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Riduzione della resistenza delle onde per mezzo di aerospikes sulle ali transoniche

La resistenza delle onde e la separazione dello strato limite indotta dallo shock sono questioni importanti dei flussi intorno alle ali transoniche. A velocità transoniche il regime di flusso supersonico che si forma localmente sopra le ali, è terminato da un’onda d’urto. Questo accade specialmente in condizioni di volo fuori progetto e risulta in una resistenza all’onda. Inoltre, l’interazione shock-strato limite può causare una separazione dello strato limite e può quindi portare a ulteriori perdite e, infine, al buffeting. Questi fenomeni limitano la massima velocità di crociera economica degli aerei. L’effetto negativo del regime di flusso transonico può essere mitigato controllando lo shock che termina la regione supersonica sopra l’ala. In passato sono stati perseguiti molti concetti diversi basati, per esempio, sulla ventilazione passiva (piastre perforate, slot, scanalature), aspirazione attiva, dossi di contorno o pareti adattive. Per lo più, questi metodi di controllo sono basati su un approccio bidimensionale, vale a dire, i dispositivi di controllo sono applicati uniformemente lungo l’intera campata. Più recentemente, anche i dispositivi di controllo tridimensionali hanno dimostrato di influenzare positivamente la portanza e la resistenza. Tutti questi approcci hanno in comune il fatto che le misure per il controllo dello shock sono applicate direttamente alla superficie dell’ala. Tuttavia, un controllo dell’onda d’urto è anche possibile posizionando dispositivi esterni sopra la superficie dell’ala nel regime di flusso supersonico. Quest’ultimo concetto che è legato a quello di aerospikes su corpi smussati, è studiato nel presente documento. Come nel caso delle misure di controllo del flusso che sono applicate direttamente alla superficie di un’ala, l’idea di base degli aerospikes è di ottenere l’aumento di pressione attraverso un sistema di urti obliqui e normali invece che attraverso un singolo urto normale, riducendo così le perdite di onde. Nella presente indagine gli shock obliqui sono stati prodotti disturbando il flusso supersonico sopra l’ala. In una serie di test l’efficacia di una varietà di diversi corpi a forma di punta posti sopra un’ala transonica è stata testata nel DNW-TWG, Göttingen. Oltre alle misure di pressione è stato installato un sistema di schlieren a colori per fornire informazioni sull’influenza degli spike sul campo di flusso. Nel seguito, prima vengono spiegate le basi degli aerospikes sulle ali transoniche. Poi, vengono descritti gli esperimenti nella galleria del vento e vengono presentati e discussi i risultati delle misurazioni. Questo è seguito da una conclusione.