Meglio una superfice liscia a specchio o ruvida

[fox24mdm]

wwooowww state troppo avanti complimenti! provo a buttare là due cosine:
per il discorso della pallina da golf il problema li stà nella forma sferica, infatti la pallina in movimento dell'aria crea una depressione appunto sferica nella parte posteriore dove il fluido a contatto con la pallina rientra verso il centro creando dei rotori, una cosa molto simile a quella che succede subito dietro le creste dei pendii però nel caso della pallina in modo sferico questi rotori appunto roteando danno vita a della componenti di risucchio (maccheronicamente) che frenano il moto della pallina.
la soluzione di adottare dei piccoli fori semisferici sulla superficie fà si che la lambisce perda la sua energia all'interno di essi formando dei minuscoli vortici che però non aumentano di molto l'attrito globale, e inoltre impediscono o riducono il formarsi di questo risucchio della parte posteriore. la pallina và più lontano. con un disegno era motlo più facile scusati se non si capisce bene.
per la marmitta in molto spesso la finitura superficiale è legata ad aspetti di risonanza, come sapete in base a come le onde acustiche che sono cmq meccaniche impattano con le superfici reagiscono in modo differente a seconda della forma della superfice, poichè in base alla risonanza della marmitta si hanno performance differenti, la risonanza dipende anche dalla forma ovviamente però una finitura a specchio di perse probabilmente darebbe una frequenza più alta non redditizia diciamo.
per quanto riguarda lo strato limite ecc siete troppo preparati avete già detto più di quello che sò
per un'ala non ci sono le considerazione fatte in precedenza e per quanto riguarda le analogio con l'acqua come giustamente ha detto pipicup e avete ripetuto in molti la differenza la fà la desità.

[damgiu]

Per le superfici delle barche a vela, quando regatavo, era in uso carteggiare lo scafo per renderle ruvide. Una volta avevo fatto l'errore di lucidarla con una cera idrorepellente e la barca non andava più avanti, ho dovuto carteggiarla per avere la velocità precedente.

Anche per le barche di coppa america almeno una volta era così. Quando ho visto Azzurra IV esposta a Torino la parte immersa era tutt' altro che a specchio.

Su Stars and Strip di Dennis Conner avevano anche provato a rivestire lo scafo con una pellicola tipo pluriball per imitare le squame dei pesci e pare che avesse dato dei buoni risultati.

[DoC]

Originally posted by damgiu@17 novembre 2005, 08:42
Anche per le barche di coppa america almeno una volta era così. Quando ho visto Azzurra IV esposta a Torino la parte immersa era tutt' altro che a specchio.

Quoted post

Mi riferivo ad Azzurra I; farò la foto al pezzo di chiglia; comunque non parlo più non ne ho detta una giusta.... come al solito vado ad attingere dal mio fido braciere la cenere per cospargermi il capo....

[damgiu]

Originally posted by DoC@17 novembre 2005, 09:01
Mi riferivo ad Azzurra I; farò la foto al pezzo di chiglia; comunque non parlo più non ne ho detta una giusta.... come al solito vado ad attingere dal mio fido braciere la cenere per cospargermi il capo....

Quoted post

La tecnica di rendere rugosa la superficie alle barche di coppa america è nata al tempo di Azzurra IV mi pare, in precedenza è possibile che si usasse la avere la superficie a specchio.

[GianniMI]

Scusate, ma avevo tirato io il sasso e poi mi sono eclissato (però sono giustificato, passo più tempo in ospedale che a casa... e non sono nè medico nè infermiere )

Come avevo detto i limiti teorici e pratici sono molti. La pallina da golf è solo l'esempio più facile che mi è venuto in mente, ma poi avete dato altri che calzano perfettamente, anche se bisogna fare una bella differenza aria/acqua, data la viscosità dei fluidi e la grandezza delle particelle in gioco.

Quello che si "vede" lucido in realta "liscio" non lo sarà mai. Pensate che gli specchi degli osservatori spaziali vengono ultimamente fatti di mercurio che gira in senso antiorario per avere una superficie il più possibile liscia...

Tutte le superfici delle auto da corsa che hanno una rilevanza aereodinamica (alettoni, flap, nordler ecc.) sono "ruvidi" o addirittura microforati.

Anche lo scafo delle barche, dei sommergibili, dei siluri ecc. sono "ruvidi" ma qui è un'altra storia.

In realtà gli studi partono da molto lontano e sono dovuti all'osservazione della natura: uccelli, pesci e mammiferi marini non hanno certo superfici a specchio! Eppure sono imbattibili, nel loro campo, nell'efficenza di nuoto e volo.
La vera svolta c'è stata con la costruzione dell'SR71: la superficie a MACH2 e 3 si scaldava e si dilatava con il calore dovuto all'attrito. E' stato creato così un nuovo materiale sandwich ceramica titanio "poroso" che nel dilatarsi teneva la forma iniziale. "Ma così come lo ricopriamo alle basse velocià?" si dissero i tester... e poi con i primi voli si vede che l'aereo è più performante così che "liscio".

Le nuove costruzioni hanno poi imposto una superficie scabrosa, dato schiume e vernici antiradar, nuovi materiali, assenza di rivettature ecc.

I nuovi Boeing e Airbus hanno superfici che vengono trattate con "microimpuntura" per aumentare efficenza in crociera e risparmiare carburante. Ed il trattamento non è nè semplice, nè economico...

I nuotatori che si depilano (!!) poi si mettono costumi che copiano la pelle dei delfini e degli squali per penetratre l'acqua... Ali fatte sottovuoto e poi carteggiate... notate similitudini?

Rileggendo i vostri post ho vosto due begli esempi: i due specchi che se appoggiati uno sull'altro non scorrono (anzi, si incollano!!! chiedere ad un vetraio, che da borotalco o segatura sui vetri prima di spostarli) e soprattutto il più centrato è quello del cuscinetto di aria "calma" che si forma sulla superficie dell'ala e che fa scivolare i flussi...

Ma qui mi fermo. La teoria non va d'accordo con la "nostra" pratica. RICORDATEVI che NOI RAGIONIAMO IN SCALA!!!! ed il "ruvido" di qualche micron su di un caccia a mach 2 non può essere comparato con il "liscio" di un'ala da 2 metri che fa i 60Km/h?

Avete mai fatto volare un aliante DAVVERO in scala? Prese TUTTE le misure e rifatto pari pari 1/4 o 1/5? Io facevo così le barche da Amrica's Cup (mitron cup sul web per gli esempi) e vi assicuro che era il più grosso errore che si poteva fare...

Credo diventerà uno degli argomenti più lunghi del forum!

[fabio1963]

che bufera!

due annotazioni prive di scienza:

1) la pallina da golf viaggia sempre roteando e più rotea e più si alza in volo, se rotea lateralmente sono azzi. o sei un big che sa' imprimere effetti voluti o il dramma del fuori campo è assicurato. l'effetto back è utilissimo per fermare la pallina dove atterra, con altri effetti scapperà via dove nn si sà..

2) un costruttore di alianti rc genovese che ha esperienza pluriennale con modelli assai avveniristici alla mia domanda " come mai le ali presentavano quel difetto di essere microforate.. " lui mi rispose " è fatto apposta per migliorare le prestazioni"

nn andai avanti perchè temevo di offenderlo.. se lo rivedo gli chiedo lumi.

[moonwalkerfj]

Originally posted by Benji@16 novembre 2005, 20:08
Per quanto ne so(un po' di esperienza personale) tutte le barche da vela da ragata hanno la parte sommersa in acqua leggermente rugosa, mi pare che si usi passaqre la superficcie liscias con carta 600. La rugosità nelle barche a vela aiutare a trattenere un picolissimo strato di aria tra lo scafo e l'acqua, avendo così un minr attrito.

Quoted post

Non è proprio così. E' necessario fare una netta distinzione tra acqua e aria, densità e composizione diverse cambiano di molto le cose. Studi sulla pelle degli squali hanno portato a ritenere che superfici ruvide possano creare intorno allo scafo una pellicola i acqua che diminuisce considerevolmente l'attrito all'avanzamento, in parole povre è come oliare un cuscinetto, questo però non è valido per le superfici ruvide in gnerale ma per casi precisi e difficilmente riproducibili, i costi di una superfice con le caratteristiche suddette sono elevatissimi e l applicazioni sono principalmente militari, sincramente non so se in coppa america hanno adottato questa tecnologia ma certamente queste scoperte hanno creato molte leggende tra noi velisti, a basse velocità le differenze sono difficilmente misurabili. Spesso prima delle regate si vedono velisti lucidare con la cera lo scafo ed altri passare la carta abrasiva ad acqua, la differenza è nella testa. Con la tecnologia di cui disponiamo noi comuni mortali è meglio cercare di lucidare le ali a specchio.
Ciao
Simone

[twentynine]

la pallina da golf non centra con la ruvidità.
I buchi su di essa (a dire il vero delle rientranze a forma di cupola) servono ad aumentarne la portanza e non a rendere la superficie ruvida.

[GianniMI]

Originally posted by fabio1963+17 novembre 2005, 09:45--><div class='quotetop'>QUOTE(fabio1963 @ 17 novembre 2005, 09:45)</div><div class='quotemain'>che bufera!

due annotazioni prive di scienza:

1) la pallina da golf viaggia sempre roteando e più rotea e più si alza in volo, se rotea lateralmente sono azzi. o sei un big che sa' imprimere effetti voluti o il dramma del fuori campo è assicurato. l'effetto back è utilissimo per fermare la pallina dove atterra, con altri effetti scapperà via dove nn si sà..
[/b]

Non ho mai giocato a golf, nè ho amici che mi possono dare numi, ma credo che la pallina NON debba roteare! (ovvio che per uscire dai bunker o per fermarsi sul green si dia un effetto contrario). Per i tiri lunghi è ASSOLUTAMENTE indispensabile che la palla NON ABBIA EFFETTI. Si colpisce e BAM: la palla fila liscia e dritta. I big, come dici tu, sono campioni proprio nel lanciare a 200 mt senza effetti! Forse le imperfezioni servono proprio ad aumentare la portanza in assenza di rotazione...

<!--QuoteBegin-fabio1963@17 novembre 2005, 09:45
2) un costruttore di alianti rc genovese che ha esperienza pluriennale con modelli assai avveniristici alla mia domanda " come mai le ali presentavano quel difetto di essere microforate.. " lui mi rispose " è fatto apposta per migliorare le prestazioni"

nn andai avanti perchè temevo di offenderlo.. se lo rivedo gli chiedo lumi.

Quoted post

[/quote]

"assai avvenristici" è buona. Per gente come noi che usa ancora balsa e colle vegetali questa affermazione dovrebbe far dischiudere un pò gli occhi... E mi ci metto anch'io!
Il buon Rutan, che per me è un idolo, costruisce ali microforate dal 1972 ed ha avuto molti problemi ad omologare aerei con la FAA proprio perchè "non confacenti alla prassi costruttiva in uso..."
Ed adesso manda ali microforate in orbita con solo 1/10000 del budget NASA!

[moonwalkerfj]

Originally posted by FrancoC.@16 novembre 2005, 22:17
Ma quale migliore esordio nel nostro forum, visto che si tratta del primo intervento per "pipercub". Perfetto.

Basta immaginarsi come è composto lo "strato limite viscoso". Le molecole di aria hanno tutte la stessa dimensione, piccola ovviamente, e se ne stanno una accanto all'altra in un primo straterello completamente aderente alla superficie alare, quindi "fermo" (relativamente all'ala).
Poi c'è un secondo straterello di molecole, sopra al primo, che scorre lentamente; poi un terzo sopra al secondo che scorre più velocemente: poi un quarto, poi un quinto e cosi via, fino all'ultimo (alla sommità dello strato limite) la cui velocità è pari a quella del flusso libero di scorrere attorno all'ala.
O, ragazzi, questa non è farina del mio sacco, bensì la teoria di Prandtl, da lui introdotta un secolo fa (1904).
Fermiamoci qui, perchè la domanda riguarda la superfice alare, a stretto contatto col primo "straterello" di molecole.
Per permettere al secondo straterello di scorrere bene (e cosi per il terzo sul secondo,e cosi per il quarto sul terzo.......) su questo primo, occorre che sia perfettamente liscio, senza asperità. Un moscerino, in questo ordine di grandezze, andrebbe ad occupare tutto lo strato limite.
Secondo me occorrerebbe creare una rugosità inferiore alla dimensione delle molecole d'aria per fare in modo che queste (quelle del primo straterello), approfittando della rugosità, rimanessero ben adese ma anche ben spianate, dando cosi più stabilità allo strato nel suo complesso.
La finitura delle nostre ali osservata al microscopio come sarà?
Ecco perchè si parla di NdR; ai bassi numeri la differenza di velocità fra il primo e l'ultimo straterello è bassa, per cui rugosità anche un po elevate sono tollerate, ma alle alte è meglio curare bene la finitura. Anche perchè agli alti NdR lo spessore dello strato limite diminuisce e quindi sono in numero inferiore gli straterelli di cui è composto; ecco, appunto, che aumenta la resistenza.

Quoted post

Teoria apppunto, non ricordo chi, mi pare un fisico ha detto che gli aerei volano perchè non fanno in tempo a cadere
Le teorie sulla portanza e sul comportamento dell'aria intorno ad un ala si avvicinano molto alla realtà ma purtroppo non sono prive di errori, quanti proggetti di aerei hanno deluso, anche di recente, alla prova pratica...........

Ciao
Simone