INTERPRETAZIONE DELLA POLARE
vista in modo pratico
Le caratteristiche di un profilo ( Cp: coeff. di portanza; Cr: coeff. di resistenza e Cm: coeff. di momento ) cambiano con il variare dell' angolo di incidenza. Osservando l' andamento delle curve che compongono la polare è possibile determinare a priori il comportamento del profilo in esame, tenendo conto che la resistenza indotta ( causata dai vortici d' estremità ) non è quantificabile attraverso l'analisi della polare. Il profilo sotto test in galleria del vento, viene inclinato gradualmente a partire da incidenza negativa: i dati rilevati tramite particolari sensori costituiscono ( nel diagramma ) la serie di punti che, congiunti graficamente, danno forma alla polare.ene
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comportamento del profilo in esame tenedo conto ch
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La polare sopra riportata mostra l'andamento di un ipotetico profilo testato a velocità differenti ( curva A e curva B ). Più che indicare la velocità si preferisce parlare di Numero di Reynolds il quale implica le caratteristiche dell' ala ( misura della corda alare ) la densità dell' aria e la velocità (espressa in metri/secondo ) alla quale l'ala si muove, o viene investita dal flusso di aria ( principio della reciprocità degli effetti ). Nel riquadro in alto sono riportati i valori del NR del test e la curva corrispondente. Il NR o Re viene utilizzato per effettuare più facilmente paragoni fra test differenti e trarne le debite conclusioni, pertanto due profili completamente differenti che diano lo stesso risultato in un test a 100000 NR possono essere considerati aerodinamicamente simili.
Nella polare, i valori di resistenza sono rappresentati sottoforma di coefficiente sull' asse delle ascisse, mentre quelli di portanza vengono rappresentati sull' asse verticale delle ordinate.
La freccia n°1 indica il coeff. max di portanza relativo alla curva B ( Cp = 1.2 ).
La freccia n° 2 indica il coeff. min. di resistenza (Cr = 0.008 curva B).
La freccia n° 3 indica il massimo coeff. di resistenza provocato dalla bolla di separazione laminare, corrispondente alla sua massima ampiezza ( Cr = 0.025 - curva A).
La freccia n° 4 indica il Cp corrispondente all' inizio della bolla ( distacco del flusso ).
La freccia n° 5 indica il Cp corrispondente alla scomparsa della bolla ( riattacco del flusso ).
la tangente, che ha origine dall' angolo formato dall' incontro della linea delle ordinate con quella delle ascisse (polo), indica il Cp o l' incidenza alla quale corrisponde la massima efficienza ( miglior rapporto Cp/Cr ).
Generalmente le prove a bassi NR ( 60/80000 NR ) sono caratterizzate da un peggioramento delle caratteristiche di resistenza, dovute alla formazione di una bolla di separazione sul dorso del profilo. Gli effetti della bolla sono facilmente individuabili osservando l' andamento irregolare della curva che mostra una precisa deviazione verso destra ( aumento del Cr ). L'inversione di tendenza indica invece che la bolla diminuisce di ampiezza con l' incrementarsi dell' angolo di incidenza, fino a scomparire. ( riattacco del flusso in forma turbolenta). In questo caso le caratteristiche di resistenza migliorano nettamente, mentre quelle di portanza migliorano con l' incidenza fino a raggiungere lo stallo dove il valor del Cr aumenta a dismisura.
Aumentando il valore del NR ( 100/200/300000 NR ) il Cr migliora sensibilmente ( la curva si sposta sempre più a sinistra ), mentre le variazioni del Cp variano da profilo a profilo. A 100000 NR generalmente la bolla scompare o ha dimensioni molto contenute e l' andamento della curva si regolarizza.
re paragoni ARI
Nell' esempio sopra riportato osserviamo ( per semplicità ) l' andamento di una sola curva. La curva ha un andamento regolare che dimostra la mancanza di una bolla, ma mostra una sensibile inclinazione verso destra che evidenzia un sensibile incremento del coeff. di resistenza con l' incrementarsi dell' angolo di incidenza ( alfa ). Inoltre, osserviamo che il coeff. di resistenza ha una punta minima che corrisponde a Cp 0,3, mentre al Cp max ( 1.2), pur essedo abbastanza elevato, corrisponde un elevato Cr. La rotondità che assume la curva al di sotto di Cp 0.3 e al di sotto del coeff. di portanza nulla, indica che il profilo in questione ha le caratteristiche necessarie per effettuare il volo rovescio. In conclusione il profilo mostra una buona velocità ma in un campo molto ristretto della curva ( a causa della forma appuntita ); il Cp max è elevato ma il suo raggiungimento implica un incidenza vicina a quella di stallo, mentre le caratteristiche per il volo rovescio sono apprezzabili.
In questa polare la curva è stata volutamente ottimizzata in modo da evidenziare in un sol colpo tutte le buone caratteristiche che difficilmente ritroveremo assieme in un profilo.
La curva ha un andamento molto ampio e regolare: la parte che interessa le incidenze negative mostra un' ampia rotondità, indice di buon comportamento in volo rovescio.
la parte centrale è poco inclinata e pertanto il profilo mantiene le sue caratteristiche di penetrazione in un ampio campo di incidenze con una resistenza minima molto contenuta: Cr = 0.006 e una totale mancanza di bolle di separazione.
Il Cp max arriva al rispettabile valore di 1.2 mantenendosi al di sotto di Cr 0.03.
In conclusione il profilo ha ottime caratteristiche in tutti i sensi ( utopia ).
Accanto alla polare, vediamo il diagramma dell' incidenza, dove possiamo osservare l'andamento del Cp con l' incrementarsi dell' angolo d' incidenza. L'angolo di portanza nulla corrisponde a -1° mentre lo stallo si verifica a 13°. A proposito dello stallo, è interessante notare l' andamento della curva di Cp che a 13° cade improvvisamente. Questa caratteristica denuncia uno stallo repentino mentre se la curva fosse moto arrotondata lo stallo sarebbe dolce. In alcuni profili la curva( raggiunta una certa incidenza ) piega verso destra, fino ad arrivare a 18/20° dove si interrome: in questo caso lo stallo inizia nel punto dove la curva di Cp smette di salire ma lo stallo si verifica effettivamente intorno a 18/20°. Ritrovando queste caratteristiche per 60/80000 NR possiamo dire che il profilo ha ottime caratteristiche di stallo.
Anche in questo caso l' andamento della curva è stato volutamente esasperato, ma non troppo.Come possiamo vedere la parte centrale della curva mostra un andamento nettamente verticale.questa caratteristica è propria di alcuni profili ( Naca ) puramte laminari, adatti al volo esclusivamente nel ristretto campo di incidenze dove la resistenza è nettamente contenuta. Al di fuori di questo campo, la resistenza aumenta nettamente per cui l'utilizzo fuori dal suddetto campo è controproducente. In pratica si tratta di un profilo adatto ad un solo tipo di volo. Possiamo pensare ad un modello o a un aereo che debba volare sempre, o quasi sempre, livellato ( ad esempio: per un record di distanza, o di velocità in volo rettilineo ). A causa di queste caratteristiche di volo, il valore massimo del Cp assume ben poca importanza.