QUADERNO DICULTURAAERONAUTICA

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1 QUADERNO DICULTURAAERONAUTICA

2 CORSO DI CULTURA AERONAUTICA Edizioni E.C.A.R. - Roma STATO MAGGIORE AEl=<DNAUT!CA UFFICIO DOCUMENTAZIONE E A.P.

3 LEZIONE PRIMA Il volo propriamente detto, cioè quello degli uccelli e della maggior parte delle macchine che l'uomo ha inventato per emularli, è reso possibile dall'esistenza dell'aria. Se l'aria non esistesse, si potrebbero realizzare soltanto il VOLO BALISTICO (cioè quello dei proiettili, che vengono lanciati in alto da una spinta impressa loro dall'esterno), e quello dei razzi, dei missili e di alcuni tipi di aeromobili a GETTOSOSTENT AZIO NE, che volano in virtù di una spinta interna che può essere prodotta e utilizzata sen La densità d~ll'aria varia in. misura apprezzabile di 500. in 500 metri; al livello del mare è massima (l,29 milli grammi per centimétro cubo); a metri di quota risulta dimezzata (Or645 milligrammi per centimetro cubo za il concorso dell'aria. Per poter comprendere il fenomeno del volo occorre quindi considerare prima di tutto le caratteristiche dell'aria, le forze che essa può generare, ed i loro effetti sui corpi ai quali vengono applicate. In questa prima lezione esaminerem_o le principali caratteristiche dell'aria e tratteremo di una forza generata dal moto relativo fra l'aria e gli altri corpi, che riveste una particolare importanza per il volo: la RESI STENZA AERODINAMICA. L'aria è un fluido gassoso o corpo aeriforme, costituito da un miscuglio di gas (azoto, ossigeno, anidride carbonica ed altri) e formato, come tutti i corpi, da una miriade di minuscole particelle, che sono le molecole. In un centimetro cubo d'aria si contano ben trenta miliardi di miliardi di molecole, ma nonostante ciò esse sono distanziate fra loro e libere di muoversi; infatti sono ani- mate da un incessante moto naturale e nel loro movimento si urtano continuamente tra loro ed urtano tutti i Corpi con cui vengono a contatto. Da questa libertà di cui godono le sue molecole, si deduce che l'aria è un fluido di tenue densità, poichè la densità di un fluido dipende dal numero di molecole presenti nell'unità di volume e dalle loro caratteristiche fisiche. Al livello del mare la densità QUOTA mg s.sooc:~/'\ 0,645 per/ LIVELLO DEL MARE fig. 1 1

4 Quando un corpo si muove velocemente attraverso l'aria ferma, oppure è fermo e viene investito da' una corrente d'aria, si hanno in entrambi i casi gli stessi effetti; ciò perchè, sia nell'uno che nell'altro caso, esiste un MOTO RELATIVO fra il corpo e l'aria; vale a dire che il corpo risulta in moto rispetto al corpo, entrambi alla stessa velocità. È questo il PRINCIPIO DI RECIPROCI TÀ, o di RELATIVITÀ, molto sfruttato in t aviazione, perchè permette di sperimentare le caratteristiche degli aerei per mezzo di modelli che vengono posti in appositi tun-. nel detti GALLERIE AERODINAMICHE, dove sono investiti dal vento prodotto da potenti ventilatori. Così un modello di velivolo, immobile nella galleria aerodinamica e investito da un vento avente la velocità di 300 chilometri orari, si comporia esattamente come se stesse volando a quella velocità (fig. 5). VERSO sono essere rappresentate graficamente da simboli chiamati VETTORI, nei quali la lunghezza indica l'intensità, la posizion: (oi:,izzontale, verticale, obliqua) indica la d1rez10 ne la freccia indica il senso o verso ed il ce;chietto indica il punto di applicazione INTENSITÀ DIREZIONE PUNTO DI APPLICAzlONE della forza (fig. 6). La RESISTENZA è una forza che agisce nella direzione del moto ed in senso contrario a quello del moto, opponendosi all'avanzamento dei corpi attraverso l'aria (fig. 7). '''->, fig. 5 Schema di galleria aerodinamica DIREZIONE DEL MOTO llg.7 Se un corpo è immobile o si muove lentamente, quasi non avverte la pressione dell'aria sulla sua superficie; ciò è dovuto alla tenue densità dell'aria ed al fatto che la PRESSIONE STATICA dell'atmosfera, come già detto, è bilanciata, perchè si esercita su tutte le parti dei corpi. Se invece un corpo si muove rapidamente, a causa della sua velocità è soggetto frontalmente ad un urto e lateralmente ad un attrito, da parte delle molecole dell'aria che irìcontra, da cui deriva un'azione frenante. 4 La pressione esercitata dalle moleco le dell'aria su un corpo in movimento, a causa della velocità, costituisce la PRESSIONE DINAMICA, cui \lbbiamo già accennato; essa genera una FORZA chiamata RESISTENZA AERODINAMI CA, o semplicemente RESISTENZA. Si chiama FORZA qualunque agente capace di alterare lo stato di quiete o di moto di un corpo; ogni forza ha una INTENSI TÀ, una DIREZIONE, un SENSO e un PUNTO DI APPLICAZIONE. Le forze pos- La resistenza varia ia dipendenza di alcuni fattori, che sono i seguenti: a) La densità de6l'awia Già sappiamo che la densità dell'ari_a diminuisce con l'aumentare della quota. E ovvio che quanto minore è la densità dell'aria tanto minore è anche la resistenza che essa oppone all'avanzamento dei corpi; perciò anche la resistenza diminuisce con l'aumentare della quota. Più è estesa la superficie di un corpo, più grande è la massa d'aria con cui esso viene in contatto, e maggiore è quindi la resistenza opposta dall'aria al suo avanzamento. c) La fo.-ma del corpo Più un corpo in movimento ha una forma tozza e irregolare, più «fatica» ad aprirsi 1a strada attraverso l'aria. 5

5 flg. 8 MAGGIORE RESISTENZA ALL'AVANZAMENTO MINORE RESISTENZA Un aereo con la prua affuso:ata Incontra la minima resistenza alla penetrazione attraverso l'aria Infatti, se è tozzo nella parte anteriore, presenta all'urto frontale dell'aria una superficie molto maggiore di un corpo affusolato (fig. 8). Se ha le pareti laterali gibbose o angolose, queste presentano un profilo discontinuo che non favorisce lo scorrimento del!'aria su di esse. Se è tozzo nella parte posteriore, l'aria, dopo il passaggio del corpo non può richiudersi immediatamente dietro di esso; si forma così a tergo del corpo, una SCIA costituita da vortici e da risucchi d'aria, che esercita un'azione frenante sul corpo stesso, aumentando la resistenza al suo ava nzamento È appunto per limitare la resistenza do: vuta alle suddette cause, che si cerca di dare agli aerei, ed anche agli altri veicoli, una forma il più possibile affusolata, detta FOR MA DI BUONA PENETRAZIONE O FOR MA AERODINAMICA. e) La posàzéorrne dleb ICOlf'JPO Se immaginiamo una lastra che si muova nell'aria in senso normale al suo piano, cioè esponendo all'urto frontale dell'aria una delle superfici maggiori, possiamo comprendere facilmente come essa incontri una massa d'aria, e quindi una resistenza molto più grande che non se si muovesse in senso parallelo al suo piano, cioè di taglio, esponendo all'urto dell'aria soltanto la superficie laterale (fig. 9). Se ne deduce che la resistenza che incontra un corpo in movimento dipende anche dalla sua posizione rispetto all'aria che lo investe, cioè della sua giacitura nello spazio. flg. 9 f) La vefocitii Se si raddoppia la velocità di un corpo, raddbppia la forza con cui esso si scontra con le molecole dell'aria, e ciò causa il raddoppio della resistenza opposta dall'aria al suo avanzamento. Inoltre raddoppia la massa d'aria incontrata dal corpo nell'unità di tempo, e ciò causa un altro raddoppio della resistenza. P-ertanto, se si raddoppia la velocità la resistenza diventa quadrupla; se si triplica la velocità, la resistenza diventa nove volte più intensa. Se ne deduce che la resistenza è proporzionale al quadrato della velocità. Nella resistenza totale opposta dall'aria ad un corpo in movimento si possono distinguere le seguenti tre specie di resistenza: È la resistenza che si oppone direttamente alla penetrazione del corpo attraverso l'aria. Essa dipende dalla forma del corpo e dalla superficie delle sue parti esposte frontalmente all'urto dell'aria. Come già accennato, negli aerei si cerca di limitare tale tipo di resistenza adottando per la fusoliera una forma aerodinamica e ricoprendo con carenature aerodinamiche le parti sporgenti, ç:>ppure facendo in modo che scompaiano all'interno quando non devono essere impiegate (come avviene, ad esempio, per i carrelli retrattili) (fig. 10). È la resistenza dovuta ai vortici e ai risucchi che si formano a tergo dei corpi in moieri Forma di massima resistenza del lenti aerei di un tempo e forma di massima penetrazione dei veloci aviogetti di oggi. flg. 10 oggi vimento (fig. 11). Gli aerei sono soggetti ad. un particolare tipo di resistenza di scia detta RESISTENZA INDOTTA, sulla quale ritorneremo nelle prossime lezio.ni. I _ Più la superficie di un corpo è levigata, più favorisce lo scorrimento dell'aria su di essa. Unii superficie scabra, rugosa, al con- trario, ostacola Io scorrimento dell'aria, aumentando la resistenza opposta da quest'ultima all'avanzamento del corpo e fa nascere una quantità di piccoli vortici, che poi si riversano nella scia, accrescendone la turbolenza. È la resiste.nza dovuta alla pressione esercitata dall'aria lungo la superficie del corpo, mentre questo scorre attraverso di essa. È maggiore se le superfici sono scabre, minore se sono levigate. flg. 11 La resistenza dovuta alla scia può essere ridotta adottando delle forme affusolate posteriorment.e. 6 7

6 LEZIONE SECONDA La resistenza è quindi una forza di natura aerodinamica e dipende da - un coefficiente numerico, detto coefficiente di resistenza (Cr) che tiene conto della forma del corpo, della velocità della superficie e della posizione o incidenza del corpo rispetto alla direzione del moto; - della densità (d) dell'aria e quindi della quota di volo; - dalla estensione della superficie (S) dell'ala; - dal quadrato della velocità (V') del velivolo. Infatti la formula della resistenza è: R=CrdSV 2 LA Ora che abbiamo esaminato le caratteristiche generali dell'aria e la resistenza che essa oppone al movimento dei corpi, potremo comprendere finalmente il principio fisico su cui si basa la sostentazione degli aerei e renderci conto di quei fenomeni che, consentendo ad un velivolo di sostenersi in aria sfidando la legge di gravità, rendono possibile il volo. Consideriamo anzitutto un fatto elementare. Se solleviamo un oggetto più pesante dell'aria e poi lo abbandoniamo, esso cade perchè è soggetto ad una forza che lo trascina verso il basso: questa forza è il PESO. Il peso è una forza che agisce in direzione verticale, nel senso dall'alto in basso; il punto in cui essa è applicata ai corpi si dice CENTRO DI GRAVITÀ; la sua intensità si esprime in chilogrammi. Anche l'aeroplano ha un peso, ma riesce a sostenersi in aria. Perchè? Perchè l'aeroplano può disporre di una forza capace di contrastare il suo peso, di equilibrarlo; una forza agente in direzione verticale, nel senso dal basso in alto, di intensità sufficiente ad uguagliare e superare la forza del peso: questa forza si chiama PORTANZA, ed è quella che assicura la sostentazione del velivolo (fig. 13). Terminiamo questa lezione sulla resistenza esaminando un altro principio fisico che riguarda il movimento dei corpi attraverso l'aria. Si tratta del PRINCIPIO DI SIMILITU DINE, secondo il quale ogni corpo ha una sua propria caratteristica di resistenza, dovuta esclusivamente alla forma e indipendentemente dalle dimensioni Tale caratteristica - che non va confusa con la resistenza generale del corpo, che dipende anche dalle dimensioni, cioè dalla sua superficie - consente di sperimentare il comportamento dei velivoli e delle loro parti per mezzo di modellini in scala posti nelle gallerie aerodinamiche, di cui abbiamo già parlato. La caratteristica di resistenza di un corpo è espressa da un numero detto COEFFI CIENTE DI FORMA, che è uguale per tutti i corpi di qualsiasi grandezza purchè siano geometricamente simili, e cioè abbiano la stessa forma e le loro dimensioni siano in scala (fig. 12). Questi due cilindri hanno la stessa fonna e le dimensioni in scala: il coefficiente di forma ha il me desimo valore. RAGGIO m 2 ALTEZZA m 16 COEFFICIENTE DI FORMA 0,510 fig. 12 RAGGIO m 4 ALTEZZA m 32 COEFFICIENTE DI FORMA 0,510 'I lig. 13 PORTANZA l PESO Come nasce la portanza? Diciamo prima di tutto che essa, come la resistenza, nasce dalla reazione dell'aria al movimento dei corpi. Se un corpo qualsiasi si muove velocemente nell'aria, l'unica forza che scaturisce dal suo movimento è la resistenza; essa ha soltanto l'effetto negativo di ostacolare l'avanzamento del corpo, poichè si comporta come una forza agente nella stessa direzione del movimento, ed in sens.o contrario ad esso. Ma se al posto di un corpo qualsiasi poniamo un oggetto di forma particolare, constatiamo che la reazione dell'aria su di esso fa nascere una forza diversa dalla resistenza, la cui direzione forma un certo angolo con l?i direzione del movimento e il cui senso è rivolto verso l'alto. Tale forza, che possiamo indicare con il 8 9

7 simbolo «F», è formata da due componenti, nelle quali può essere geometricamente suddivisa, tracciando il cosidetto parallelogramma delle forze ; si vede allora che essa risulta costituita da una forza perpendicolare alla direzione del moto e agente dal basso verso l'alto, che è la POR TANZA e da un'altra forza disposta nella stessa direzione del moto, ma agente in senso contrario, che è la RESISTENZA (fig. 14). La PORTANZA, questa nuova forza che possiamo considerare generata a spese della resistenza, è dovuta ad un complesso di fenomeni aerodinamici che interessano lala dell'aeroplano, e che ora esamineremo dettagliatamente. Jlg. 1 4 p F abbiamo visto, essa nasce a causa della DIS SIMMETRIA che si viene a creare fra T le pressioni alle quali sono sottoposte le due superfici dell'ala, e che deriva, a sua volta, dalla ASIMMETRIA geometrica esistente fra la superficie superiore (curva) e quella inferiore (piana) dell'ala stessa. Si deve notare che l'effetto di aspirazione è maggiore di quello di pressione, per cui l'ala di un aeroplano In volo, al contrario di quanto si crede generalmente, risulta piuttosto risucchiata dall'alto che spinta dal basso (fig. 15). Si deve pure tenere presente che la portanza non è sempre diretta verticalmente verso l'alto. Essa, come abbiamo visto, è perpendicolare alla traietto_ria di volo dell'~ereo, e pertanto risulta verticale se tale traiettoria è orizzontale, oppure rispettivamente inclinata in avanti o all'indietro, se l'aereo segue una traiettoria in discesa o in salita. DEPRESSIONE I I I I, I PRESSIONE I I I I ~, jig.15 La figura 14 mostra l'ala di un aeroplano vista in sezione, cioè tagliata secondo un piano perpendicolare alla sua lunghezza. Questo disegno si chiama PROFILO ALA RE e la sua forma costituisce la caratteristica più importante dell'ala. Noi abbiamo di S'egnato un'ala dal profilo piano-convesso, cioè un'ala che è convessa nella parte superiore e piana nella parte inferiore: uno dei tipi più comuni fra quelli esistenti in.. aviazione. Vediamo ora che cosa succede quando quest'ala si muove velocemente attraverso l'aria, tenendo presente il principio di reciprocità enunciato nella prima lezione, secondo il quale anziché considerare il movimento dell'ala rispetto all'aria, possiamo indifferentemente considerare il movimento relativo dell'aria rispetto all'ala. Notiamo allora che al passaggio dell'ala si forma nelle sue immediate adiacenze una forte corrente d'aria divisa in due parti che scorrono l'una sulla superficie superiore, l'altra sulla Superficie inferiore dell'ala stessa, esercitando entrambe una certa PRESSIO NE sulle rispettive superfici di contatto. Avviene però che la corrente che scorre sulla superficie superiore dell'ala, incontrando la curvatura del profilo alare, acquista una velocità maggiore di quella che scorre 10 sulla superficie inferiore, che è piana, come accade quando un fluido scorrente in un tubo incontra una strozzatura. Poiché per legge fisica (PRINCIPIO DI BERNOULLI) all'aumento di velocità di un fluido corrisponde una diminuzione di pressione e viceversa, si verifica allora che lai:orrente che scorre sulla superficie superiore dell'ala esercita una pressione minore di quella esercitata dalla corrente che scorre sulla superficie inferiore. Per converso, la corrente che scorre sulla superficie inferiore, esercita una pressione maggiore di quella esercitata dalla corrente che scorre sulla superficie superiore. Fra queste due pressioni, pertanto, esiste una differenza i-elativa; inoltre es.. se risultano rispettivamente minore e. maggiore della pressione statica dell'atmosfera. Di conseguenza, l'ala viene ASPIRATA dall'alto, a causa della DEPRESSIONE, che si è venuta a creare sopra di essa, e contemporaneamente viene SPINTA dal basso a causa della SOVRAPRESSIONE che si è venuta a creare sotto di essa; ne risulta una forza diretta dal basso verso l'alto, capace di equilibrare ed anche di superare in intensità il peso del velivolo, che è appunto quella forza chiamata PORTANZA. Come Oltre a quella che abbiamo dato, la portanza ha altre spiegazioni, che non contrastano fra di loro, ma rappresentano maniere diverse d'interpretare il fenomeno. Una di queste spiegazioni è quella della CIRCUITAZIONE, secondo la quale, du- La portanza è sempre perpendicolare alla direzione dell'aria che investe l'ala fig. 16 rante il volo, I~ STRATO LIMITE aderente all'ala, per il fenomeno della viscosità, trascina con sé gli strati d'aria adiacer:iti,. equesti, favoriti dalla particolare forma del profilo alare, assumono un moto rotatorio intorno all'ala stessa, la cui velocità, nella parte 11

8 superiore dell'ala, si somma a quella della corrente d'aria portata dal moto (avendo lo stesso senso), mentre nella parte inferiore dell'ala si sottrae alla velocità di tale corrente (avendo senso contrario). L'effetto che ne risulta è anche in questo caso una depressione sulla parte superiore dell'ala ed una sovrapressione suila parte inferiore, da cui deriva la portanza. Il fenomeno della circuitazione si verifica anche su un cilindro che ruoti velocemente su se stesso, ad esempio in senso orario, e che nello stesso tempo venga investito da una forte corrente d'aria proveniente daila sinistra di chi l'osserva. L'effetto di portanza che ne deriva è denominato EFFETTO MAGNUS (fig. 17). Un'altra spiegazione della portanza è la seguente: La corrente d'aria provocata dal movimento del velivolo, dopo aver attraversato l'ala, se ne stacca, e, a causa della particolare forma del profilo alare, viene proietta- ta verso il basso ed esercita una spinta sulla massa d'aria che si trova sotto l'aereo; questa, per reazione, imprime all'ala una spinta verso l'alto (fig. 18). Prima di passare alla lezione successiva, dobbiamo ora esaminare alcune caratteristiche dell'ala, considerata sia di profilo che in pianta, cioè vista dall'alto, per poter poi renderci conto dell'influenza di tali caratteristiche sulla portanza. li profilo alare può presentare le diverse forme mostrate dalla Figura 19, tra cui quella piano-convessa che già conosciamo. I profili nei quali la parte superiore e quella inferiore sono geometricamente uguali sono detti SIMMETRICI; quelli in cui le due parti sono disuguali sono detti ASIMMETRICI. EFFETTO MAGNVS /lg.. 17 Portansa per clrculttulone.flg.. 18 Portansa per reaione p Sono SIMMETRICI i profili: - PIANO - BICONVESSO SIMMETRICO Sono ASIMMETRICI i profili: - PIANO CONVESSO - CONCAVO CONVESSO - BICONVESSO ASIMMETRICO Nella figura 20, sul profilo alare notiamo: - IL BORDO DI ENTRATA o DI AT TACCO, che è quello anteriore, che 'taglia> l'aria durante il moto dell'aereo; - IL BORDO DI USCITA, che è quelo posteriore, dal quale l'aria «esce» dopo aver attraversato l'ala; """'" LA CORDA ALARE, retta immaginaria che unisce il bordo di attacco al bordo di uscita; - la superficie superiore, detta DOR SO o SUPERFICIE DORSALE; - I~ superficie inferiore, detta VENTRE o SUPERFICIE VENTRALE. Nella figura 21, sull'ala vista in pianta notiamo i'apertura ALARE, cioè la lunghezza, e la PROFONDITA' ALARE, cioè la larghezza; il rapporto tra l'apertura alare e la profondità è detto ALLUNGAMENTO. L'ala può essere unica, cioè in un solo pezzo, oppure divisa in due SEMIALI, separate dalla fusoliera; in questo caso, l'estremità con la quale ciascuna semiala è unita alla fusoliera è detta RADICE DELL'ALA. Tale distinzione non riguarda però tanto la costruzione dell'ala, quanto il suo aspetto ~steriore:'infatti, un'ala in un solo pezzo può apparire divisa in due semiali soltanto perché attraversa la fusoliera da parte a parte. Anche in un'ala unica si usa distinguere con il termine di semiala la parte destra e quella sinistra dell'ala stessa, viste dal posto di pilotaggio; così pure, nel caso di ali divise, si parla indifferenterriente di ala destra e ala sinistra, anziché di semiali; in entrambi i casi, le parti terminali dell'ala vengono chiamate ESTREMITA' ALARI. L'ala è dotata di superfici mobili, che sor.io di due specie: gli ALETTONI, di cui par-' leremo in seguito, e gli IPERSOSTENTA TORI o FLAP. I FLAP, sono alette mobili ricavate nella superficie alare presso il bordo di uscita (in qualche caso presso il bordo di entrata) oppure applicate sotto l'ala, nella stessa posizione; esse, durante il volo, possono essere fatte ruotare verso il basso, in modo da conferire al profilo alare una forma curva, vale a dire convessa nella parte dorsale e concava in quella ventrale (o maggiormente concavo-convessa, se è già tale). Esistono anche dei FLAP consistenti in fessure che si aprono nell'ala presso il bordo di entrata, mettendone la superficie ventrale in comunicazione con quella dorsale: ne spiegheremo più avanti la funzione (fig. 22). Termirliamo questa lezione sulla portanza sciogliendo la riserva fatta nella preceden- VARIE FORME DI PHOFIU AIAHI flg. 19 Profilo concavo convesso sottile. Profilo concavo convesso. Profilo piano convesso. Profilo biconvesso asimmetrico. Profilo biconvesso simmetrico. Profilo laminare. Profilo supercritico per alte velocità subsoniche Profilo romboidale per velocità supersoniche DORSO CORDA flg. 20 BORDO BORDÒ D'ATTACCO VENTRE D'USCITA 12 13

9 te a proposito della RESISTENZA si trasformano in due scie vorticose dette co INDOTTA. munemente, TRECCE DI BERENICE> (fig. Questo tipo di resistenza è provocato dal 23). fatto che l'aria in pressione che si trova sot La resistenza all'avanzamento provocata to la parte ventrale dell'ala, alle estremità da queste scie è detta «indotta» per signifialari tende a passare nella parte dorsale, ove esiste una depressione; si formano così, al pressione e di depressione da cui deriva la le estremità alari, dei piccoli vortici, che a portanza e che quindi, in definitiva, è do causa del moto di traslazione del velivolo, vuta alla portanza stessa. care che essa è causata dai fenom~fit or" Jig. 23 Jig. 21 PRQFONDITÀ ALARE i L : FLAP. ALETTONE: Si dimostra praticamente che la resisten za indotta è di notevole entità nei veliv91l più lenti (fino a circa 600 km/orari). Non si può eliminare poiché è collegata al fenomeno della portanza e c'è sempre quando l'aeroplano si sostiene. Si può però ridurre mal- tissimo aumentando l'allungamento alare cioè il rapporto fra l'apertura dell'ala e la sua profondità media. Il che corrisponde a co struire, apari(à di superficie e di profilo, ali più strette e più lunghe. VARI TIPI DI IPERSOSTENTATORI O FLAP -s Allungamento di B = --- = s~ I A parità degli alt!i fattori la resistenza Indotta è mln~re.in B perché è maggiore l'allungamento e I \'.Orfici sono plu stretti. 14 Jig

10 LEZIONE TERZA il WMM64t,ifll llg.24 CORDA ALARE La PORTANZA, essendo una forza aerodinamica che ha le medesime origini della resistenza, è determinata dagli stessi fattori di quest'ultima che abbiamo già esaminato nella prima lezione; essi, riferiti specificamente all'ala di un aeroplano, sono i seguenti: f = forma del profilo alare; «i» = angolo di incidenza; come vedremo meglio fra poco, è l'angolo relativo alla posizione dell'ala rispetto alla direzione della corrente d'aria che la riveste; «S» «d» V' Superficie dell'ala; densità dell'aria quadrato della velocità. Poiché la portanza, come la resistenza, è in proporzione diretta con tutti i suoi fattori (cioè aumenta con l'aumentare del loro valore), per calcolarne l'entità basta fare il prodotto dei fattori stessi: agli effetti di questo calcolo, i fattori,f. (forma del profilo alare) ed i (angolo di incidenza) si conglobano in un unico coefficiente che si indica con il simbolo Cp». La formula per il calcolo della portanza è pertanto la seguente: p = Cp X s X d X V' Tale formula fornisce il valore della portanza espresso in chilogrammi. Esaminiamo ora uno per uno i suddetti fattori, per comprendere in qual modo e in quale misura concorrono a determinare la portanza. Si dice angolo d'incidenza quello formato dalla corda alare con la direzione della corrente d'aria che investe l'ala; è altrettanto esatto. dire che esso è l'angolo formato dalla corda alare con la traiettoria del velivolo, poiché questa ha la stessa direzione.. Hg. 25 a = ANGOLO DI INCIDENZA e senso contrario della corrente d'aria che investe l'ala (Fig. 24). L'angolo d'incidenza non va confuso con altri angoli relativi alla posizione dell'ala, che sono i seguenti: lllifllwbbfiìli1!1im Nella lezione precedente, abbiamo detto che la portanza nasce a causa della DISSIM METRIA che si viene a creare durante il moto del velivolo tra le pressioni alle quali sono sottoposte la superficie dorsale e quella ventrale dell'ala; dissimmetria che deriva, a sua volta, dall'asimmetria geometrica, esistente fra la superficie superiore e quella inferiore dell'ala. Si comprende quindi che, quanto più il profilo alare è asimmetrico tanto più è favorevole al generarsi della portanza: in effetti; il. profilo concavo-convesso, essendo il più àsimmetrico, risulta il più «portante», seguito dal profilo piano-convesso e dal biconvesso asimmetrico. Le ali che hanno tali profili sono però anche quelle che presentano la maggiore resistenza all'avanzamento. I profili simmetrici, invece, (piano e biconvesso simmetrico) sono i meno favorevoli allo sviluppo della portanza, ma sono anche quelli che presentano la minore resistenza all'avanzamento. Si comprende anche come l'azione degli IPERSOSTENTATORI o FLAP, accentuando la curvatura verso il basso e quindi l'asimmetria del profilo alare, aumenti la portanza dell'ala; questa è appunto la funzione cui sono destinati tali organi in particolari condizioni di volo, che fra breve esamineremo. In conclusione, la forma del profilo alare influisce sulla portanza in virtù del suo particolare diseg;io ed in misura dipendente da~la sua asimmetria, la quale può essere variata entro certi limiti anche durante il volo. A seconda del modo in cui l'ala è montata sul velivolo, la corda alare forma un certo angolo, aperto verso la prua, con l'asse longitudinale dell'aereo, che è la retta immaginaria che unisce _I'estremità di prua all'estremità di poppa: tale angolo è detto AN GOLO DI CALETTAMENTO. Quando l'ala è montata parallelamente all'asse longitudinale del velivolo, l'angolo di calettamento ovviamente è di 0 (Fig. 25). Un aereo in volo, visto di fianco, prés~,nta, rispetto ad un piano orizzontale di riferì-. mento, una determinata posizione che può essere orizzontale (cioè parallela a tale piano) oppure obliqua, cioè con la prua rivolta verso l'alto o verso il basso. L'angolo che l'asse longitudinale del velivolo forma col piano orizzontale di riferimento è detto AN GOLO DI POSIZIONE o anche ANGOLO DI PENDENZA o ANGOLO DI ELEVA ZIONE. Tale angolo, come quelli che seguono, talvolta è detto «angolo di assetto», ma questo termine definisce più propriamente gli angoli formati dall'ala e dalle altre parti del velivolo con la corrente d'aria che le investe, fra cui l'angolo di incidenza (fig. 26)

11 llg.26 a ANGOLO DI POSIZIONE \ a Angoli di discesa e di salita o di rampa L'aereo, durante il volo, segue una determinata direzione o traiettoria, che può essere orizzontale oppure inclinata verso l'alto o verso il basso, ma che può anche non coincidere con la posizione del velivo 00 lo. L'aereo infatti può salire o scendere mantenendo una posizione pressoché orizzontale, ma seguendo una traiettoria inclinata. L'angolo che la linea della traiettoria forma con un piano orizzontale di riferimento a terra è detto ANGOLO DI SALl T A (se l'aereo sta salendo) o ANGOLO DI DISCESA (se sta scendendo), oppure AN GOLO DI RAMPA (positivo in salita, negativo in discesa). Ritornando all'angolo di incidenza, osserviamo che esso varia quando varia la traiettoria dell'aereo rispetto alla sua posifione; quando la traiettoria e la posizione éoincidono, (cioè quando l'aereo segue una traiet-i toria parallela al suo asse longitudinale) l'angolo di incidenza rimane costante e corrisponde all'angolo di calettamento dell'ala. A tale proposito occorre notare che sulle ali a profilo asimmetrico la portanza si genera, sia pure in misura minima, anche con un angolo di incidenza di 0, grazie appunto alla loro asimmetria geometrica. Sulle ali a profilo simmetrico, invece,.la portanza nasce soltaiido quando esse volano con una incidenza superiore a 0, cioè quando la loro corda forma un certo angolo con la direzione della corrente d'aria che le investe; infatti solo quando un'ala dal profilo simme: 18 TRAIETTORIA b ANGOLO DI DISCESA trico si trova in tale posizione, la corrente d'aria relativa scorre sulla sua superficie superiore con maggiore velocità e minore pressione che non sulla superficie inferiore, analogamente a quanto accade per le ali a profilo asimmetrico. Per far sì che ciò avvenga anche quando l'aereo sta volando con posizione e traiettoria coincidenti, le ali a profilo simmetrico devono essere monta. te con un angolo di calettamento superiore a 0. La portanza alare aumenta con l'aumentare del valore dell'angolo di incidenza fino ad un massimo di gradi, dopo di che decresce rapidamente e si annulla. Ciò è dovuto al fatto che quando l'ala assume una incidenza superiore a quella suddetta, la cor. rete d'aria ad essa aderente, se ne distacca bruscamente e lo strato limite assume un andamento turbolento; vengono allora a cessare gli effetti di pressione e depressione sulla superficie dell'ala che danno luogo alla portanza, e in pari tempo aumenta grandemente la resistenza incontrata dall'ala stessa all'avanzamento. L'incidenza di massima portanza è detta INCIDENZA CRITICA, appunto perché superandola viene a cessare la portanza; la condizione in cui avviene il distacco della corrente fluida dall'ala è detta STALLO, e se non viene rapidamente modificata con una "diminuzione dell'incidenza, provoca la caduta del velivolo. L'impiego degli ipersostentatc;>ri a fessura clii abbiamo accennato, consente di allo~tanare il pericolo di stallo quando l'aereo vola ad una incidenza superiore a quella che sarebbe la sua incidenza critica senza l'uso di tali dispositivi. Infatti, attraverso la fessura che si apre presso il bordo di entrata, una forte corrend idmmiwmiji È del tutto intuibile che la portanza è tanto maggiore quanto più estesa è la superficie alare. Si deve tuttavia osservare che a parità di superficie le ali con un forte ALLUNGA MENTO (che come sappiamo è il rapporto, fra l'apertura e la profondità alare), offrono un migliore rendimento aerodinamico. Infatti, i vortici che si verificano lungo le estremità, e che danno luogo alla resistenza indotta, risultano tanto più limitati quanto minore è l'estensione di tali estremità, cioè Altreitanto intuitiva è la ragione per cui la portanza, essendo prodotta dall'aria, diminuisce col diminuire della densità atmosferica, esattamente come accade per la resistenza, che ha le medesime origini. La portanza, come la resistenza, è direttamente proporzionale al quadrato della velocità.. La velocità di un aereo non può scendere al disotto di un limite minimo, diverso da velivolo a velivolo a seconda delle caratteristiche costruttive, altrimenti la portanza diventa insufficiente ad assicurarne la sostentazione. La velocità minima di un aereo, al disotto della quale la portanza diventa insufficiente è detta VELOCITA' CRITICA; a velocità inferiore a quella critica si verifica lo STALLO, analogamente a quanto avviene alle incidenze superiori a quella critica. L'impiego dei flap o ipersostentatori ad alette, aumentando la portanza alare, abbassa il limite di velocità critica; occorre però notare che un aereo con i flap di questo tipo abbassati, può cons~rvare la portanza te d'aria, proveniente dalla superficie inferiore all'ala, passa su quella superiore e ne lambisce il profilo, trascinando con sé Io strato d'aria aderente a tale superficie ed impedendogli di distaccarsi dall'ala e di divenire turbolento. quanto minore è la profondità alare; per conseguenza, agli effetti della resistenza indotta, un'ala stretta e lunga risulta più vantaggiosa di un'ala corta e larga. Notiamo per inciso che esistono alcuni tipi di ipersostentatori ad aletta, i quali, quando vengono messi in funzione, oltre a ruotare verso il basso, si spostano all'indietro oltre il bordo di uscita, determinando un effettivo seppure modestissimo aumento della superficie alare. Di conseguenza, la densità dell'aria si può definire come un fattore che è in proporzione diretta con la portanza, ed il cui valore varia in ragione _inversa della quota. ad una velocità inferiore a quella che sarebbe la sua velocità critica senza l'uso dei flap, ma è soggetto ad andare in stallo ad una incidenza inferiore a quella che sarebbe la sua incidenza critica senza l'uso dei flap. Esiste una stretta interdipendenza fra la velocità e l'incidenza; essa dipende dal fatto che entrambe sono fattori della portanza e che pertanto, diminuendo l'uno oltre certi limiti occorre aumentare l'altro affinchè la portanza non diventi insufficiente. Inoltre, l'aumento dell'incidenza comporta un aumento della resistenza dell'ala, che limita inevitabilmente la velocità. Pertanto, la minima velocità di un aereo corrisponde necessariamente alla massima incidenza utile, mentre la massima velocità corrisponde necessariamente alla minima incidenza (fig ) 19

12 lig. 27 LEZIONE QUART A VELOCITÀ 80 km/h INCIDENZA 15 GRADI TRAIETTORIA Massima incidenza minima velocità Si deve però tener presente che al disotto della velocità critica la portanza diviene insufficiente anche se l'incidenza è la più favorevole; così pure, mentre è possibile volare alla massima velocità con una incidenza minima, al disopra dell'incidenza critica la portanza viene a cessare quale che sia la velocità, che peraltro è ridotta al minimo dalla resistenza dell'ala. Il limite minimo di velocità di un aereo dipende anche dalla densità dell'aria, e quindi dalla quota; se la velocità minima di sostentazione di un velivolo a livello del mare è di 175 km/h, a metri di quota non può essere inferiore a 230.km/h. lig. 28 Quando un aereo ha raggiunto una quota alla quale la sua massima velocità corrisponde alla velocità minima di sostentazione, esso ha anche raggiunto il suo limite di quota, perchè tutta la portanza di cui può disporre gli consente appena di sostenersi in volo e quindi non può salire più in alto. Tale quota è detta QUOTA DI TANGEN ZA TEORICA, perchè di fatto non viene mai raggiunta. È detta invece QUOTA DI TANGENZA PRATICA quella alla quale l'aereo dispone ancora di una minima- capacità ascensionale (circa metri O,5 al secondo). Finora abbiamo parlato spesso della velocità, indicandola come uno dei fattori della resistenza e della portanza Ma la velocità non nasce da sola: come tutti sanno, l'aereo è dotato di un sistema motopropulsore costituito da uno o più motori ad elica o a reazione, il quale gli fornisce una trazione, o, più propriamente, una SPINTA, che a sua volta assicura al velivolo la velocità. La spinta, quale che sia il tipo e la sistemazione del motopropulsore, è sempre una forza che si esercita nella direzione dell'as se longitudinale del velivolo e nel senso del moto; essa pertanto si oppone direttamente alla resistenza incontrata dal velivolo. nell'avanzamento, che ha la stessa direzione e senso contrario (fig. 29). La spinta, determinando la velocità dell'aereo, concor-e a fornirgli la portanza e quindi ad assicurarne la SOSTENTAZIO NE; nello stesso tempo ne assicura la TRASLAZIONE. Esamineremo a suo tempo i Vari tipi di motopropulsori ed i principi secondo i quali producono la spinta. VELOCITÀ 250 km/h INCIDENZA 3 GRADI /ig. 29 TRAIETTORIA INCIDENZA Massima velocità minima incidenza RESISTENZA SPINTA 20 21

13 A questo punto possiamo riassumere tutte le forze agenti sul velivolo, che abbiamo esaminato finora; esse sono: - LA PORTANZA - LA RESISTENZA - LA SPINTA - IL PESO Queste quattro forze sono tutte applicate in un punto del velivolo detto CENTRO DI PRESSIONE; esse formano due coppie, ciascuna delle quali è composta da due forze contrapposte: la portanza e il peso, la spinta e la resistenza. Consideriamo adesso alcuni interessanti relazioni intercorrenti fra tali..forze. 1 - Nel volo orizzontale a quota e velocità costanti, la portanza e il peso si equilibrano, e così pure la spinta e la resistenza. Infatti, se la portanza fosse maggiore del peso, l'aereo salirebbe, se il peso fosse maggiore della portanza, scenderebbe; se la spinta fosse maggiore della resistenza, il moto del velivolo non sarebbe più uniforme, ma accelerato; se la resistenza fosse maggiore della spinta, la velocità del velivolo si annullerebbe e con ciò cesserèbbe la portanza. 2 -;-Nel volo in salita, il peso si scinde in due componenti, l'una delle quali è contrapposta alla portanza come nel volo orizzontale, mentre l'altra si somma alla resisten- za. In questa condizione di volo, rispetto a quella del volo orizzontale, la portanza necessaria è minore perchè deve equilibrare solo una componente del peso, mentre la spinta occorrente è maggiore, perché deve equilibrare, oltre che la resistenza, anche l'altra componente del peso che si somma a quest'ultima. 3 - Nell'opposta condizione del volo in discesa, il peso si scinde pure in due componenti, l'una contrapposta alla portanza come nel caso precedente, l'altra che si somma alla spinta. Anche in questo caso, rispetto al volo orizzontale, la portanza necessaria è minore, dovendo equilibrare solo una componente del peso; inoltre, anche la spinta occorrente è minore, perchè ad essa si somma l'altra componénte del peso. Esiste una condizione particolare di volo, nella quale la componente del peso sostituisce, completamente la spinta fornita dal motopropulsore; è quella del VOLO LI BRATO o PLANATO, che è proprio degli ALIANTI, e che si verifica anche con i comuni Velivoli, quando scendono a motore spento. Pertanto, un aereo al quale' venga a mancare il motore, precipita per mancanza di velovità e quindi di portanza, ma assume una traiettoria inclinata nella quale la velocità è assicurata dalla spinta fornita dalla componente del peso. Dai diagrammi possiamo osservare che i coefficienti di Portanza (e quindi la Portanza P = Cp _1_ p V'S) assumono valori 2 crescenti con l'aumentare dell'incidenza fi Mil.E!4t.flfeJfMd Dai diagrammi del Cp è Cr osserviamo che ad. alti valori di Cp comprendono anche alti valori di Cr e viceversa che per bassi valori di Cr, il Cp tende ad annullarsi. Pèr ottenere il miglior rendimento di un'ala bisogna quindi ricercare un compromesso phe permetta di ottenere buoni valori di Portanza con esigui valori di Resistenza. Eseguendo per vari valori dell'incidenza il rapporto tra il Cp e il Cr, rilevandoli dai. due diagrammi precedenti, si ottiene il diagramma dell'efficienza E =.f_,,:, Cp R. Cr di un'ala in funzione de:ll'incidenza. Da tale diagramma si può così rilevare quale sia il valore di incidenza (e quindi di Portanza e Resistenza} per la quale si ottiene la massima Efficienza e cioè il migliore rendimento aerodinamico. Ali di notevole allungamento (minore resistenza indotta} e profili accurati possono raggiungere efficienze mas,sime di 35 : 50.. Cioè possono sostenere 35 : 50 di kg di pe no ad un valore massimo (Cp Max) oltre al quale decadono bruscamente. Il valore dell'incidenza corrispondentemente al quale avviene la brusca diminuzione del Cp viene detta incidenza di stallo. so per ogni kg di Resistenza incontrata. Analogamente si può dire che un velivolo con E = 50 necessita di 1 kg di spinta ogni 50 kg di peso. Il valore dell'efficienza massima può essere inoltre utile per determinare, nel volo planato, quale può essere la massima distanza percorribile (D) mantenendo una certa incidenza ed avendo una determinata quota (H). Infatti si ha che H x E= D cioè, se ad esempio un aereo inizia la discesa da una quota di 1000 m con una efficienza pari a 50, percorre una distanza pari a 1000 X 50 = m = 50 km In genere si possono raggiungere efficienze da 25 a 50 per gli alianti da 5 a 10 per aerei, da caccia e da 10 a 20 per quelli commerciali. Il valore della Portanza e della Resistenza che si generano su un'ala vengono calcolate sperimentalmente, ponendo un modello in galleria aerodinamica e rilevando i valori di P e R con degli strumenti di misura delle forze (dinamometri). Il rapporto tra la Portanza misurata e il prodotto della pressione dinamica (_l_ p V') 2 a~ui viene assoggetiato il modello dell'ala e la superficie di questa, fornisce un numero adimensionale, detto coefficie~te di portanza (Cp) cioè; CP = p _!_p V'S 2 Analogamente si ottiene il coefficiente di resistenza ( Cr) CR = R 2.pV'S 2 Dando diversi valori di incidenza al modello si ottengono I diagrammi in figura (fig. 30, 31, 31/a, 32) $1.l(g,, fig.so fig. 91/a 22 23

14 LEZIONE QUINTA LE Ora che conosciamo i principi teorici del volo, è venuto il momento di prendere in esame l'aeroplano, per renderci finalmente conto di come sia fatto e come funzioni in tutte le sue parti, e di come faccia praticamente a volare. Esamineremo quindi dettagliatamente tutte le parti principali dell'aereo, che sono le seguenti:.. - ALA - FUSOLIERA -ORGANI, DI GOVERNO Dell'ala abbiamo già descritto il PROFI LO e le diverse forme che esso può presentare (PIANO, PIANO-CONVESSO, BI CONVESSO SIMMETRICO e ASIMME TRICO, CONCAVO-CONVESSO), la PROFONDITÀ, L'APERTURA ALARE e la CORDA ALARE, le parti in cui si distingue (SEMIALA DESTRA e SINISTRA, RADI CE, ESTREMITÀ, DORSO e VENTRE, BORDO DI ATTACCO o di ENTRATA e BORDO di USCITA) e gli IPERSOSTEN TATORl o FLAP.. flg. 34 Movimento ed effetto degli alettoni - GRUPPO MOTOPROPULSORE - ORGANI DI ATTERRAGIO O DI AMMARAGGIO -ORGANI DI COMANDO - STRUMENTI DI BORDO Nel trattare dell'ala e della fusoliera, prenderemo in esame anche gli organi di governo che ne fanno parte e gli organi di atterraggio; nel trattare degli organi di comando, esamineremo anche brevemente le principali manovre del velivolo. Abbiamo anche accennato agli ALETTO NI, che sono delle superfici mobili situate presso il bordo di uscita, alle due estremità dell'ala. A differenza dei flap, che ruotano entrambi verso il basso incurvando il profilo alare e aumentandone favorevolmente l'asimmetria e quindi la portanza, gli alettoni si muovono di moto coniugato, vale a dire che mentre uno di essi ruota verso il basso, l'altro contemporaneamente ruota verso lalto e viceversa, sempre, na- turalniente, a comando del pilota. Tale movimento fa si che la semiala cui appartiene l'alettone che ruota ver so il basso, assuma un profilo concavo nella parte inferiore, come accade per l'azione dei flap, e acquisti una maggiore portanza, che ne provaca l'innalza.. mento; mentre la semiala che ha I'alet tone che ruota verso l'alto assume un profilo concavo nella parte superiore, che risulta sfavornvole alla portanza, la quale diminuisce provocandone l'ab bassamento (fig. 34). In conclusione, con la manovra degli alettoni il velivolo compie una rotazio ne intorno al suo asse longitudinale (movimento di rollio), abbassando una semiala e alzando laltra: vedremo fra breve come questa manovra sia necessaria per far compiere all'aereo le virate. Torniamo adesso a considerare la forma dell'ala, vista in pianta e vista di fronte. In pianta l'ala può presentare le se guenti forme (fig. 35): - RETTANGOLARE, con le SEMIA LI DIRITTE, oppure RASTREMATE, cioè restringentisi verso le estremità, (o anche, in qualche caso, con le estremità arrotondate). - TRAPEZOIDALE (il lato maggiore del trapezio corrisponde al bordo di attacco). -A DELTA, coiè avente la forma triangolare della omonima lettera greca e disposta con il vertice rivolto in avanti. - A FRECCIA (non si tratta di un vero e proprio tipo di ala, ma di semiali trapezoidali, rettangolari rastremate, montate in modo da formare posteriormente un angolo con la fusoliera inferiore ai 90. Spesso, nei velivoli più moderni e nei prototipi di avanguadia l'ala presenta una forma composita, con un certo disegno nella parte centrale (ad esempio, a delta) ed un disegno diverso alle estremità (ad esempio, a freccia); sugli aviogetti supersonici più recenti sono state anche adottate ali a GEO METRIA VARIABILE, cioè con l'angolo di freccia modificabile in volo, per adattarle alle esigenze aerodinamiche delle basse e delle altissime velocità. Di fronte, l'ala può presentare le seguenti o RASTREMATA ffg.35 RETTANGOLARE CON ESTREMITÀ QUADRE O ARROTONDATE TRAPEZOIDALE A DELTA Forme dell'ala In pianta 26 27

15 forme (fig. 36). - RETTILINEA -A DIEDRO POSITIVO, cioè con le due semiali formanti un angolo aperto verso l'alto. - A DIEDRO NEGATIVO, cioè con le due semiali inclinate verso il basso (questa ala, poco comune, diventa rettilinea quando l'aereo è in volo). -A «V DIRITTA, cioè a forma di «V aperta verso l'alto nella parte centrale e rettilinea alle estremità. -A V ROVESCIA, forma inversa alla precedente («V» aperta verso il basso), caratteristica dei famosi aerei «Stukas» tedeschi per il bombardamento in picchiata. La forma dell'ala influisce notevolmente sulla stabilità e sull'efficienza del velivolo. L'ala a freccia favorisce là stabilità direzionale; cioè la correzione automatica, da parte del velivolo, delle indesiderate rotazioni intorno all'asse verticale. Infatti, quando il velivolo ruota, ad esempio verso la destra, la semiala sinistra viene a trovarsi più avanzata di quella destra; di conseguenza la semiala sinistra espone all'urto frontale dell'aria una superficie maggiore di quella destra, che. si trova arretrata e che per di più è posta «in ombra aerodinamica» dalla fusoliera. Ciò fa sì che la semiala sinistra venga frenata dalla maggiore resistenza che incontra rispetto a quella destra e che il velivolo sia indotto a ruotare in senso inverso ed a ritornare nella posizione primitiva. L'ala a diedro positivo, invece favori.. sce la stabilità laterale, vale a dire l'opposizione automatica del velivolo alle indesiderate rotazione intorno all'asse longitudinale (movimento di rollio). Infatti, quando l'aereo s'inclina, ad esempio a destra, l'angolo di incidenza reale della semiala destra, a causa della combinazione del movimento di tj:aslazione cnn quello di inclinazione della semiala stessa verso il basso, viene ad essere maggiore dell'angolo di incidenza della semiala sinistra, la quale è soggetta all'effetto opposto perchè s'inclina verso l'alto. Di conseguenza la semiala destra acquista maggior portanza della semiala sinistra, e ciò provoca il raddrizzamento del velivolo. ~~==Q=g.=36 RETilUNEA A DIEDRO posmvo A DIEDRO NEGATIVO A cv DIRITTO A cv ROVESCIO Forme del lala vista di fronte Le ali rastremate e quelle con le estremità arrotondate, infine, risultano più efficienti di quelle diritte, perchè sono meno soggette ai vortici di estremità, che provocano la resistenza indotta. Passando a trattare della struttura dell'ala, osserviamo anzitutto che è ormai stata definitivamente abbandonata la formula del BIPLANO, che ai primi tempi dell'aviazione aveva brillantemente risolto Il problema di ottenere ali leggere e nello stesso tempo robuste e Indeformabili, nonché di limitata apertura e di grande superficie; oggi gli aeroplani sono tutti MONOPLANI, dato che il biplano, contro i suddetti vantaggi, presentava l'inconveniente di una grande resistenza, incompatibile con le odierne velocità. Un tempo le ali consistevano in un'armatura di legno, costituita da due o più travi a sezione quadrata o rettangolare detti LONGHERONI, disposti nel senso della lunghezza, ed uniti da elementi trasversali pure in legno, detti CENTINE, sagoma!! In modo da conferire all'ala il profilo desiderato; sulle centine era posto un rivestimento di legno compensato, a sua volta rivestito di tela verniciata. Oggi, che con l'avvento di leghe metalliche che uniscono i massimi requisiti di robustezza e di leggerezza, e con l'adozione di nuove tecniche costruttive, si è passati all'impiego di longheroni tubolari o scatolati, di centine metalliche ottenute per stampaggio, di rivestimenti metallici con funzione portante. flg. 37 Struttura Interna dell'ala Anche le materie plastiche trovano un impiego sempre più largo in aviazione, ed esistono persino alianti costruiti completamente In plastica, ala compresa. Solo per i piccoli aerei da turismo, come pure per gli alianti più comuni, si fa ancora ricorso alla. tradizionale costruzione in legno (fig. 37). Per quanto concerne la posizione in cui è collocata rispetto alla fusoliera, osserviamo che l'ala può essere (fig. 38): - ALTA, se è situata al disopra della mezzeria della fusoliera (quando il posto di pilotaggio del velivolo è scoperto e lala è collocata sopra di esso, si dice ALA ALTA A PARASOLE). - BASSA, se è collocata al disotto della mezzeria della fusoliera. - CENTRALE, se è posta a metà della lunghezza della fusoliera. -AVANZATA, se è posta oltre la metà della fusoliera, verso la prua. - ARRETAATA, se è posta oltre la metà della fusoliera, verso la coda. L'ala, inoltre, può essere montata sull'aereo a SBALZO, cioè senza alcun sostegno esterno, oppure con MONTANTI, che la collegano alla fusoliera; questa soluzione, poco aerodinamica' viene oggi adottata quasi esclusivamente per i piccoli aerei da turismo. Infine l'ala può essere SVERGOLATA, cioè tale che il suo angolo di calettamento non presenti un valore costante per tutta l'apertura alare, ma vada decrescendo verso le estremità in modo che queste abbiano sempre un angolo di Incidenza Inferiore a quello della pàrte centrale dell'ala stessa. Questa soluzione si adotta per evitare che le estremità alari, in certe condizioni di volo, possano entrare in stallo prima della restante parte dell'ala. Non possiamo concludere questa lezione sulle caratteristiche dell'ala, senza considerare gli sforzi che essa deve sopportare. In effetti, l'ala è pressoché l'unica parte del velivolo In cui si sviluppa la portanza necessaria per sollevare l'aereo ed il suo carico, e pertanto essa deve sopportarne tutto il peso; (anche l'impennaggio orizzontale di coda, contribuisce alla portanza, e persino la 28 29

16 fusoliera, ma in ffiisura irrilevante agli effetti della sostentazione). Per conseguenza, l'ala, durante il volo, è soggetta ad un «momento flettente»; vale a dire che le due semiali tendono a flettersi verso l'alto e si spezzerebbero alle radici se lo sforzo cui l'ala è soggetta non fosse debi- tamente previsto ed essa non fosse messa in grado di sopportarlo mediante un opportuno irrobustimento (realizzato oggi mediante strutture interne, ed un tempo con montanti e tiranti esterni), e anche facendo in modo che il peso del velivolo non sia collo- calo solo nella fusoliera, ma pure nell'ala stessa; infatti, in un velivolo che abbia, ad esempio, i motori, sistemati nell'ala, il momento flettente è minore che in un velivolo di ugual peso che li abbia collocati sulla fusoliera. fig. 38 Posizione dell'ala Lo sforzo cui è soggetta l'ala in ragione del peso del velivolo, viene calcolato in termini di CARICO ALARE, cioè del peso che l'ala deve sopportare per ogni metro quadrato della sua superficie; per i velivoli leggeri di un tempo, i carichi alari erano di p_ochi chilogrammi: oggi, con l'aumentato tonnellaggio dei velivoli e la contemporanea riduzione delle dimensioni delle ali, imposta dalle alte velocità, si arriva persino a carichi alari di alcuni quintali. Oltre che al momento flettente che deriva dal carico che deve sepportare, l'ala è soggetta ad un «momento torcente», che tende a svergolarla; esso deriva dalla resistenza che l'ala incontra durante il volo e viene contrastato mediante l'opportuno dimensionamento delle strutture interne dell'ala stessa. --e-= ALA ALTA ALA MEDIA ALA BASSA LEZIONE SESTA PARTI DEL VELIVOLO: E GLI IMPENNAGGI I testi di' aerotecnica dei primi tempi dell'aviazione dicevano che la fusoliera (allora chiamata carlinga ) è quella parte del velivolo destinata ad unire insieme tutte le altre, e incidentalmente, a contenere il pilota. Questa definizione - piuttosto spregiativa, ma non del tutto inesatta, visto che Orville Wright, durante lo storico primo volo dell'aeroplano nel 1903, non se ne stava affatto seduto nella carlinga, ma era semplicemente sdraiato sull'ala - voleva significare che la fusoliera, di per sé stessa, non recava alcun contributo al volo dell'aereo. Ciò è vero ancora oggi, ma ci sembra giusto non sottovalutare il fatto che la fusoliera, oltre ad ospitare i piloti, i passeggeri _ed il carico, il cui trasporto costituisce lo scopo del volo, è anche la «centrale» che contiene tutti i comandi e gli strumenti destinati a_l governo dell'aereo e alla navigazione. Strutturalmente, la fusoliera, come l'ala, è costituita da elementi trasversali che le conferiscono la forma, collegati da ordinate disposte nel senso della lunghezza, il tutto ricoperto da un rivestimento esterno che può essere di legno compensato, metallo o anche materia plastica. Circa la forma, un tempo le fusoliere avevano una sezione rettangolare, quadrata o trapezoidale, oppure circolare, ovoidale o ellittica che si andava restringendo verso le estremità di prua e di coda. Oggi le fusoliere come dice la parola tendono prevalentemente ad assumere una forma il più possibile «affusolata», cioè presentano quasi sempre una sezione arrotondata ed un profilo assottigliato alle estremità, e sono raccordate armonicamente alle altre parti del velivolo, in modo che questo risponda ai migliori requisiti aerodinamici. La fusoliera può essere INTERA o TRON CA. Nel primo caso forma un corpo unico con gli impennaggi di coda; nel secondo, rispetto a questi ultimi, forma un corpo a sé e gli impennaggi sono uniti alla fusoliera o all'ala per mezzo di uno o più TRAVI DI CODA, che sono tralicci metallici, rivestiti di solito da una carenatura aerodinamica. Una soluzione di questo genere caratterizzava l'aereo da trasporto Fairchild C.119, che aveva una fusoliera tronca posta sotto l'ala e fiancheggiata da due travi di coda che uniscono l'ala agli impennaggi. Le figure mostrano varie forme di fusoliere. Nei piccoli velivoli, la fusoliera, può essere APERTA o CHIUSA, cioè con il posto di pilotaggio scoperto o meno, oppure sco perto ma riparato da un TETTUCCIO tra- sparente amovibile; tali velivoli possono essere inoltre MONOPOSTI o BIPOSTI, con i posti affiancati o IN TANDEM, cioè uno dietro l'altro. Nei biposti, i posti di pilotaggio pos_sono essere uno solo o entrambi, e si hanno così aerei a comando uriico o A DOPPIO COMANDO. flg P.D

17 lig P.166 I velivoli più grandi, possono presentare internamente le sistemazioni più diverse. I posti di pilotaggio sono sempre due affiançatl, e possono essere collocati in un locale separato da quello dei passeggeri; in quest'ultimo caso, si ha una distinta CA'3INA..,,. Ali' estremità posteriore della fusoliera (che è detta POPPA o CODA, mentre quella anteriore è detta PRUA o MUSO), oppure all'estremità posteriore dei travi di coda, sono posti i'impennaggio VERTICALE e i'impennaggio ORIZZONTALE del velivolo; entrambi sono composti da una parte fissa, che ha lo scopo di assicurare la stabilità dell'aereo, e di una parte mobile, che ha lo scopo di consentirne le manovre (fig. 42). L'impennaggio orizzontale è costituito da un plano fisso e da un piano mobile disposti, come dice il termine, in posizione orizzontale, trasversalmente alla coda del velivolo. Il piano fisso prende il nome di STA BILIZZATORE: alla parte posteriore di esso è incernierato, In modo che possa ruotare verso l'alto e verso il basso, il piano mobile, chiamato EQUILIBRATORE o TIMO NE DI PROFONDITÀ o DI QUOTA. Entrambi questi piani hanno una struttura analoga a quella dell'ala, ed un profilo solitamente plano o leggermente biconvesso; lo stabilizzatore ha generalmente una forma trapezoidale o triangolare, l'equilibratore una forma rettangolare. Intaluni aerei, Io stabilizzatore e l'equilibratore formano un corpo unico, interamente mobile a comando del pilota; in altri, lo stabilizzatore ha un calettamento variabile entro certi limiti e l'equilibratore è completamente mobile. La funzione dello STABILIZZATORE è lig AMX DI PILOTAGGIO. I posti per i passeggeri possono essere disposti su un solo piano o anche, in alcuni grandi velivoli di linea, su due plani; in tal caso si ha un aereo A DUE PONTI. quella di consentire al velivolo di correggere automaticamente le indesiderate rotazioni intorno all'asse trasversale (movimenti,di beccheggio, tendenza a picchiare o a cabrare). Tale funzione si esplica nel modo seguente. Quando lo stabilizzatore viene calettato parallelamente all'asse longitudinale dell'aereo, a causa del suo profilo piano o biconvesso, durante li volo livellato non sviluppa alcuna portanza (coda cosidetta neutra). Se il velivolo tende a cabrare, alzando il muso e abbassando la coda, lo stabilizzatore viene ad avere un'incidenza positiva e diventa portante, per cui la coda si solleva, costringendo il muso ad abbassarsi e l'aereo ritorna in posizione orizzontale, Se invece l'aereo tende a picchiare, abbassando il muso ed alzando la coda, lo stabilizzatore viene ad avere una incidenza negativa e sviluppa una «deportanza», cioè una portanza diretta verso il basso; questa fa abbassare la coda e alzare il muso del velivolo, riportandolo alla posizione orizzontale. Naturalmente, alle suddette azioni partecipa anche l'equilibratore quando è in posizione f!eutra e forma un piano unico con lo stabilizzatore. Lo stabilizzatore funziona in modo analogo quando è calettato con una incidenza negativa (coda deportante) o positiva (coda portante); soltanto che nel primo caso esso conferisce al velivolo un'intrinseca tendenza a cqbrare (aereo «pesante di coda») e ne( secondo caso una intrinseca tendenza a picchiare {aereo «pesante di muso). La funzione dell'equilibratore, è invece quella di provocare a volontà del pilota i movimenti dell'aereo intorno all'asse trasversale del velivolo, per compiere le manovre di picchiata e cabrata. Quando l'equilibratore viene fatto ruotare verso il basso, il piano orizzontale di coda, composto da esso e dallo stabilizzatore, assume un profilo curvo (convesso nella parte superiore, concavo in quella inferiore) e perciò diventa portante, costringendo la coda del velivolo ad alzarsi ed il muso ad abbassarsi, per cui l'aereo si dispone in picchiata. Quando invece l'equilibratore viene fatto ruotare verso l'alto, il piano orizzontale di coda assume un profilo curvo alla rovescia (concavo superiormente, convesso inferiormente); perciò sviluppa una portanza negativa, una ctdeportanza» che fa abbassare la coda e alzare il muso del velivolo, disponendolo in cabrata. L'impennaggio verticale è costituito da un piano fisso e da un piano mobile disposti verticalmente sulla coda o sul trave di coda.. Il piano fisso è chiamato DERIVA, ed ha struttura, profilo e forma analoghi a quelli dello stabilizzatore. Il piano mobile è incerniato alla parte posteriore della deriva; esso ha generalmente una forma rettangolare ed è chiamato TIMONE DI DIREZIONE o semplicemente TIMONE. La funzione della DERIVA è quella di correggere automaticamente le indesiderate rotazioni del velivolo intorno all'asse verticale, cioè la tendenza a girare a destra o a sinistra. Difatti, se il velivolo ruota, ad esempio, verso destra, spostando, di conseguenza, la coda verso sinistra, il lato sinistro dello stabilizzatore viene investito dal vento relativo, che costringe la coda del velivolo a ruotare in senso inverso ed a ritornare nella posizione primitiva. L'inverso accade se il velivolo ruota verso sinistra. La deriva, con effetto analogo, provvede inoltre ad assicurare là stabilità trasversale dell'aereo, opponendosi ai movimenti di rollio intorno all'asse longitudinale. lig. 42 EQUILIBRATORE DERIVA TIMONE STABILIZZATORE IMPENNAGGI DI CODA La funzione del TIMONE DI DIREZIONE è invece quella di consentire, a volontà del pilota, le rotazioni dell'aereo intorno all'asse verticale, che sono necessarie, come vedremo, insieme a quelle intorno all'asse longitudinale, per compiere in volo le manovre di virata, oltreché, da sole, per manovrare l'aereo da terra. Quando il timone viene fatto ruotare, ad esempio, verso destra, esso viene investito dalla corrente d'aria relativa surlato destro, e la spinta che riceve costringe la coda dell'aereo a ruotare verso sinistra ed il muso a ruotare verso destra. È da notare che, sia la manovra dell'equilibratore, sia quella del timone di direzione, hanno per effetto di far ruotare il velivolo nello stesso senso in cui vengono fatte ruotare le superfici mobili in questione. Normalmente, l'impennaggio orizzontale è unico, sebbene un tempo siano anche stati costruiti velivoli con due e persino tre impennaggi orizzontali sovrapposti, per aumentarne l'efficacia. L'impennaggio verticale, sui velivoli più grandi, può essere invece ancora oggi doppio o triplo; lo scopo di tale soluzione, che viene adottata nei plurimotori, oltre che quello di aumentare l'efficacia dei timoni di direzione in Volo, è quello di aumentarla alle basse velocità di atterraggio e nelle manovre a terra, facendo in modo che i timoni, per la loro posizione, vengano a trovarsi immersi nel flusso delle correnti d'aria provocate dalle eliche dei motori 32 33

18 L'impennaggio ori12ontale può essere collocato alla base di quello verticale. (basso), a metà di questo ed in croce con esso (medio), ed in tal caso è diviso in due parti collocate a destra e a sinistra dell'impennaggio verticale, oppure può essere collocato sopra quest'ultimo (alto). Sia l'equilibratore che il timone, di regola sono dotati di piccole alette orientabili incernierate sul loro bordo di uscita, che sono dette ALETIE CORRETIRICI o TRIM; esse, in alcuni velivoli sono regolabili a terra prima del decollo, in altri sono regolabili in volo. I TRIM vengono fatti ruotare nello stesso senso del timone e dell'equilibratore e lasciati nella posizione desiderata per correggere stabllménte, senza agire sui comandi, la ten. denza del velivolo a cabrare o a picchiare (ad esempio per lo spostamento della posizione del centro di gravità, dovuto al carico) o a ruotare a destra o a sinistra (ad esempio, per l'arresto di un motore, nei bimotori), come pure per alleggerire lo sforzo del pilota sui comandi. Alcuni tipi di velivoli hanno l'equilibratore e il timone di direzione dotati di altre alette mobili denominate FLETINER, che ruotano in senso inverso a quello delle superfici su cui sono incerniate. La funzione di tali alette, è quella di costringere il timone di direzione e l'equilibratore ad assumere e mantenere senza l'intervento del pilota, una certa angolazione, per gli stessi scopi per cui vengono usati i trim. Il flettner del timone infatti, ruotando ad esempio verso destra, viene investito dalla corrente d'aria relativa e costringe il timone a piegare a sinistra ed a mantenersi in tale posizione. Un effetto analogo è prodotto dal flettner sull'equilibratore. Anche i flettner. come i trim, possono essere, a seconda del tipo dell'aereo, regolabili a terra oppure in 34 volo (fig. 44). Esiste poi un mezzo per fari sì che la corrente d'aria relativa «aiuti» la rotazione del timone e dell'equilibratore; esso consiste nel prolungare tali superfici oltre la linea di cerniera; in tal modo, quando il timone o l'equilibratore ruotano in un senso, parte della loro superficie che si trova oltre la linea di cerniera, chiamata BECCO DI COM PENSAZIONE, ruota nel senso opposto e la spinta dell'aria su questa parte «compensa parzialmente quella esercitata dall'aria stessa sull'altra parte del limone o dell'equilibratore, diminuendo lo sforzo richiesto dalla manovra (fig. 45). TRIM O FLETTNER lig. 44 POSIZIONE DEI TRIM O DEI FLETTNER SULL'EQUILIBRATORE c 1e= TRIM A PICCHIARE c.r~, FLETTNER A PICCHIARE Movimento dei trim o dei flettner Non c'è molto da dire circa gli organi di atterraggio e di ammaraggio che, come tutti sanno, sono quelli destinati a permettere il contatto del velivolo con una superficie solida o liquida, prima e dopo del volo; a seconda che siano destinati a posarsi sulla terra, sull'acqua o su entrambe, i velivoli prendono il nome di AEREI TERRESTRI, IDROVOLANTI e VELIVOLI ANFIBI. lig. 45 BECCO Gli aerei' terrestri sono dotati di un organo di atterraggio il cui tipo più semplice è costituito da due ruote gommate, imperniate alle due estremità di un asse orizzontale collegato alla fusoliera da un traliccio di tubi: il tutto prende il nome di CARRELLO BiqCLO, è collocato sotto la fusoliera poco più avanti del centro di gravità del velivolo, ed è completato da una piccola ruota sopportata da una forcella, posta sotto la poppa dell'aereo, che prende il nome di RUOTINO DI CODA. Tale tipo di carrello, chiamato CARRELLO FISSO perché non può scomparire all'interno del velivolo durante il volo, si trova solo sui piccoli velivoli, e spesso ha le ruote coperte da una cappottatura aerodinamica, per diminuirne la resistenza all'aria. In talune aerei il carrello in questione anziché essere costituito da un unico traliccio, è formato da due armature distinte, una per ciascuna ruota, dette GAMBE DI FORZA e collocate sotto le ali anziché sotto la fusoliera (fig. 46 a-b). li carrello biciclo, nei velivoli più moderni e veloci, è RETRATIILE, vale a dire che è composto da due armature separate chiamate SEMICARRELLI, che durante il volo possono essere retratte o ripiegate in appositi alloggiamenti ricavati nella fuc;oliera o nelle ali (fig. 46 c). BECCO LINEA DI CERNIERA Ma il tipo di carrello più progredito è il CARRELLO TRICICLO, così chiamato perché composto da un normale carrello biciclo retrattile, collocato però posteriormente al centro di gravità dell'aereo, e da un RUOTINO ANTERIORE, anch'esso retrattile, posto sotto la prua del velivolo, e generalmente sterzabile (fig. 47). Il carrello triciclo presenta rimarchevoli vantaggi su quello biciclo esso rende quasi impossibile al velivolo di cappottare (rovesciarsi in avanti) durante il decollo e l'atterraggio, e diminuisce anche, durante tali manovre, il pericolo di imbardate (sbandamente laterali) essendo dotato di spiccata stabilità direzionale. Gli aerei di grande tonnellaggio hanno ciascun semicarrello dotato di più ruote, ed anche il ruotino anteriore è multiplo, allo scopo di ridurre il peso gravante su ciascuna ruota e di distribuire meglio il peso dell'aereo sullla pista; così pure esistono velivoli dotati di carrelli cingolanti. Una particolare categoria di velivoli terrestri è quella degli aerei dei paesi nordici, destinati a posarsi sempre su terreni nevosi, che sono muniti di carrelli fissi recanti due sci al posto delle ruote. I carrelli sono sempre muniti di freni alle ruote, per ridurre la corsa dell'.aereo dopo 35

19 \. Fig. 46 I carrelli bicicli di tre storici aeroplani italiani: ~l Carrello a traliccio del FIAT BR..3 Fig. 41 Il carrello triciclo di un moderno velivolo da turismo l'atterraggio; i freni sono generalmente dotati di dispositivi differenziatori, che fanno sì che nelle curve risulti più frenata la ruota interna; esistono inoltre dispositivi per evitare lo slittamento delle ruote in caso di frenata troppo brusca al momento deu:impatto. I carrelli sono altresì provvisti di arnmor- - Gli idrovolanti sono dotati di ORGANI di AMMARAGGIO, che sostituiscono il carrello degli aerei terrestri e si distinguono in due categorie; IDROVOLANTI A SCAFO CEN TRALE e IDROVOLANTI A GALLEG GIANTI. tizzatori per addolcire l'impatto col terreno al momento dell'atterraggio e rendere più morbida e sicura la corsa di rullaggio; per le ruote, allo scopo di evitare il pericolo di scoppio, vengono adottati pneumatici ad alta resistenza e bassa pressione. Gli idrovolanti a scafo centrale hanno la fusoliera stagna che ne assicura il galleggiamento il flottaggio e posano sull'acqua con la fusoliera stessa; nella parte inferiore di questa è ricavato un gradino detto REDAM, che ne favorisce il distacco dall'acqua nella Gli idrovolanti a galleggianti hanno un ve ro e proprio carrello fisso munito di due grandi galleggianti fusiformi al posto delle ruote, chiamati comunemente SCARPONI. fase di decollo. Sottp le ali dell'aereo sono posti due piccoli galleggianti destinati ad impedire che le estremità alari si immergano nell'acqua in caso di rollio. b) Carrello fisso a gambe di forza del FIAT CR.42 e) Carrello retrattile del FIAT G.50 Fig. 48 Idrovolante a scafo centrale 36 37

20 LEZIONE SETTIMA fig Idrovolante a galleggianti I velivoli ANFIBI dovendo posarsi indifferentemente sia sulla terra che sull'acqua sono costruiti come gli idrovolanti a scafo centrale e per di più sono muniti di un carrello a ruote. Come abbiamo accennato nella quarta lezione, il GRUPPO MOTOPROPULSO RE è quell'organo che fornisce all'aereo la SPINTA o TRAZIONE, che a sua volta gli fornisce la VELOCITÀ; in definitiva, è quindi il gruppo motopropulsore che assicura la TRASLAZIONE del velivolo, e che nello stesso tempo contribuisce alla sua SO STENTAZIONE attraverso il fattore velocità. Il nome dell'organo in questione è dovuto al fatto che in esso, di qualunque genere sia, si possono sempre distinguere due parti: una, costituita da un MOTORE, destinato a produrre e ad erogare la potenza necessaria per la spinta, l'altra, costituita da un PROPULSORE, che assorbe tale potenza e la trasforma in spinta (è indifferente parlare di spinta o di trazione: ciò che conta è che si tratta di una forza sempre diretta in senso opposto alla resistenza). Gli organi motopropulsori di un aereo possono essere uno o più di uno, ed il velivolo, a secondo del loro numero, prende il nome di MONOMOTORE, BIMOTORE, TRIMOTORE, QUADRIMOTORE, PLURI MOTORE. I motopropulsori possono essere collocati nella fusoliera, sopra di essa o ai lati di essa in apposite GONDOLE, oppure nelle ali o sotto o sopra di queste; oppure lateralmente o superiormente alla coda, come negli aerei civili ((Caravelle)) e ~(Tridentn; inoltre possono essere disposti singolarmente o a coppie. I principali tipi di motopropulsori sono i seguenti: - MOTORE ALTERNATIVO AD ELICA - TURBOREATTORE - TURBOELICA Esistono poi altri tipi di motopropulsori, che non trovano praticamente impiego sugli aeroplani e sono lo STATOREATTORE e il PULSOREATTORE; infine vi sono i MOTORI A RAZZO, che sono impiegati soltanto sui missili e su alcuni aerei sperimentali. Esaminiamo un po' in dettaglio tutti questi tipi di motopropulsori, iniziando dal motore alternativo ad elica. Anfibio Grumman HU-16 Il motore ad elica, come tutti sanno, è stato il primo ad essere impiegato sugli aerei e non è stato ancora spodestato dai motori a reazione, almeno nel campo dei velivoli di piccole e medie prestazioni come tonnellaggio e come velocità. In questo tipo di motopropulsore, il motore vero e proprio è un motore alternativo a scoppio, alimentato a benzina, concettualmente identico a quello dell'automobile. Riteniamo superfluo descriverne il funzionamento, ma è necessario notare alcune caratteristiche peculiari e alcune differenze che esso presenta rispetto al motore a scoppio classico. Nel motore alternativo da aeroplano, si cerca di ottenere ad un tempo la massima potenza, il minimo ingombro e la massima leggerezza adottando materiali leggeri e resistenti e ricorrendo ad elevati rapporti di compressione e ad alti regimi di rotazione. Si tratta sempre di motori a quattro tempi, alimentati a benzina; generalmente a mezzo di un carburatore; ma esistono anche motori ad iniziane diretta, realizzata mediante speciali pompe ed iniettori