La curiosità di sapere come fa a volare un aereo
E’ uno dei mezzi di trasporto più utilizzati al mondo, ma molte persone si chiedono ancora come fa a volare un aereo. In questo articolo, esploreremo i principi fondamentali del volo degli aeroplani e cercheremo di spiegare come funziona esattamente questo miracolo della tecnologia moderna.
Introduzione
Il rombo di motori fa alzare gli occhi al cielo e ammirare una delle più grandi scoperte tecnologiche: l’aereo. Molti si chiedono: come fa a volare un aereo, attraverso quale principio esso sta in aria?
Innanzitutto, l’aerodinamica è fondamentale per capire come fa a volare un aereo. La forza che solleva l’aereo in aria si chiama portanza e si ottiene grazie alla forma delle ali, che è progettata per creare una differenza di pressione tra la parte superiore e inferiore dell’ala. L’aria che scorre sopra l’ala deve percorrere una distanza maggiore rispetto all’aria che scorre sotto l’ala, generando una pressione inferiore sopra l’ala e una pressione superiore sotto di essa. Questa differenza di pressione crea la forza di sollevamento che consente all’aereo di volare.
Ma come si crea questa differenza di pressione?
Dipende principalmente dalla velocità dell’aereo e dalla forma dell’ala. L’ala di un aeroplano ha una curvatura superiore e una curvatura inferiore, che possono essere viste come due superfici inclinate. Quando l’aereo si muove attraverso l’aria, l’aria si sposta sopra e sotto l’ala. La curvatura dell’ala fa sì che l’aria che scorre sopra l’ala debba percorrere una distanza maggiore e quindi aumenti la velocità, mentre l’aria che scorre sotto l’ala diminuisce la velocità. Questa differenza di velocità dell’aria crea una differenza di pressione, che a sua volta crea la forza di sollevamento.
L'equilibrio di un aereo
Questa condizione, per un principio della fisica, fa sì che sulla parte superiore dell’ala, che chiamiamo dorso, la pressione dell’aria sia minore di quella inferiore detta ventre. La forza risultante crea pertanto un “effetto risucchio”, verso l’alto che, superata l’intensità della forza di gravità, permette all’aereo di sostenersi in volo.
In pratica un aereo in volo è come una bilancia in equilibrio, con una forza detto “peso” che lo chiama a terra, mentre per contrasto e sostentazione occorre che l’ala sviluppi una forza aerodinamica ascendente, appunto la “portanza”.
Comandi di volo
Infine, c’è il controllo dell’aereo. Gli aerei sono dotati di alettoni, elevatori (o timoni di profondità) e timoni di direzione che permettono di controllare l’angolo di inclinazione dell’ala, la velocità e la direzione dell’aereo. Questi controlli vengono utilizzati per far virare l’aereo, cambiarne l’altitudine e la velocità.
La portanza, che entra in gioco in ogni momento del volo, dipende dalla velocità rispetto all’aria impressa dai motori e dalla configurazione dell’ala stessa. In particolare dalla sua superficie e dall’inclinazione, che vengono modificate attraverso il movimento di elementi mobili, come flap o ipersostentatori che si trovano nelle estremità posteriori chiamato bordo di uscita e slat nelle estremità anteriori detto bordo d’attacco.
Flusso d'aria sul profilo alare
Mantenendo la velocità costante, se si incrementa la curvatura dell’ala, aumenta la portanza.
Infatti, se la velocità si riduce di molto, la spinta dal basso diventa insufficiente e l’aereo finisce per scendere di quota. Ad una certa velocità minima di sostentamento relativa ad ogni velivolo, se l’angolo di incidenza dell’ala diventa troppo elevato ne consegue che il flusso dell’aria sopra l’ala si interrompe e staccandosi dalla superficie dell’ala stessa crea l’effetto dello stallo.
Ecco la necessità di questa forza, la portanza, che permette agli aerei di staccarsi da terra.
La portanza, in definitiva, è la forza che fa sì che gli aerei volino, ed è la spinta, perpendicolare alla direzione del moto dell’aeroplano, prodotta dal flusso dell’aria intorno all’ala.
Nell’immagine vediamo, infatti, che l’aria incontra il profilo alare dell’aereo che avanza e si divide per scorrere in parte sopra ed in parte sotto l’ala. La spiegazione di come gli aerei volano sta proprio qui.
Conclusione
In sintesi, l’aereo riesce a volare grazie alla combinazione di portanza, spinta e controllo. La forma dell’ala e la velocità dell’aereo generano una differenza di pressione che crea la forza di sollevamento, mentre i motori forniscono la spinta necessaria per contrastare la resistenza dell’aria. I controlli dell’aereo permettono di dirigere il movimento dell’aereo.
Dagli inizi dei primi voli ad oggi, questo principio della fisica è stato applicato su ogni velivolo così da renderli nel tempo sempre più migliorativi, innovativi e performanti.
A conclusione della piccola e modesta spiegazione fin qui trattata, non possiamo dimenticare di menzionare le altre parti fondamentali di un aeroplano: gli alettoni, il piano e l’equilibratore di coda, la deriva ed il timone di coda. Questi concorrono alla giusta condotta dell’aereo nelle varie fasi di volo da parte dei piloti.
Di queste ed altro avremo occasione di approfondire, sperando al momento di aver suscitato e appagato un po’ la curiosità su come fa a volare un aereo, questo mezzo straordinario che l’uomo è riuscito a realizzare.
