Aeronautica (scienza)
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L'Aeronautica è la scienza che studia le leggi fisiche che sottintendono al volo nell'atmosfera terrestre degli aeromobili (in particolare aeroplani) e alle loro tecniche costruttive.
Qualsiasi cosa si muova nell'aria, è detta aerodinamica. Essendo un fluido, l'aria, ha una densità propria. Qualsiasi velivolo è studiato non per attraversare ma per spostare una massa d'aria in modo che esso mantenga un certo equilibrio spostandosi da un punto ad un altro.
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[modifica] Storia dell'aeronautica
Il sogno del volo ha accompagnato l'uomo lungo tutta la sua storia. I primi progetti degni di nota possono essere fatti risalire fino al Rinascimento e alle macchine volanti immaginate da Leonardo da Vinci. Per vedere comunque il primo oggetto 'costruito dall'uomo' alzarsi in volo bisogna arrivare fino al 1783, quando i fratelli Montgolfier realizzarono la prima mongolfiera, da cui i moderni palloni aerostatici.
L'aeronautica moderna nasce comunque agli inizi del XX secolo, con il primo volo del Flyer, l'aeroplano progettato dai fratelli Wright nel 1903, di fatto il primo mezzo più pesante dell'aria ad alzarsi in volo.
Durante il XX secolo l'aeronautica ha avuto uno sviluppo tecnologico senza precedenti, con una fortissima diffusione sia in campo militare che civile, fino a giungere, nella seconda metà del secolo, alla realizzazione di mezzi capaci di abbandonare l'atmosfera.
[modifica] Generalità sulle macchine volanti
Una macchina volante, in generale, è un mezzo atto a trasportare ad una certa velocità, da un posto ad un altro per una certa distanza, un carico, sia esso costituito da merci o da persone, oppure un carico bellico, sollevandosi da terra. Ciò comporta quindi che una macchina volante debba muoversi in uno spazio a tre dimensioni, contrariamente ad un veicolo terrestre o una nave, che si muovono su una superficie. Una macchina terrestre, infatti, deve essere controllabile in due sole direzioni, mentre il controllo di un velivolo richiede sistemi che garantiscano il moto corretto anche nella direzione verticale.
Qualsiasi macchina volante può traslare in 3 direzioni:
- Alto, Basso
- Destra, Sinistra
- Avanti, Indietro
e ruotare anche attorno a 3 assi:
- Beccheggio (asse che passa per il baricentro, congiunge idealmente le estremità alari)
- Rollio (asse che passa per il baricentro, congiunge idealmente la poppa con la prua del velivolo)
- Imbardata (asse che passa per il baricentro, verticalmente, perpendicolare agli altri)
Essendo le macchine volanti dotate di massa, esse sono soggette ad una forza peso derivante dall'accelerazione di gravità. Per vincere questa forza e far si che la macchina si sollevi da terra si deve creare una "sostentazione" e ad essa si dovrà aggiungere una "Propulsione".
Esistono due tipi di sostentazione: statica e dinamica. La prima (derivante dal principio della spinta di Archimede) consiste nel riempire un pallone aerostatico (mongolfiera) di un Fluido più leggero dell'aria (come ad esempio l'Elio) e creare uno squilibrio delle forze verticali. In questo modo si ha un movimento verso l'alto.
Nel secondo caso, invece, quello della sostentazione dinamica, si ha la necessità di un moto relativo tra la macchina ed il fluido. In generale possiamo distinguere una sostentazione dinamica in: aerodinamica, a reazione o inerziale.
La prima si ottiene sfruttanto il moto rotatorio di una opportuna superficie aerodinamica (elica) per catturare una certa massa d'aria anteriormente al velivolo ed accelerarla il più possibile a valle di esso. La seconda invece consiste nell'accelerare una massa di gas in una certa direzione e sfruttare la "reazione" per avere un moto in senso opposto, orientando il getto, si orienta la direzione della spinta. Nel caso della propulsione dinamica inerziale, si sfrutta invece l'energia potenziale che un corpo acquista se portato in quota e liberato in un campo gravitazionale (quale quello terrestre). La macchina, infatti, perdendo quota, acquista energia cinetica e quindi, velocità.
