Come funzionano gli aeroplani

Avendo coperto la fisica di base del volo e i modi in cui un aeroplano la usa per volare, il prossimo passo ovvio è considerare la navigazione. Come fa un aeroplano a girare in aria? Come fa a salire ad un’altitudine più alta o a tornare in picchiata verso il suolo?

Prima di tutto, consideriamo l’angolo di attacco, l’angolo che un’ala (o un profilo aereo) presenta all’aria in arrivo. Maggiore è l’angolo di attacco, maggiore è la portanza. Più piccolo è l’angolo, minore è la portanza. È interessante notare che per un aeroplano è più facile salire che viaggiare ad un’altitudine fissa. Un’ala tipica deve presentare un angolo di attacco negativo (inclinato in avanti) per ottenere una portanza zero. Questo posizionamento dell’ala genera anche una maggiore resistenza, che richiede una maggiore spinta.

In generale, le ali della maggior parte degli aerei sono progettate per fornire una quantità appropriata di portanza (insieme a una resistenza minima) mentre l’aereo sta operando nella sua modalità di crociera. Tuttavia, quando questi aerei decollano o atterrano, la loro velocità può essere ridotta a meno di 200 miglia all’ora (322 chilometri all’ora). Questo drammatico cambiamento nelle condizioni di lavoro dell’ala significa che una diversa forma del profilo alare sarebbe probabilmente più adatta all’aereo. Le forme del profilo variano a seconda del velivolo, ma i piloti alterano ulteriormente la forma del profilo in tempo reale tramite flap e slat.

Durante il decollo e l’atterraggio, i flap (sul retro dell’ala) si estendono verso il basso dal bordo di uscita delle ali. Questo altera effettivamente la forma dell’ala, permettendole di deviare più aria, e quindi di creare più portanza. L’alterazione aumenta anche la resistenza, che aiuta un aereo in fase di atterraggio a rallentare (ma richiede più spinta durante il decollo).

Gli slats svolgono la stessa funzione dei flap (cioè, alterano temporaneamente la forma dell’ala per aumentare la portanza), ma sono attaccati alla parte anteriore dell’ala invece che a quella posteriore. I piloti li dispiegano anche durante il decollo e l’atterraggio.

I piloti devono fare di più che guidare un aereo durante il decollo e l’atterraggio. Devono guidarlo attraverso i cieli, e i profili alari e i loro flap possono aiutare anche in questo.