Fisica del volo di un biplano

[Gulliver]

Salve a tutti, sono sempre stato affascinato dai biplani ma in rete non ho mai trovato nulla che spieghi in maniera dettagliata quali sono le differenze e i relativi vantaggi/svantaggi di questa configurazione rispetto ai monoplani.
Sarebbero molto graditi suggerimenti su link o libri che trattano dell'argomento

[hawk-eyed]

...così al volo mi vien in mente che : biplano = due ali = doppio coefficiente di portanza ma... doppio coefficiente di resistenza...

http://it.wikipedia.org/wiki/Biplano

[Achille]

...così al volo mi vien in mente che : biplano = due ali = doppio coefficiente di portanza ma... doppio coefficiente di resistenza...

Secondo me non è corretto parlare di "doppio coefficiente di portanza", ma piuttosto di superficie raddoppiata e quindi a parità di coeff. di portanza e di tutti gli altri parametri di doppia portanza. Se non erro i biplani sono stati "inventati" per aumentare la superficie alare mantenendo però una certa solidità strutturale. Agli albori probabilmente non erano in grado di costruire un monoplano in grado di resistere alle sollecitazioni. Un sacco di resistenza in più sicuramente perchè le ali tra di loro si romperanno un sacco le scatole vista la vicinanza (senza poi contare resistenza di forma di tutti quei montanti e tiranti).

[Flyfree]

anche maggior resistenza a causa del basso allungamento alare

[Achille]

Tra l'altro a quei tempi (prima degli anni 30) i profili alari impiegati non erano proprio i più efficienti.

anche maggior resistenza a causa del basso allungamento alare

Quella teoricamente non è ridotta per l'interazione tra i vortici di ala sotto con vortici di ala sopra? Non si genera tipo un "upwash" che contrasta il downwash? Magari sono effetti del secondo ordine..

[Ayrton]

vedendo tutti i biplani in produzioni nel 2011, pare che di vantaggi ne abbia ben pochi questa configurazione..

[Achille]

Il vantaggio è che un biplano è molto figo! Se poi si metti davanti un bel motore stellare....

[hawk-eyed]

Il vantaggio è che un biplano è molto figo! Se poi si metti davanti un bel motore stellare....

...sì! aggiungerei che insieme al motore stellare anche gli occhialoni e una luuunnnnnggggaaaa sciarpa !!

[flyforever85]

Aumenta la resistenza d'attrito perché aumenta la superficie alare esposta alla correbte ma diminuisce la resistenza indotta. C'è un teorema di Prandtl secondo il quale un aereo con infinite ali azzera la resistenza indotta.

[Achille]

Aumenta la resistenza d'attrito perché aumenta la superficie alare esposta alla correbte ma diminuisce la resistenza indotta. C'è un teorema di Prandtl secondo il quale un aereo con infinite ali azzera la resistenza indotta.

Yeah! proprio questo volevo sentire!
Grazie socio!

[Ayrton]

Aumenta la resistenza d'attrito perché aumenta la superficie alare esposta alla correbte ma diminuisce la resistenza indotta. C'è un teorema di Prandtl secondo il quale un aereo con infinite ali azzera la resistenza indotta.

ok, ma evidentemente la resistenza totale che si ricava non è così vantaggiosa..

[Flyfree]

A beneficiarne mi pare siano certe configurazioni a livello ancora sperimentare. L'aerodinamica del classico biplano, nato in origine per necessità strutturali, è ben lontana dalla buona efficienza aerodinamica.

[FAS]

cerca "biplane" nel seguente motore di ricerca e torverai dei documenti molto interessanti

http://ntrs.nasa.gov/search.jsp

[AirGek]

Aumenta la resistenza d'attrito perché aumenta la superficie alare esposta alla correbte ma diminuisce la resistenza indotta. C'è un teorema di Prandtl secondo il quale un aereo con infinite ali azzera la resistenza indotta.

Sei sicuro? No perchè a me pare che ciò che azzererebbe la resistenza indotta sia un'ala con allungamento infinito...

[Achille]

Sì, io ne sono abbastanza sicuro. Un po' come il volo in formazione nel quale ali messe vicine "interferiscono" l'una con l'altra. Più nello specifico sono i vortici di estremità che inducono nell'altra ala una specie di upwash.
Il tuo discorso sull'ala infinita è corretto, però non è l'unico che "al limite" azzera la resistenza indotta.

[flyforever85]

Aumenta la resistenza d'attrito perché aumenta la superficie alare esposta alla correbte ma diminuisce la resistenza indotta. C'è un teorema di Prandtl secondo il quale un aereo con infinite ali azzera la resistenza indotta.

ok, ma evidentemente la resistenza totale che si ricava non è così vantaggiosa..

Infatti non ho detto che è vantaggiosa, perché comunque 2 ali (4 semiali) aumentano necessariamente la resistenza d'attrito. Inoltre aumenta il peso della struttura e probabilmente il costo-beneficio non è a favore del biplano. Ci sono diverse configurazione di aerei civili biplano molto futuristici. Da quanto ho capito i vantaggi in termini di consumi ci dovrebbero essere (sulla carta).
Qui un'immagine:

[87Nemesis87]

la configurazione che vedi è stata fatta per ridurre al minimo la resistenza indotta e i vortici di scia, però se vedi bene le due "ali" (se possiamo definirle separate anche se non lo sono) sono sfasate l'una con l'altra, non sono parallele e ravvicinate al contrario dei biplani convenzionali...

...questo perchè come ha detto achille due ali cosi vicine generano una notevole interferenza aerodinamica l'una con l'altra, di conseguenza la portanza non aumenta più di tanto, mentre la resistenza aumenta notevolmente a causa delle superfici esposte, delle varie interferenze dovuti a cavi e tralicci e della stessa interferenza aerodinamica.

nell'aereo futuristico che vedi nell'immagine questi problemi sono stati risolti dalla posizione sfasata delle "ali"

[Valerio Ricciardi]

...anche in molti biplani non arcaici i due piani di ali erano un bel po' sfalzati...
c'entrerà?

[87Nemesis87]

suppongo di si

.... hai delle foto?

[Achille]

trac

[87Nemesis87]

WOW!!!!!

...comunque si, aiuta a ridurre l'interferenza tra le due ali...
anche se in quella configurazione sono ancora molto ravvicinate tra di loro.
Nell'aereo futuristico invece sono notevolmente distanziate tra di loro.