I flap degli aerei ispirati alle piume potrebbero migliorare le prestazioni di volo

Il piumaggio degli aerei potrebbe essere il prossimo grande passo avanti nel settore dell’aviazione.

Le ali degli uccelli sono contornate da file sovrapposte di ciuffi piumati, che si estendono vicino alla spalla. Queste “piume nascoste” aiutano gli uccelli a muoversi nell’aria. Potrebbero anche aumentare le prestazioni degli aerei. Rivestire 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 Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze.

Molti aerei sono già dotati di flap e spoiler sulle ali. Ma a differenza di questi componenti, i lembi bioispirati si dispiegano passivamente quando le ali incontrano il flusso d’aria in arrivo ad un angolo elevato, uno scenario noto come angolo di attacco elevato.SN: 12/01/24). “Non sono controllati da un motore o da un attuatore idraulico”, afferma l’ingegnere Aimy Wissa dell’Università di Princeton. Inoltre, “sono su tutte le ali, non solo dietro o davanti”.

Negli esperimenti nella 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 attorno ad esso più vicino all’ala, contribuendo a migliorare la portanza e ridurre la resistenza. L’aggiunta di più file di lembi ha migliorato l’effetto.

Hanno anche scoperto che l’installazione di una singola fila di alette 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 quella zona per produrre portanza, dice Wissa. Il team di Wissa ha scoperto che l’aggiunta di cinque file di flap ai profili alari ha migliorato la portanza fino al 45% e ridotto la resistenza aerodinamica del 31%.

Test successivi con velivoli telecomandati hanno anche dimostrato che i flap mitigano lo stallo, un fenomeno che comporta un’improvvisa perdita di portanza ad angoli di attacco elevati, espandendo la portata dell’angolo di attacco del velivolo del 9%. I flap hanno anche migliorato la stabilità del volo, osserva Wissa.

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