedo come potrebbe, sia lo stesso NACA 23014.

La mia immaginazione mi dice che lungo " c' " ho un profilo diverso da quello // alla fusoliera; dico questo non perché cambi la corda, ma per come la ottengo (una proiezione allungata lungo c', dove allungata è sinonimo di deformata, per me).

Ora, se non posso conoscere il profilo lungo c', non posso fare lo studio 2D del profilo che mi compone l'ala (per lo meno, me lo compone dal punto di vista aerodinamico).

 

Per far quadrare le cose, l'unica è che il profilo lungo c' sia lo stesso che quello lungo c, ma francamente non mi sembra una considerazione realistica.

 

PS: il fatto che i tuoi prof siano in vacanza spero non significhi che tu ti debba chiarire le idee qui, dove probabilmente sei arrivato con una motore di ricerca: poter comprendere appieno la materia presuppone una rigorosa esposizione dei concetti che richiede dimestichezza e soprattutto meno ruggine della mia.

Ho capito che ti ho un po' "rotto" ed hai ragione

Ovviamente mi sono / mi sto informando altrove, ma il problema è che non trovo info, o meglio, chi parla di teoria dell'ala a freccia ("Simple Sweep Theory"), lo fa come estrapolazione dell'aerodinamica 2D, cioè considerando il profilo normale alla linea dei quarti, piegando un ala dritta e rettangolare.

http://www.desktop.aero/appliedaero/potential3d/sweeptheory.html

Continuerò ad informarmi, quando arriverò alla conclusione ve ne renderò partecipi.

 

Al momento, posso dirvi che c'è chi ha fatto lo studio del profilo, (NACA 23014 nell'esempio) 2D, come se soggetto alla sola componente M*cos(angolo a freccia), cioè della componente normale alla linea dei quarti, in ossequio alla teoria 2d in un ala a freccia.

Però, se poi posiziono questo profilo // alla fusoliera, non vedo perché non dargli a monte la velocità "intera"; non è coerente.

 

Grazie ancora, cordiali saluti, notte, come detto, quando arriverò a conclusione (se ci arriverò), farò sapere

[L'Ala a Freccia]

Tu hai quotato un mio messaggio in cui riportavo la definizione di profilo presupponendo che fosse errata e proponendo di sostituirla con il profilo normale al bordo d’attacco o alla linea che congiunge i punti al 25% della corda, quella che nella immagine da te postata ha corda C'.

Io non presuppongo che qualcosa sia errato, sto solo cercando di trovare una quadra, risolvendo quelle che per me sono incongruenze.

Il mio problema è di far convivere l'idea di profilo parallelo alla fusoliera (profilo alare), con l'idea del profilo di corda c', cioè quel profilo normale alla linea dei quarti anteriori.

Quando ho studiato l'aerodinamica 2D, non mi ero posto il problema ed avevo accettato che, nell'ala a freccia, il profilo aerodinamico fosse quello di corda c', che vedeva un Mach ridotto, etc. etc.

A parte quel corso, davo per scontato che il profilo fosse // alla fusoliera.

Adesso che sto facendo un ala 3D, ma studiando il profilo che la compone in 2D, mi nasce il conflitto tra il profilo di corda c e quello di corda c'.

La spiegazione che mi ero dato, era che c'è differenza tra il profilo alare, parallelo alla fusoliera e quello aerodinamico, normale alla linea di quarti anteriori.

Tu dici che questa spiegazione è errata, se ho ben capito.

 

Comunque da quel che vedo non credo proprio tu abbia bisogno delle risposte di un ingegnere arrugginito...Meglio se continui ad affidarti come hai sempre fatto alle bibbie e se hai dei dubbi ai tuoi prof.

1) sono tutti in vacanza!!

2) il problema di affidarsi alle "bibbie", è che ogni bibbia ha il suo campo specifico ed i problemi nascono quando devi utilizzare conoscenze "multidisciplinari" e devi unire / far convivere nozioni apprese da "bibbie" diverse.

Il senso critico, si acquisisce con la conoscenza e capita, una volta acquisite nuove conoscenze, che vadano in dubbio alcune di quelle vecchie.

L'importante è alla fine trovare la quadra, darsi una spiegazione e tutto ne esce rafforzato.

 

Bene, quello che si fa da un punto di vista computazionale non cambia la definizione di profilo alare.

Si, tu puoi scomporre la velocità ed evidenziare la componente normale al bordo d’attacco e valutare le caratteristiche dei profili NACA in quella direzione, ma la corda del profilo alare continua ad essere C e non C’: non è un caso se l’apice l’abbiano messo sul profilo normale al bordo d’attacco e la portanza l’abbiano alla fine “ricondotta” in funzione della velocità V e della corda C. Ovvero della velocità di volo e della corda del profilo alare, come è giusto che sia, anche senza andare a scomodare modelli fluidodinamici che sono uno step superiore e sono pane per i calcolatori.

Quello che si fa per modellizzare l’ala a freccia con un approccio al problema bidimensionale è necessariamente semplificato e non a caso è un’estensione dell’approccio all’ala ad apertura infinita.

Che questa modellizzazione implichi una diversa denominazione del profilo alare è un’altra questione e l’esempio del Lightning serviva a evidenziarlo. So bene che il profilo C’ in quel caso non finisce nell’altra seminala, ma il profilo C’ reale in questo caso non è completo in quella direzione, il che evidenzia la lontananza del modello dal caso reale e la validità della scelta univoca della direzione di riferimento dei profili.

Non ho ancora capito il succo del discorso dal tuo punto di vista, mi scuserai se sono di coccio.

Affermi: " la corda del profilo alare continua ad essere C e non C’ " quindi mi ribadisci che il profilo alare è parallelo alla fusoliera.

Affermi anche "Che questa modellizzazione implichi una diversa denominazione del profilo alare è un’altra questione".

Allora, riassumendo.

Consideriamo l'ala dell'F86 http://it.wikipedia.org/wiki/North_American_F-86_Sabre

Tale ala è realizzata con i profili:

NACA 0009.5-64 (Root) NACA 0008.5-64 (tip) for F-86A

Supponiamo che anche il tip (estremità) abbia il profilo della radice.

Ti domando, nel campo della modellizzazione teorica e nel campo reale:

a) tale profilo è quello parallelo alla fusoliera

b) tale profilo, essendo l'ala a freccia, è quello normale alla linea dei quarti anteriori.

 

Grazie anticipatamente, cordiali saluti

[L'Ala a Freccia]

NO!

Estendere lungo la linea media il profilo aerodinamico?

Questa frase non ha alcun senso.

Hai ragione..... intendevo scrivere la linea dei quarti anteriori.

Per semplificare la vita, parliamo di un ala a freccia, non rastremata, cioè taper ratio (rapporto rastremazione)=1

 

La ragion d’essere dell’ala a freccia è [...]

Se Mach_cr è il Mach che origina un punto sonico sul profilo NACA xxxx, con l'adozione dell'ala a freccia a rendere sonico il profilo sarà Mach_infinito*cos(Angolo freccia)>=Mach_cr.

In altre parole, adottando un angolo di freccia posso innalzare il Mach a monte che mi rende sonico il profilo, perché di tale MAch a monte sarà la componente Mach_infinito*cos(Angolo_freccia) (normale alla linea dei quarti anteriore) quella vista dal profilo.

Profilo che, dicendo ciò, non viene più considerato parallelo alla fusoliera.

Posso darti i riferimenti di dove dice ciò ed ovviamente, non ho aperto il libro solo su quella pagina senza aver letto il resto.

Quindi, per me questa frase è "Bibbia", perché è il libro su cui ho studiato.

Ora, che qualcosa mi sfugga dalla mia "Bibbia", ci può stare, però vorrei convincermene.

 

Posterò anche una figura, in cui viene ribadito questo modo di considerare i profili in un ala a freccia.

La figura è tratta da una dispensa, viene citata per conteggiare la portanza sull'ala a freccia, a partire dalla conoscenza del CL del profilo con cui l'ala è costituita.

Per altro, nel link di dida che è stato dato:

http://dida.fauser.edu/dispro/carbonar/struttu/ala.html

a proposito dell'ala a freccia si cita una tipologia costruttiva per cui le centine sono poste normali alla linea dei quarti anteriori.

[...] essenzialmente quella di far nascere onde d’urto oblique che determinano una minore resistenza proprio perché la componente di velocità normale all’onda stessa è responsabile della perdita di energia attraverso l’onda stessa. Di qui a valutare il profilo in quella direzione ce ne passa.

Non devi confondere i vantaggi aerodinamici dell’ala a freccia con lo studio dell’ala e dei suoi profili in una “presunta” direzione di comodo che nulla ha a che vedere con la definizione di profilo.

Non si commette quindi nessun errore a lasciare i profili dove stanno e a valutare la velocità lungo il profilo anche se essa all’atto pratico è la composizione di quella normale all’onda d’urto e parallela all’onda d’urto stessa.

Nemmeno a velocità ampiamente subsoniche si studia l'ala in questo modo.

Tu parli di urti, come detto gli urti esulano al mio problema.

 

Tu non a caso parli di ala ad apertura infinita e poi di freccia…Ma queste sono modellizzazioni ed è opportuno che l’approccio sia il medesimo dei casi reali.

Come avrai capito, io ho una traccia da seguire.

Tale traccia, prevede lo studio delle prestazioni di un ala, in condizioni di crociera:

1) scegliendo i profili alla radice, all'estremità ed ad un terzo della semiapertura alare

Tale scelta, viene fatta con una studio bidimensionale sul profilo (lo studio è ovviamente bidimensionale, essendo bidimensionale il profilo).

Il requisito del profilo è, dal mero punto di vista aerodinamico, che al CL di volo, offra il CD minimo.

La scelta del profilo è quindi mera funzione di uno studio 2D.

2) lo studio delle prestazioni dell'ala (cioè, alfa indotto) vien fatto con il metodo dei trapezi.

Anche questa è "Bibbia", perché questa è la traccia risolutiva.

 

Per esempio, in un’ala reale come quella del Lightning che fai?.

La studi perpendicolarmente al bordo d’attacco alare?

[...]

Come vedi il “tuo” profilo, normale al bordo d’attacco, inizia al bordo d’attacco su una semiala…e finisce al bordo d’attacco di quell’altra…

Ben strano come profilo…Ma quello è un aereo reale e va studiato con modelli che lo rappresentano…

Penso sia il caso di considerare che il profilo è quello lungo la fusoliera e cercare di tenere conto dei vantaggi dell’ala a freccia sul mach critico in altro modo…

No, dai.

Il profilo aerodinamico termina terminerebbe sul bordo di fuga della semiala di appartenenza.

 

Ora, ti pongo una domanda, ma parlando di ala a freccia, pensa al F-86, per semplificare.

http://it.wikipedia.org/wiki/North_American_F-86_Sabre

 

Intendendo come dici tu, i profili vanno intesi // alla fusoliera.

Okay, però intendendoli così, dimmi come si fa a dire che in un ala a freccia, i profili sono investiti con l'angolo di freccia e dunque si innalza il Mach a monte che li rende sonici (perché tale Mach viene diminuite del cos(lambda), dove lambda è l'angolo di freccia).

Intendendo i profili // paralleli alla fusoliera, essi sono investiti esattamente come se fossero in un ala dritta e dunque l'ala a freccia non mi diminuisce il pericolo sonico.

 

Ora devo andare, più tardi rileggo questa mia risposta e la completo/aggiusto..

Grazie anticipatamente, cordiali saluti

[L'Ala a Freccia]

Ringrazio per la risposta.

Pensavo di ricevere la notifica in email, ma forse devo controllare le mie impostazioni.

Che il profilo alare sia la sezione di un'ala secondo un piano verticale e parallelo alla mezzeria è un dato di fatto ed è indipendente da che l’ala sia o meno a freccia.

Che l’ala sia a freccia per ridurre la componente di velocità perpendicolare al bordo d’attacco è un’altra questione e non obbliga affatto a considerare il profilo come normale al bordo d’attacco nè tanto meno a studiare il flusso d’aria in quella direzione per avere un qualche vantaggio.

Forse, bisogna intendersi meglio di che profilo si sta parlando.

0) Il profilo alare, è quello che esteso lungo la direzione y (normale all'asse longitudinale, x, del velivolo) mi fornisce l'ala.

L'ala a freccia (supponiamo ottenuta dal NACA xxxx), la ottieni estendendo lungo la linea media, il profilo aerodinamico.

Quindi, nell'ala a freccia il profilo aerodinamico non coincide con il profilo alare.

Concordi?

 

Detto ciò, facciamo un esempio concreto per chiarire la questione.

Supponiamo che io debba fare uno studio di progetto di un ala a freccia, cioè io disegno l'ala, io valuto le sue prestazioni per verificare che abbia il comportamento che desidero.

Faccio uno studio 2D sul profilo (supponendo l'ala di allungamento infinito) e poi valuto le prestazioni nel contesto 3D dell'ala.

Soffermiamoci sul 2D.

1) L'ala è a freccia, allora, se voglio ricavare i benefici dell'ala a freccia, il profilo aerodinamico (ad esempio NACA) deve essere posto normale alla linea dei quarti anteriori.

Tale linea, avrà l'angolo di freccia. Nello studio 2D, sarà lecito studiare le prestazioni del profilo con la componente ridotta (dal coseno della freccia) della velocità a monte.

In volo di crociera, devo valutare il rischio sonico rispetto alla velocità ridotta dal coseno, non rispetto alla velocità // all'asse longitudinale dell'aereo.

Concordi?

Il flusso a monte, avrebbe il numero di Reynodls con il Mach ridotto dalla freccia.

1.1) Se valutassi il pericolo sonico di fronte al Mach intero, commetterei l'errore di non tener conto dei benefici dell'adozione della freccia.

2) Certamente, se creassi un ala a freccia, con il profilo NACA posto // alla linea longitudinale cioè non normale alla linea dei quarti anteriori, quel profilo avrebbe di fronte il Mach intero, non diminuito dal coseno della freccia.

Ma un simile profilo, non sarebbe inserito nel contesto di un ala a freccia, giacché non ne vede ridotta la velocità a monte.

Tu affermi:

Che l’ala sia a freccia per ridurre la componente di velocità perpendicolare al bordo d’attacco è un’altra questione e non obbliga affatto a considerare il profilo come normale al bordo d’attacco nè tanto meno a studiare il flusso d’aria in quella direzione per avere un qualche vantaggio.

Nello studio 2D di un profilo aerodinamico inserito in un ala freccia, tu dunque come terresti conto dell'angolo di freccia se non considerando una diversa velocità a monte rispetto a quella lungo x?

p.s. a rigore, per come intendo io il profilo aerodinamico è normale alla linea dei quarti anteriore.

Se mantiene la corda uguale lungo l'apertura alare, allora è anche normale al bordo d'attacco, altrimenti no.

 

Il flusso d’aria è sicuramente tridimensionale ma studiarlo in direzione perpendicolare al bordo d’attacco non è corretto, basta considerare che un filetto fluido si troverebbe sicuramente ad attraversare trasversalmente un profilo perpendicolare al bordo d’attacco invece che disporsi preferenzialmente lungo il piano su cui si trova il profilo stesso, specie se l’ala è a forte freccia.

C'è poi da considerare che ad alta velocità le onde d'urto mica si dispongono parallelamente al bordo d’attacco alare e quindi la componente di velocità normale ad esso non è necessariamente normale alle onde d’urto, attraversando le quali i flusso d’aria cambia anche di direzione.

Queste sono questioni di studio tridimensionale, in condizioni soniche, esulano dalla mia domanda, vengono dopo semmai; prima chiariamo il 2D

 

Grazie anticipatamente per ogni risposta

[L'Ala a Freccia]

Ho una domanda: nell'ala a freccia la distribuzione dei profili continua ad essere parallela alla fusoliera o si inclina rimanendo perpendicolare al bordo d'attacco ?

 

La risposta data è stata:

Il profilo alare è per definizione la sezione di un'ala secondo un piano verticale e parallelo alla mezzeria, quindi lo si considera sempre lungo la fusoliera.

 

Parliamo di un problema di progetto, cioè di disegno di un ala e conoscenza delle sue prestazioni.

Per far in modo che il profilo che si vuole estendere fino ad apertura finita, generando l'ala, veda effettivamente una velocità inferiore grazia alla freccia, è necessario che il profilo sia messo normale al bordo d'attacco, altrimenti se posto // alla fusoliera, esso vedrà la velocità intera.

In questo caso, le prestazioni del profilo (studio bidimensionale) da inserire nell'ala, dovranno essere valutate avendo di fronte una velocità a monte non ridotta dalla freccia.

Solo se il profilo è posto normale al bordo d'attacco, sarà corretto studiare il profilo (studio bidimensionale) fornendo a monte il Mach ridotto dalla freccia.

E' corretto?

Ricordo che, lo studio del profilo (ala di allungamento infinito) è bidimensionale, mentre lo studio dell'ala è tridimensionale.