Come funzionano gli aeroplani

Ogni oggetto sulla Terra ha un peso, un prodotto di gravità e massa. Un aereo di linea per passeggeri Boeing 747-8, ad esempio, ha un peso massimo al decollo di 487,5 tonnellate (442 tonnellate metriche), la forza con cui l’aereo pesante viene attirato verso la Terra.

Forza opposta del peso è la portanza, che tiene in aria un aeroplano. Questa impresa viene compiuta attraverso l’uso di un’ala, nota anche come profilo alare. Come la resistenza, la portanza può esistere solo in presenza di un fluido in movimento. Non importa se il l’oggetto è fermo e il fluido si muove (come con un aquilone in una giornata ventosa), o se il fluido è fermo e l’oggetto si muove attraverso di esso (come con un getto in volo in una giornata senza vento). Ciò che conta davvero è la relativa differenza di velocità tra l’oggetto e il fluido.

Per quanto riguarda la meccanica effettiva della portanza, la forza si verifica quando un fluido in movimento viene deviato da un oggetto solido. L’ala divide il flusso d’aria in due direzioni: su e sopra l’ala e giù lungo la parte inferiore dell’ala.

L’ala è sagomata e inclinata in modo che l’aria che si muove su di essa viaggi più velocemente dell’aria che si muove al di sotto . Quando si sposta l’aria scorre su un oggetto e incontra un ostacolo (come un urto o un improvviso aumento dell’angolo alare), il suo percorso si restringe e il flusso accelera mentre tutte le molecole si precipitano. Superato l’ostacolo il sentiero si allarga e il flusso rallenta nuovamente. Se hai mai pizzicato un tubo dell’acqua, hai osservato proprio questo principio in azione. Stringendo il tubo, restringi il percorso del flusso del fluido, che accelera le molecole. Togli la pressione e il flusso dell’acqua torna allo stato precedente.

Man mano che l’aria accelera, la sua pressione diminuisce. Quindi l’aria che si muove più velocemente sopra l’ala esercita una pressione minore su di essa rispetto all’aria che si muove più lentamente sotto l’ala. Il risultato è una spinta verso l’alto della portanza. Nel campo della dinamica dei fluidi, questo è noto come principio di Bernoulli.