Il Blog della Coppa America 2007 – Valencia (Spain) presenta il corso di Teoria della Vela – Lez. 1.3) “Angolo di Attacco (AOA)”

006c0605ll1Eccoci di nuovo qui´ con l´appuntamento settimanale

Continuiamo la pubblicazione, per gentile concessione di Renato Chiesa (www.renatoc.it), la pubblicazione in 14 puntate del corso di

TEORIA DELLA VELA
(di Renato Chiesa)

Ogni lunedì publicheremo una puntata del corso.

Le lezioni pubblicate:

  1. 12 febbraio 2007 – “Lez. 1) – La Fisica della Vela
    Lez. 1.1) – Alcuni principi basilari della fisica
  2. 22 febbraio 2007 – “Lez. 1.2) – Forza = Portanza + Resistenza
  3. 26 febbraio 2007 – “Lez 1.3) – Angolo di Attacco
  4. 5 marzo 2007“Lez 1.4) – L´importanza delle Vele di Prua”
  5. 12 marzo 2007“Lez 1.5) – Resistenza dello Scafo”
  6. 19 marzo 2007“Lez 1.6) – Il Vento Apparente”
  7. 29 marzo 20071.7) Le Andature
  8. 2 aprile 20071.8) Bordeggio
  9. 7 aprile 20071.9) VMG (Velocity made good)

Oggi pubblichiamo:
1.3) Angolo di Attacco (26 febbraio 2007 – lunedi´)

In questo corso troverete tanti termini appartenenti al tipico gergo navale. Se avete bisogno di chiarimenti potete consultare
1) il GLOSSARIO DEI TERMINI NAUTICI (in ordine alfabetico);
2) il GLOSSARIO DEI TERMINI NAUTICI (suddiviso in categorie);

Adesso possiamo procedere con la teoria vera e propria. Si parte:

1.3) 3°lezione
Angolo di Attacco

L’angolo tra il profilo alare e il flusso è detto angolo di attacco AOA (Angle of Attack) oppure con la lettera greca alfa. Normalizzando i valori di portanza e resistenza a dimensioni della forza totale che agisce su un ipotetico profilo alare cilindrico, otteniamo due coefficienti, CP per la portanza, e CR per la resistenza, che è possibile comparare direttamente con altri valori per differenti profili alari e angoli di attacco. Il rapporto tra alfa ed il coefficiente di portanza è chiamato curva di portanza, e tra alfa e la resistenza, curva di resistenza.

Alcune caratteristiche sono simili per tutti i profili alari, c’è un angolo di attacco AOA in cui il coefficiente di portanza è massimo, e un angolo di attacco in cui lo è il coefficiente di resistenza (massimo). C’è anche un angolo in cui il rapporto tra portanza e resistenza è massimo. Questo “massimo” (P/R) rappresenta il miglior angolo di salita per un aereo e il miglior angolo di bolina (risalire il vento) per una barca a vela. Osservando queste curve di portanza e resistenza si nota che il coefficiente di portanza cresce gradualmente sino a raggiungere il suo valore massimo dopo il quale decresce rapidamente. Contemporaneamente la resistenza aumenta drasticamente, questo fenomeno è dovuto alla turbolenza del fluido nella parte posteriore dell’ala o della vela. L’aria non può più scorrere intorno alla vela (ricordarsi che è questo scorrimento della massa d’aria che crea la portanza). C’è un momento (sweet spot) appena prima che questo accada, in cui la portanza è al massimo e la resistenza non ha ancora iniziato ad aumentare rapidamente, a questo punto il rapporto tra portanza e resistenza è al massimo, ed è questa la condizione che ogni regalante cerca per portare al massimo delle prestazioni la sua barca quando risale il vento. Oltre questo punto la portanza decade e la resistenza aumenta. In più siccome una vela é fatta di tessuto sotto un certo AOA essa non può mantenere la sua sagoma e “fileggia” nel vento. Alcuni catamarani ad alte prestazioni hanno in effetti vele rigide per migliorare la sagoma del profilo alare.

Questo grafico rappresenta le curve di portanza e resistenza delle barche da Coppa America. Possiamo notare che l’ottimizzazione tra portanza e resistenza si trova ad un angolo di 15°, mentre la massima portanza si raggiunge a 30°. Quando boliniamo (risaliamo il vento) dovremmo mantenere un angolo tra 15° e 20° rispetto alla direzione di provenienza del vento apparente. Tutto questo non significa che si possa risalire il vento a 15°. Ci sono due ragioni per questo. L’angolo che il vento produce in relazione alla posizione della vela (alfa) non è lo stesso tra scafo e vento (beta), ed il vento che subisce lo scafo (apparente) non è lo stesso del vento reale per via del moto della barca stessa. L’angolo effettivo della vela rispetto al vento è dato dalla differenza tra l’angolo scafo/vento apparente (beta) e angolo vela/asse longitudinale dello scafo (angolo di regolazione)

Se si guarda attentamente il diagramma si noterà che, risalendo il vento, la forza di avanzamento applicata alla barca è minore della portanza generata dalla vela. Noterete anche la grande forza di spostamento laterale (scarroccio) generata dalla portanza. Tale forza è controbilanciata dalla deriva (chiglia) della barca e dal peso del suo equipaggio, ma può essere anche diminuita riducendo la superficie velica. Quando si bolina con il vento forte, è necessario ridurre la superficie velica per ottenere un buon angolo di risalita al vento, generando un minor sbandamento ed una buona velocità.
[…]

Prosegue Lunedi´prossimo nella seguente puntata:

Quando: Lunedì 5 marzo 2007
Capitolo: Quarta puntata
Si parlerà di: 1.4) L´importanza delle Vele di Prua

(il corso è realizzato da Renato Chiesa – www.renatoc.it)

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