[frank]

Siamo finalmente ad un passo dal calcolo della polare del modello completo. La polare viene calcolata in base a un insieme di condizioni al contorno: possiamo scegliere se considerare fissa la velocità all'aria, la portanza generata o l'angolo di incidenza. Dal momento che stiamo studiando il comportamento di un aliante in planata, che genera una portanza tale da equilibrare sempre la forza peso, il nostro interesse si rivolgerà sul secondo tipo di condizioni al contorno. Prima di iniziare il calcolo bisogna informare XFLR5 di questa nostra scelta: dal menù "Polars" scegliamo "Define a Polar Analysis" e ci ritoveremo davanti la finestra che ho riportato nella prima figura; da qui indichiamo il tipo di analisi ("Type 2"), il peso del modello in esame (il mio blade pesa 1450g) e la posizione del centro di gravità desiderato ("Moment ref. location" nella finestra, per il mio blade 79 mm dal bordo d'entrata alla radice, che XFLR5 assume come origine degli assi). Notiamo che il metodo di analisi è necessariamente VLM (il metodo LLT non è applicabile se c'è anche una coda), assicuriamoci che che il tipo di analisi richiesta sia "Viscous" e scegliamo una delle varianti del metodo ("Classic" o "Quads", danno risultati comunque molto simili). A questo punto diamo OK e siamo pronti per iniziare l'analisi: nel pannello a destra della finestra indichiamo che vogliamo analizzare una sequenza (casella "Sequence" selezionata) di angoli di incidenza, per esempio da -2° a 7° a passi di 0,25°, selezioniamo le opzioni "Store OpPoints" e "Store points outside the polar mesh". Infine, diamo il via al calcolo con il bottone "Analyze". Si aprirà una finestra che mostrerà lo svolgersi delle operazioni, ed eventualmente un messaggio finale che ci avvisa che alcuni dei punti di lavoro cadono al di fuori dell'insieme di polari inizialmente calcolato. Vedremo più avanti quale sia il significato di questi messaggi, ma per ora passiamo subito a dare un'occhiata ai risultati del calcolo. Selezionando "3D" dal menù "View" potremo ora vedere in una rappresentazione a colori la distribuzione del coefficiente di pressione locale sulle superfici portanti, e variando l'angolo di incidenza potremo osservare come la distribuzione si modifica. E' coreografico, ma di non immediata interpretazione, anche perché sul grafico sono sovrapposti anche i vettori della portanza, quelli della resistenza, dell'angolo di svio. Ci sono altre rappresentazioni altrettanto interessanti anche se meno belle: proviamo a selezionare "Polars" dal menù "View", quindi facciamo click con il tasto destro sul grafico che sarà comparso e selezioniamo dal menù pop-up "Graph > Variables". Si aprirà una finestra in cui potremo selezionare quale variabile mettere in ascissa e quale in ordinata: proviamo per esempio a mettere sull'asse Y la velocità verticale (Vz) e sull'asse X la velocità orizzontale (X); diamo OK e immediatamente otteniamo il grafico della polare di velocità del modello! Questo grafico ci dice come sono legate tra loro la velocità all'aria e la velocità di caduta, e ci spiega che il Blade 1.9 potrebbe teoricamente scendere a soli 40 cm/s volando a circa 10 m/s (il che non è probabilmente l'uso tipico di un Blade).
Possiamo ottenere un altro grafico molto interessante se mettiamo sull'asse verticale il rapporto di planata ("Glide Ratio Cl/Cd"): otteniamo allora l'andamento della efficienza di planata in rapporto alla velocità all'aria, da cui vediamo che il Blade potrebbe teoricamente planare con una efficienza pari a oltre 25 volando a circa 11 m/s. Ma "a quanto va" il Blade? Per farcene un'idea chiediamo a XFLR5 di disegnare un grafico mettendo in X la velocità orizzontale Vx e in Y il coefficiente di momento di beccheggio ("Pitching moment coefficient"): la velocità di trim è quella per cui il Cm è pari a zero, perché una velocità superiore farebbe cabrare il modello producendo un rallentamento, e una velocità inferiore lo farebbe picchiare ottenendo una accelerazione (l'andamento di questo grafico ci dice anche che la posizione del CG da noi scelta produce una configurazione STABILE). Quindi il Blade 1.9 con diedro longitudinale pari a 1°, con gli spatolini di coda trimmati al neutro e il CG a 79 mm dal bordo d'entrata alla radice, raggiunge la sua velocità di trim a poco più di 19 m/s. Incrociando questo risultato con gli altri già ottenuti scopriamo che in queste condizioni il modello plana con una efficienza di circa 19 e una velocità di caduta di circa 1,1 m/s. Il modello, insomma, si comporta come un "corridore" e non come un "termicatore", il che è più o meno quanto già sapevamo.