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Flap, slat e diruttori

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Oltre alle superfici mobili per il controllo dell'assetto e la manovra, sull'aereo sono presenti altri dispositivi, che hanno la funzione di variare le caratteristiche dell'ala per permettere il volo anche a velocità inferiori a quella di stallo (arco verde) e/o per rallentare o addirittura far "stallare" porzioni di ala.
Questi sono gli ipersostentatori, che fanno aumentare il Cl massimo, permettendo al velivolo di volare a velocità minori, anche se a scapito di una minore efficienza (aumenta il coefficiente di resistenza proporzionalmente più di quanto non faccia quello di portanza), e i diruttori, che generano resistenza e distacco del flusso sul dorso, causando un aumento della resistenza e una diminuzione della portanza.

I sistemi per aumentare il Cl massimo sono diversi, sicuramente i più diffusi sono i FLAP, superfici mobili in prossimità del bordo d'uscita ch si piegano verso il basso aumentando la curvatura del profilo.
Come vedremo più avanti un'ala destinata a volare ad alta velocità è inadatta alle basse velocità. Pertanto, per poter far atterrare e decollare gli aerei in condizioni ragionevoli si è dovuto sviluppare dei dispositivi che permettessero loro di variare le caratteristiche aerodinamiche in atterraggio ed in decollo.
Nel tempo i flap si sono evoluti, dai flap semplici che sostanzialmente come struttura non sono dissimili alle altre superfici mobili, a sistemi articolati che permettono di incrementare il Cl senza incrementare troppo il Cd.
Questo per lo più lo si ottiene controllando la differenza di pressione tra il ventre e il dorso e quindi allontanando il distacco del flusso e la formazione di vortici.

Flap semplice : E' costruito come un alettone o come l'equilibratore orizzontale. E' una superficie mobile semplicemente incernierata all'ala. L'aumento del coefficiente di portanza, al massimo del 50%, è dovuto esclusivamente alla variazione di curvatura del profilo.
Ipersostentatore a spacco o "SPLIT FLAP" Sono costituiti da una superficie piana incernierata all'ala nella superficie ventrale.. L'aumento del coefficiente di portanza, circa del 60%, è ottenuto grazie all'aumento della curvatura del profilo, ma è leggermente maggiore rispetto a quello dei flap semplici a causa del fatto che la superficie alare dorsale non viene modificata. Il flap " a spacco" genera un'elevata resistenza a causa della separazione del flusso sul bordo d'uscita.

 

 Ipersostentatori a fessura o slot flap son fatti in modo da lasciare tra bordo d'uscita dell'ala e bordo d'attacco dell'ipersostentatore una fessura di forma ben determinata, che consente un passaggio di flusso dal ventre, ad alta pressione, al dorso, a bassa pressione. In questo modo si aumenta l'energia del flusso sul dorso, allontanando lo stallo
Il coefficiente di portanza aumenta sino al 70% sia perché cambia la curvatura del profilo, sia perché si stalla ad angoli di incidenza più elevati.

Aletta Fowler o ipersostentatore a scorrimento.
Sono i sistemi più complessi ma uniscono ai vantaggi dei sistemi visti in precedenza anche un aumento effettivo della superficie alare.
  Gli SLAT o alette Handley Page sono alette poste sul bordo d'attacco.
La loro funzione è quella di energizzare il flusso sul dorso dell'ala allontanando la formazione di vortici e quindi lo stallo.
Il Cl aumenta in quanto l'aereo riesce a volare ad incidenza più elevata.

  Gli "slat" permettono di raggiungere angoli di incidenza molto elevati senza stallare.
Talmente elevati da dover "allungare" le gambe del carrello per evitare di toccare pesantemente con la coda in atterraggio.

Volendo fare un confronto con la nautica, le slat si comportano come il fiocco nelle vele,
Il fiocco infatti serve per controllare il flusso attorno alla randa e permette di raggiungere maggiori angoli di incidenza - cioè nel caso delle vele stringere meglio il vento di bolina.
Le alette Kruger sono slat che però si estendono in avanti e verso il basso, quindi contribuendo anche ad una variazione della curvatura del profilo.
I diruttori, invece, servono ad aumentare la resistenza senza aumentare il Cl, anzi, diminuendolo.
Hanno la funzione di "freni" e permettono a velivoli con altissima efficienza come gli alianti di fermarsi su una pista in spazi ragionevoli (un aliante con efficienza 40 che si presentasse a inizio pista ad una quota di 10 metri servirebbero 400 metri di pista solo per toccare).
Si utilizzano ovviamente soltanto in atterraggio e spesso a questi dispositivi sono collegati allarmi sonori che si attivano se il carrello è retratto (se uso i diruttori vuol dire che voglio atterrare, e mi si avvisa che non ho ancora abbassato il carrello).

Quando l'ala è vicina al suolo i vortici di estremità che abbiamo visto quando abbiamo parlato di resistenza indotta, sono ostacolati dal poco spazio che resta tra ala e pista, per cui l'efficienza aerodinamica aumenta ulteriormente. E' su questo principio che si basa il progetto dell'"ekranoplano", un velivolo destinato al volo a bassissima quota in effetto suolo e che riesce quindi a trasportare carichi molto maggiori di quanto non potrebbe se fosse progettato per volare in quota.
  1. Winglet - riduce la resistenza indotta
  2. Alettone di bassa velocità
  3. Alettone di alta velocità
  4. Carenatura dell'attuatore dell'ipersostentatore
  5. Slat - Aletta Krüger;
  6. Ipersostentatore di bordo d'attacco slat;
  7. Falp Fowler triplo
  8. Flap a spacco triplo;
  9. Diruttori;
  10. Diruttori-freni aerodinamici.
  
 

 

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