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Volo in formazione a V di anatre e pennuti

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Colgo con piacere (:wip41: ) l'invito di Captor ad aprire un nuovo topic sull'argomento. :rotfl:

Se n'era parlato già in QUESTA discussione, ma sicuramente un po' OT...

Copio e incollo dalla discussione citata...

 

Vedo che il volo a V dei pennuti interessa parecchio...e manda un po' in confusione...

Perdonatemi quindi se vado OT... ma forse aiuta a completare il discorso che si sta facendo qui...

 

Prendendo spunto da quanto detto da Captor forse è il caso di spiegare perché il volo a V è così controverso e tale da non poter dire con facilità chi guadagna e chi perde nella formazione...

 

Beh, siccome i pennuti effettivamente di volo ne sanno più di noi, è appurato che sono capaci di volare a V in modo che tutti i membri ( ... ) della formazione ne abbiano dei vantaggi, anche se in misura diversa...

 

-Un primo vantaggio è di natura organizzativa: la disposizione a V consente ai vari membri ( ... ) dello stormo di vedersi facilmente, mantenendo la formazione ed evitando che qualcuno si perda o non mantenga il passo degli altri.

Questa è poi la ragione per cui volano in formazione anche gli aerei...

 

-Il secondo vantaggio è di natura aerodinamica ed è proprio dei pennuti, perché agli aerei e all'uomo è preclusa al momento la sensibilità e la capacità dei pennuti di trarre vantaggi di questo tipo senza rischiare di beccarsi solo gli svantaggi (il downwash e le turbolenze).

 

Quando in effetti un pennuto (perdonatemi se non dico "uccello" ma suona male... ) o un aereo volano, perturbano l'aria nell'intorno.

Alle estremità alari si creano dei vortici, mentre l'aria viene spinta in basso dietro l'ala (downwash) e viene deflessa verso l'alto davanti (upwash).

I vortici non sono necessariamente negativi per chi sta dietro, perché stando alla opportuna distanza (dietro e di lato) è possibile evitare perniciose turbolenze e beneficiare di un flusso verso l'alto (upwash)...Questo beneficio è massimo per chi sta più indietro mentre è nullo per chi sta in testa alla V!!!

 

trailing-vortex.jpg

 

L'upwash davanti all'ala (non quello dei vortici quindi) avvantaggia invece chi sta davanti e quindi chi ha un compagno dietro che induce un flusso verso l'alto...

Il primo ha i due compagni che gli stanno a destra e a sinistra mentre gli ultimi dietro non hanno nessuno e quindi non hanno benefici da questo upwash, ma solo dai vortici...

 

Alla fine della fiera qual è la posizione migliore nella formazione a V?

Ma quelle intermedie ovviamente anche se tutti ne traggono vantaggi!!

 

Ecco quindi che i pennuti si daranno il cambio ricoprendo a turno le 3 posizioni più sfigate (quella di testa e le ultime)!

 

Qui è spiegato tutto, con tanto di grafici e disegni...

 

http://www.aerospaceweb.org/question/nature/q0237.shtml

 

Per completare, quando un corpo si muove in un fluido in effetti deve vincere una resistenza che può essere data da diversi contributi:

 

-Una resistenza parassita (in cui si può includere la resistenza di forma e quella d'attrito)

-Una resistenza d'onda (che nasce a velocità transoniche e supersoniche ed è lagata alle onde d'urto - e che non riguarda i pennuti :lol: )

-Una resistenza indotta (indotta cioè dalla portanza e la cui manifestazione più evidente sono i vortici d'estremità).

 

Il volo a V nei pennuti è rivolto soprattutto a ridurre la resistenza indotta, cosa nella quale noi abbiamo solo da imparare da loro...

 

Come si sa la resistenza è pari a:

 

R = 1/2 r V^2 S CD

 

r = densità dell'aria

V = velocità

S = superficie alare

CD = coefficiente di resistenza

 

Si nota come la resistenza dipenda dal quadrato della velocità (da cui si capisce perchè andare più veloci è spesso costoso in termini di resistenza)

La resistenza dipende poi anche dal coefficiente di resistenza CD che però non è costante ed è dato dalla somma di diversi contributi.

Il contributo reletivo alla resistenza indotta è:

 

CDi= CL^2/(3.14 * l)

 

con l= allungamento alare

 

Essendo CL il coefficiente di portanza, vien da se che tanto maggiore è il coefficiente di portanza tanto maggiore sarà il coefficiente di resistenza indotta.

Il contributo della resistenza indotta si fa sentire quindi maggiormente alle basse velocita' (dove Cl è elevato).

 

La cooperazione degli uccelli migratori è in effetti rivolta a ridurre l'angolo di incidenza al quale ciascuno deve volare, e ciò viene fatto sfruttando la corrente verso l'alto prodotta dai compagni.

In questo modo ogni pennuto ridurrà la sua resistenza indotta e di conseguenza dovrà fare meno fatica per sbattere le ali e generare così la forza propulsiva che lo spinge in avanti.

 

Altre forme di cooperazione per ridurre la resistenza sono invece sfruttate dall'uomo, come quella citata da Captor.

Tocca a lui però parlare di ciclisti e di scia nelle macchine di formula uno... :sm::rotfl:

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La NASA ci ha studiato sopra con un paio di F18 ed ha verificato che si ha una diminuzione dei consumi per l'aereo che segue quello di testa.

 

Si pensa di utilizzare questa pratica nei voli di trasferimento o in formazioni di aerei da trasporto.

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Scusate la mia ingnoranza ma cosa sarebbero di preciso e come di formano questoi vortici di downwash e upwash??

Il nostro proff di aerotecnica ha provato a spiegarci ma non sono riuscito a capire molto..... :helpsmile:

 

grazie anticipatamente!!

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Vorrei quotare Captor con un piccolo esempio:

 

Ricordate il Tupolev Tu-144?

 

Bene,aveva un paio di alette canard per le manovre a bassa quota,ed infatti possedeva una corsa di decollo inferiore a quella del Concorde (quindi un maggiore coefficiente di portanza, dato che la superficie alare era addirittura minore di quella dell'aereo anglo-francese).

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Scusate la mia ingnoranza ma cosa sarebbero di preciso e come di formano questoi vortici di downwash e upwash??

Il nostro proff di aerotecnica ha provato a spiegarci ma non sono riuscito a capire molto..... :helpsmile:

 

grazie anticipatamente!!

Detto in due parole, senza dover scrivere un trattato di aerodinamica? Sopra l'ala c'è bassa pressione e sotto l'ala c'è bassa pressione, perciò l'aria tende a muoversi trasversalmente rispetto all'ala stessa, visto che non c'è niente che lo possa impedire. Quello che si ottiene è un flusso d'aria laterale che si trasforma in un vortice.

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Interessante questa discussione!!!

 

cmq per rispondere a BlackNight in modo semplice e chiaro... il profilo di un ala intercetta un tubo di flusso e ne devia la traiettoria. Questo mi determina la portanza ovvero la "nascita" di una Vi che è normale alla traiettoria del tubo di flusso. In poche parole l'ala butta verso il basso l'aria che investe il profilo (DOWNWASH) .. questa aria per il principio di azione reazione determina la portanza dell'aereo. Ma comunque da qualche parte dovrà pure risalire. Dove risale quindi? ovviamente sulle estremità alari generando quindi il famoso UPWASH.

 

Per chi vola con gli alianti potrà capitare a volte che un uccello gli viaggi vicino alle estremità alari. Questo non avviene perchè il volatile si sente solo e ha bisogno di compagnia ma appunto per benificiare dell'UPWASH e quindi ridurre la sua resistenza indotta che è chiamata tale appunto perchè è indotta dalla portanza.

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