L’efficienza aerodinamica indica il rapporto tra portanza e la resistenza di un profilo alare o più genericamente di un velivolo. Siccome il velivolo produce solo resistenza e non portanza l’efficienza di un intero velivolo e peggiorata rispetto a quella di un ala a causa di una maggiore resistenza.
La sua formula è <math>P/R</math>, dove P è la portanza, ed R è la resistenza aerodinamica.
Si noti che il valore dell’efficienza, essendo il rapporto tra due misure in metri, è adimensionale, cioè non ha unità di misura.
Usi comuni
Nell’uso comune del volo il termine efficienza aerodinamica o più comunemente efficienza è usato per indicare la distanza orizzontale percorsa dal veivolo perdendo un metro di quota in aria ferma. È uno dei parametri caratteristici del veivolo, e dipende solo dalle caratteristiche dello stesso. Ogni velivolo, ad un determinato carico (in genere si considera il peso massimo al decollo), ha una velocità caratteristica in cui l’efficienza è ottimale.
Si noti che il valore è misurato in aria ferma, in quanto l’effettiva perdita di quota rispetto al suolo può essere molto diversa dalla perdita di quota rispetto all’aria qualora l’aria si muova rispetto al terreno. Nell’aria in movimento la velocità di efficienza ottimale cambia, in particolare aumenta in caso di vento contrario o in caso di discenzenza (aria che scende) e diminuisce in caso di vento in coda o di ascendenza (aria che sale).
Se ad esempio un veivolo ha efficienza 30, significa che il veivolo è in grado di percorrere 30 metri in orizzontale perdendo un metro di quota. Gli alianti sono caratterizzati da valori di efficienza relativamente alti, in genere intorno a 30, ma possono raggiungere valori superiori a 70 nei modelli da gara. Un automobile non si muoverebbe a motore spento su un piano con un’inclinazione così bassa, mentre l’aliante raggiunge velocità intorno ai 100km/h.
Gli aeroplani a motore, a motore spento, raggiungono naturalmente valori di efficienza molto più bassi, tra 10 e 20.
L’efficienza, quella chilometrica si raggiunge ad una velocità ben determinata a seconda del peso, ma il valore di efficienza non cambia al variare del peso: per esempio un aliante (l’ASK-21) che con un pilota a bordo ha un efficienza di 34 a 85km/h, con due piloti a bordo ha un efficienza sempre di 34 ma a 90 km/h. La riduzione del peso serve infatti a migliorare un altro valore caratteristica importante: l’efficienza oraria, cioè quanto tempo rimane in aria una aliante perdendo una quota determinata: è importante che l’aliante scenda più lentamente possibile quando sta sfruttando una corrente ascensionale, così può guadagnare quota più velocemente. L’efficienza oraria dipende appunto dal peso: l’aliante con un solo pilota scende più lentamente. La velocità in cui l’efficienza oraria è ottimale (velocità minima variometrica) è sempre leggermente minore di quella in cui l’efficienza chilometrica ottimale: la prima si raggiunge infatti alla velocità di minore resistenza, l’altra alla velocità in cui è maggiore il rapporto fra portanza e resistenza.
L’aliante con efficienza migliore mai costruito è l’ETA, con ben 72.
References