Ali calde o fredde?
 

Un quesito per i fisici del forum:

Credo sia assodato che l'aria crea un attrito sulla struttura degli aerei in volo, e questo attrito produce calore.

Dopo l'atterraggio tuttavia le ali (le ali maggiormente, ma comunque tutta la struttura) non sono tanto più calde dell'aria circostante, anzi direi decisamente più fredde.

Mi spiegate quale spiegazione fisica c'è dietro a questo fenomeno?

Quant'è la temperatura dell'aria in quota?
Quant'è la temperatura dell'aria a terra una volta atterrati?
A che velocità vola l'aereo?
Quanto tempo passa l'aereo alla velocità, quota e temperatura di crociera?
Quanto tempo passa tra l'abbandono della quota, velocità e temperatura dell'aria di crociera e l'inizio della discesa prima e del termine dell'atterraggio (anzi quando proprio magari l'aereo arriva davanti alla proboscide se è di linea) poi?
Quant'è la massa dell'aereo da raffreddare (o riscaldare) e la sua inerzia termica?
Quant'è il coefficiente di scambio/efficienza termica per convezione tra aria e aereo?

Perchè anche quando magari mi pianto in autostrada a non meno di 120-130 km/h di velocità (i più "temerari" anche di più) con la macchina magari per svariate decine se non centinaia di chilometri e poi "improvvisamente" imbrocco il primo autogrill (o perchè mi scappa, o perchè mi sono stufato, o perchè perchè perchè...) una volta fermato, se tocco la carrozzeria, a meno che non sia estate con 40° C all'ombra, non la sento calda?

Perchè se tiro fuori un cubetto di ghiaccio dal frigo, anche se ho sempre 40° C all'ombra, questo non liquefa all'istante? (Eppure le condizioni/coordinate termodinamiche direbbero che la fase stabile in quel momento sarebbe quella liquida...)

Perchè, ad esempio, l'SR-71, che volava veramente forte, invece si scaldava eccome?

Ma sei davvero un pilota ?:unsure:

..no non te lo spiego!
Ti consiglio di iscriverti alla facoltà di ingegneria Aerospaziale, di seguire i corsi, di studiare e di superare gli esami...così troverai le risposte a queste tue curiosità.
Ciao

orca ma che cattivi che siete.
Cosa vi ha morso?

Comunque: l'aereo in atterraggio è più freddo perchè si avvicina l'ora dell'aperitivo.

"Mi dia un Martini caldo per favore" non si è mai sentito.

eddaiiii! ...se a me chiedono perchè in un bilancio l' "Attivo" deve essere uguale al "Passivo", non gli rispondo di iscriverti alla facoltà di Economia e Commercio, di seguire i corsi, di studiare e di superare gli esami...così troverai le risposte a queste tue curiosità, Ciao. :lol::lol:

Vabbè, questa è facile, era nero. -_-

Sospetto invece che fosse nero per l'esatto contrario.
Per farlo scaldar di meno.

mai sostenuto, Sono un fenomeno, come tanti qui sul forum. :unsure:

Grande, queste sono le risposte da dare.
Vai di là a discutere di Bernoulli, meglio.

Lasciali fare, gente di poco spirito.
A proposito di spirito, ottima spiegazione :lol:

Interessante
Questa sarebbe da approfondire, se i colti non avessero troppo la puzza sotto al naso per partecipare a discussioni troppo plebee.

Se e9 per quello l'SR71 oltre a scaldarsi si allungava anche........:rolleyes:

......ma viaggiando a piu' di mach 3 qualche ragione poteva averla......:rolleyes::rolleyes:

Contesto....il Valkirye era bianco ma scaldava lo stesso e ogni tanto il dorso diventava nero perche la vernice bianca bruciava dal grande calore........

:azz:..a gia'....anche quello andava a mach 3......:rolleyes:

Perché il ferro e' piu' freddo del legno se lo tocco, anche se hanno la stessa temperatura?

Forse che in un aereo sia piu' fredda la parte superiore dell'ala, rispetto a quella inferiore, di notte?

Non ho capito.
Il concorde sponsorizzato non è stato riverniciato di bianco proprio per l'eccessivo calore che la livrea comportava?

Le ali di un aliante modello.
Se riesce a volare forte quando atterri sono al tatto sensibilmente gelate.
Più sei andato forte e più son fredde.
Il fenomeno è più evidente nelle ali tutte in fibra che avendo una pelle sottile presentano inerzia termica minore di quelle in Poly rivestite.
Una volta mi capito prendendo da terra il modello appena sceso di sentire strano sotto la mano. C'era una striscia di brina formatasi in volo sul dorso e compresa fra il 20 ed il 40 % circa della corda.
Quella volta pensai a bernoulli. E ad un mix di temperatura ed umidità dell'aria favorevoli alla condensazione prima ed al ghiaccio poi.
Ma non saprei spiegarlo con competenza. Solo pensieri e supposizioni. (Era una bella giornata fredda ma di sole)

Il legno è un isolante termico, quando lo tocchi con la mano, semplicemente, essendo cattivo conduttore termico, sottrae poco calore dal tuo corpo, pertanto lo senti "caldo".
Il metallo è un buon conduttore termico, quando lo tocchi sottrae più calore dal tuo corpo rispetto al legno, perciò lo senti "freddo".

Faccio ammenda. Sembra che più che altro la vernice del SR-71 era nera perchè aveva caratteristiche radar-assorbenti.

Però mi rimane il dubbio delle mattonelle, nere, sulla pancia dello shuttle.

La butto lì: forse perché il materiale di vui sono fatte è essenzialmente nero? Oltretutto, fotografate da vicino non sembrano di un nero compatto e uniforme.

Quanto al resto, e cioè al fatto che le ali in regime super ed ipersonico scaldino parecchio mentre in regime subsonico restano fredde, faccio una domanda io: esiste a quei regimi lo strato limite?

in teoria
come nella pratica.
l'ala fa effetto venturi e giocoforza sia sul ventre che sul dorso, per passare nell'aria, con il suo body, ne accelera le particelle diminuendo (non si sa di quanto.... vedi bernulli si/no) la pressione.
a livelli di velocità subsoniche credo che l'abbassamento di pressione si accompagni ad un abbassamento della temperatura.
classico esempio: ghiaccio al carburatore.

Il nero agevola lo scambio di calore per irraggiamento.
Se un corpo freddo si deve scaldare (scambiatore di calore per impianto solare termico) o si deve raffreddare (radiatore in alluminio per componenti elettronici) se e' nero e' piu' efficiente alla componente di calore scambiato per irraggiamento, cioe' lavora meglio.
Un auto lasciata al sole d'estate e' invece preferibile sia bianca.

Quindi il concetto base non e' che un corpo nero si scalda di piu' in generale di uno bianco, ma scambia piu' calore per irraggiamento.

Non è che per caso con l'aumentare della velocità aumenta anche l'attrito per cui, a data velocità relativa, il riscaldamento dovuto allo sfregamento delle particelle dell'aria supera il raffreddamento dovuto allo scambio di calore?
E l'aereo si scalda...
E vola lo stesso finchè non fonde...

•The faster that the airplane goes, the more friction there is as the air flows over the wing. This heats up the air close to the wing and makes it take longer for the fuel to freeze (see previous point). The temperature at the wing is known as TAT:
•For example, at an actual temperature of -56.5 C (SAT) and Mach 0.72 the TAT is -34 C, but at Mach 0.80 the TAT is -29 C.

Dato che il gradiente termico verticale standar è
di 6.5 gradi ogni 1000 metri di quota è abbastanza probabile volare in ambiente piuttosto fresco..........:rolleyes:

Al mese di luglio.....con 34 gradi a terra mi sono trovato a 12500ft con 5 gradi sotto zero.......:rolleyes

L'SR71, essendo trisonico si arroventa proprio per aver superato il muro del calore.........ma suppongo che Mach tutte queste cose le sappia molto bene.....:rolleyes::D:P

Lui e' pilota, ma vola con i finestrini chiusi perche' soffre di sinusite.

:icon_rofl:icon_rofl:icon_rofl

..........con certi mezzi è bello tenerli aperti..... (T6)........ma non bisogna essere così cagionevoli di salute:rolleyes::D:P

Esatto, eppoi il riscaldamento é rotto

Bella domanda.
Nella mia testolina esiste un mondo subsonico in cui le molecole si scansano, come un auto che passa lentamente tra la folla, mentre nel supersonico, le molecole cozzano tutte contro la superficie, come la stessa auto tra la folla, ma a palla :icon_rofl

Per favore, questa immagine dentro la mia testolina funziona, non distruggetemela con teorie più corrette

Ho un dubbio anche io?
Se a regime supersonico e ipersonico non esistesse più lo strato limite, improvvisamente sparirebbe la resistenza parassita? Rimanendo solo quella d'onda?
Ma sopratutto, se non c'è più strato limite, chi o cosa dice all'aria che percorso deve assumere "nell'aggirare" il corpo?

Quanto alle mattonelle dello shuttle, buona anche la tua spiegazione, ma anche quella che è stata data sulla "radiazione di corpo nero" (quest'ultima era poi quella che "maieuticamente" avevo pensato all'inzio pensando al Blackbird, salvo poi documentarmi e scoprire che la vernice nera era principalmente per motivi "steath")

Il buon vecchio Depron sosteneva che dopo l'onda d'urto c'era il vuoto e tu ti preoccupi dello strato limite ?.:icon_rofl

Se ben ricordo il flusso a valle dell'onda d'urto è subsonico quindi lo strato limite c'è senz'altro.

E io direi che c'è anche prima magari, azzardo, pure laminare per un po'.

Esatto, anche io non credo che sia possibile eliminare lo strato limite, cosa sta a contatto con le superfici?

A me piace pensare alla famosa molecola di aria ferma attaccata alla superficie che frena via via le altre sopra di sé.