Di Nikk Ogasa

Il piumaggio degli aeroplani potrebbe essere la prossima grande novità nell’aviazione.

Le ali degli uccelli sono sagomate con file sovrapposte di ciuffi piumati, che si estendono vicino alla spalla. Queste “piume nascoste” aiutano gli uccelli a manovrare nell’aria. Potrebbero anche aumentare le prestazioni degli aerei. Foderare le ali degli aerei con file di alette leggere che imitano le piume nascoste può aumentare la portanza, ridurre la resistenza e prevenire lo stallo, riferiscono i ricercatori il 28 ottobre in Proceedings of the National Academy of Sciences.

Molti aerei hanno già flap e spoiler sulle ali. Ma a differenza di questi componenti, i flap bioispirati si dispiegherebbero passivamente quando le ali incontrano il flusso d’aria in arrivo con un angolo elevato, uno scenario noto come angolo di attacco elevato (SN: 1/12/24). “Non sono controllati da un motore o da un attuatore idraulico”, afferma l’ingegnere Aimy Wissa dell’Università di Princeton. Inoltre, “sono dappertutto sulle ali, non solo nella parte posteriore o anteriore”.

Negli esperimenti in galleria del vento, Wissa e i suoi colleghi hanno studiato come più file di flap influenzassero il flusso d’aria attorno ai profili alari. Hanno scoperto che i lembi influenzavano il flusso in due modi. I flap posizionati vicino alla parte anteriore di un profilo alare aiutavano a mantenere il flusso d’aria intorno ad esso più vicino all’ala, il che contribuiva a migliorare la portanza e ridurre la resistenza. L’aggiunta di più file di alette ha migliorato l’effetto.

Hanno anche scoperto che l’installazione di una singola fila di flap vicino alla parte posteriore di un profilo alare bloccava l’aria ad alta pressione vicino al bordo d’uscita dallo strisciare verso la parte anteriore dell’ala. Questo è importante perché è necessaria una bassa pressione in quell’area per produrre portanza, dice Wissa. L’aggiunta di cinque file di flap ai profili alari ha migliorato la portanza fino al 45% e ridotto la resistenza del 31%, ha scoperto il team di Wissa.

I test successivi con velivoli telecomandati hanno anche dimostrato che i flap mitigavano lo stallo, un fenomeno che comporta un’improvvisa perdita di portanza ad alti angoli di incidenza, espandendo il raggio d’azione dell’angolo di attacco del veicolo del 9%. Anche i flap miglioravano la stabilità di volo, osserva Wissa.

Questa maggiore portata potrebbe essere particolarmente utile durante il volo attraverso forti raffiche o durante atterraggi su piste molto brevi. Senza le alette, potresti non essere in grado di completare in sicurezza tali manovre, dice Wissa. “Ma ora puoi”.

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Citazioni

G. Sedky et al. Il controllo del flusso distribuito ispirato alle piume mitiga lo stallo ed espande l’inviluppo di volo. Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze. Vol. 121, 28 ottobre 2024, e2409268121. DOI: 10.1073/pnas.240926812.