Meccanica delle ali volanti e degli aeroplani di carta:
 

Salve a tutti! Vi ringrazio per l'iscrizione a questo forum e per il servizio offerto.
Sono uno studente di ingegneria aerospaziale, oltre che appassionato di modellistica ovviamente. A breve dovrò sostenere un esame di aerodinamica ed un altro di meccanica del volo. In questi giorni sto cominciando a studiare le basi del volo, quindi lo studio delle correnti d'aria, della forza aerodinamica, suddivisa in portanza e resistenza, la prima che compensa la gravità, la seconda compensata dalla spinta dei motori. Ora, capisco che questo non è probabilmente un forum il cui scopo è quello di dare un aiuto a studenti in difficoltà con queste materie ed infatti non voglio assumere quei toni. La mia è più che altro una curiosità che volevo soddisfare riguardo ad un argomento: ho appena studiato che negli aerei più convenzionali, come quelli di linea, portanza e gravità sono due forze uguali ed opposte che però non giacciono sulla stessa retta: la prima si genera sull'ala, la seconda agisce sul baricentro dell'aereo. Essendoci della distanza, si genererebbe dunque un momento, ossia una rotazione attorno all'asse di beccheggio. Tale momento ha come braccio la distanza stessa tra le due forze. Per questo vengono inserite delle ali più piccole sul piano di coda orizzontale, per controbilanciare questo momento ed impedire all'aereo di cominciare a ruotare continuamente su se stesso. Ciò avviene generando un'altra portanza, che spesso ha il verso opposto di quella principale ed è perciò chiamata deportanza. Il dubbio che mi è venuto riguarda gli aerei tuttala ed in particolare gli aeroplanini di carta. Soprattutto su questi ultimi il professore fece un approfondimento apposta, che però non ricordo chiaramente. Su questi aerei, dove si genera la deportanza, essendo appunto l'ala unica? Approfondendo su internet, ho capito che nei veri aerei vengono usati strumenti come gli elevoni a tale scopo. Ma su un normale aeroplanino di carta, qual è quella parte di carta che stabilizza il tutto? Inoltre, come mai se tento di far volare un aeroplano di carta al contrario, cioè con l'apertura alare davanti, non intendo rovesciandoli, questi ruotano su sè stessi e cadono? Spero di non essere stato troppo pesante con tutte queste domande, ma ho voluto comunque discostarmi dai calcoli matematici per rendere la questione più simile ad una chiacchierata che ad una lezione. Era un semplice desiderio di approfondire la cosa, appunto per capirla quanto meglio possibile, non limitandomi ad imparare tutto a memoria. Grazie mille dell'attenzione! Attendo una risposta!

Buongiorno e benvenuto.
L'ala produce portanza che è una forza, ma anche momento. Se lasci cadere una tavoletta di balsa, la vedrai cadere ruotando lungo il suo asse e la traiettoria non sarà verticale ma inclinata.
Quanto momento produce un profilo (il coefficiente di momento) è funzione di varie cose tra cui la sua forma e può essere modificato con le appendici mobili come flap e slat. Mentre i normali profili producono tipicamente momento negativo, c'è una famiglia di profili, i "reflex" o autostabili appunto, che producono momento positivo e per questo vengono impiegati sui tutt'ala.

Le "ali di controllo" come i timoni di profondità possono essere anche montati in modo da non produrre portanza durante il volo livellato, calettando a 0 gradi di incidenza dei piani con profilo biconvesso simmetrico. Così facendo il contributo dei piani in termini di forza non cambia con la velocità. E' normalmente la soluzione scelta negli alianti e degli acrobatici, i primi per ridurre la resistenza, i secondi per avere un comportamento più neutro rispetto all'assetto.

Queste immagini riprese dal libro di Loris Kanneworf " Progettiamo gli aeromodelli " purtroppo reperibile con grandi difficoltà, dovrebbero chiarirti come stanno le cose.
Per quanto riguarda i modellini di carta che non possono essere lanciati al contrario è essenzialmente una questione di posizione del CG.
E poi, lanciati al contrario, non possono essere caricati col soffio sulla punta dato che questa è dalla parte opposta. :icon_rofl:icon_rofl:rolleyes::rolleyes:

https://i.postimg.cc/pdvTWwpg/IMG-20191222-0003.jpg

https://i.postimg.cc/Y9jdhyPx/IMG-20191222-0002.jpg

https://i.postimg.cc/qqyXKfx2/IMG-20191222-0001.jpg

https://i.postimg.cc/7LXxxfv2/IMG-20191222-0004.jpg

Il piano di coda neutro, ancora riportato su un sacco di testi aeromodellistici e non, è IMHO una condizione praticamente irrealizzabile e, direi, neanche auspicabile.

Come detto da alcuni un qualsiasi profilo che non sia simmetrico genera comunque un momento, che deve essere equilibrato.
La cosa potrebbe, forse, funzionare nel caso di profili biconvessi simmetrici ma, anche qui, ho il sospetto che portanza, resistenza, forza peso e trazione eventuale non siano mai comunque applicate rispetto allo stesso punto di origine, quindi un qualche leggero momento da contrastare deve nascere anche qui.

Sono autore di un sito amatoriale inerente diversi argomenti, compresa l'aerodinamica, ma alcune mie pagine Web potrebbero non farti superare l'esame di aerodinamica. Comunque, a tuo rischio e pericolo, ti rimando al sito:
www.pseudospecie.it/aeromodellismo.htm (15 pagine Web, di cui 9 sui tuttala).

Per ottenere la deportanza equilibratrice dei tuttala, oltre ai profili reflex, si possono rendere reflex soltanto le estremità alari, e meglio farle a freccia positiva, intendendo per reflex una svergolatura delle estremità ad incidenza negativa.
Io distinguo anche tra svergolamento anteriore, a partire dal bordo d'entrata, e posteriore, a partire dal bordo d'uscita, ma non tutti sono d'accordo sulla linea di partenza...

Gli elevoni dei tuttala sono organi di comando posteriori, normalmente non servono per ottenere la stabilità, quanto piuttosto per variare l'assetto, producendo instabilità momentanea. Tuttavia, se il tuttala risultasse instabile, gli elevoni potrebbero servire per compensare in parte l'instabilità, che è comunque da eliminare di progetto, nei diversi modi citati.

Un tuttala non può volare all'indietro, ma si può sognare di farlo, ritagliando alcuni miei tuttalini di cartoncino, a patto di spostare dal muso alla coda la loro clip di plastica di contrappeso: www.pseudospecie.it/freccia_inversa.htm

Se intendi per aerei di carta quelli tipo dardo a freccia molto elevata e piccola apertura alare, senza coda, in questi aerei il volo non è tanto planato,
quanto piuttosto principalmente balistico: importa solo che il baricentro sia sempre anteriore al centro di pressione alare, tramite il cosidetto margine statico.
Poi anche la forte freccia, un'elevata forza di lancio manuale e l'aeroelasticità della carta possono influire nel volo.

Un'interessante variante del dardo è invece quella di un canard di carta, che sembra un dardo, ma col suddetto dardo ha poco da spartire: non va lanciato forte, ma semplicemente va fatto planare lentamente.
Per fare tale dardo canard di carta: www.pseudospecie.it/canardcarta.htm

Buon Natale
Flavio

[QUOTE=Ehstìkatzi;5173736]Queste immagini riprese dal libro di Loris Kanneworf " Progettiamo gli aeromodelli " purtroppo reperibile con grandi difficoltà, dovrebbero chiarirti come stanno le cose.
CUT

Basta chiedere, fu pubblicato un link per scaricare il pdf :fiu:

Saluti

Un grazie mille c'è già, ma di solito si ringrazia per l'attenzione anche dopo averla ricevuta.
Attendiamo una risposta.:rolleyes:

[QUOTE=pikemax;5174536]Non devo fare nessun esame io, ma mi interessa il link :D

[QUOTE=enige93;5194109]Bastava cercare link Kanneworff.
Giacchè hai voglia leggiti anche questo
Ciao...Dove Voli? o meglio volerai?
@ Grande Capo "fa il male e pensa fa il bene e scorda" senza aspettarti ringraziamenti:fiu:

[QUOTE=favonio;5194129]Ciao e grazie :)
Non mi sono posto ancora il problema visto che non sussiste, quindi non ho alcuna idea a riguardo. :rolleyes:
Ma ho ripreso un po' a sbirciare nei vari post del forum, cercando di capirne qualcosa, farmene un idea e procedere per il primo step, acquistandone o magari assemblandone uno :D