Stabilità di flussi in cavità aperte

Abstract

Negli ultimi venti anni il costo dei carburanti ha subito un notevole aumento con un significativo impatto sui costi del trasporto aeronautico. Inoltre, la Comunità Europea ha lanciato una politica di salvaguardia dell’ambiente in cui viviamo introducendo severi vincoli sull’emissione di gas inquinanti, quali l’anidride carbonica e gli ossidi di azoto e sui rumori emessi dai futuri aerei commerciali. Secondo le direttive emesse del gruppo ACARE (Advisory Council for Aerospace Research in Europe), gli aerei di nuova generazione dovranno avere caratteristiche tali da ridurre le emissioni di ossidi di azoto del 80 per cento e le emissioni di anidride carbonica del 50 per cento, mentre il rumore dovrà essere ridotto di 10 EPNdB (equivalente a dimezzare il rumore emesso da un aereo costruito con la tecnologia degli anni 2000). Da qui la forte richiesta dell’industria aeronautica per lo sviluppo di nuove tecnolgie mirate alla riduzione di qualsiasi forma di resistenza aerodinamica, cosicché da assicurare una consequente riduzione di carburante di di emissione di gas inquinanti. Si prevede che qualsiasi miglioramento aerodinamico ottenuto attraverso un miglioramento dell’efficienza dell’aereo abbia, come consequenza indiretta, un miglioramento dell’emissione di rumore. Infatti, l’eliminazione di qualsiasi separazione del flusso su componenti dell’aereo ottenuta migliorando per esempio l’integrazione pilone-ala-nacelle, come pure un miglioramento dell’integrazione dell’ala-fusoliera o del piano di coda-fusoliera, eccetera, abbia definitivamente effetti benefici sul rumore emesso. Ovviamente, il contributo maggiore al raggiungimento di questi obiettivi verrà dallo osviluppo di nuovi motori a basso consumo di carburante e, quindi, a bassa emissione di inquinanti, come nel caso del Geared Turbo Fan e del Counter Rotating Open Rotor, ma questo non sarà sufficiente. In questo contesto, ogni tecnologia capace potenzialmente di migliorare l’efficienza di un aereo ha ricevuto nuova attenzione. Tecniche di controllo del flusso come macro and micro vortex generators, riblets, synthetic jets, plasma actuators, unsteady blowing, steady and unsteady suction, micro-roughness elements, morphed structures, gurney flaps, winglets, trapped vortex, solo per citare alcune delle più popolari, hanno ricevuto un nuov impulso allo sviluppo e alla ricerca. Alcune di queste tecniche sono oggi comunemente usate su aerei, come per esempio i macro and micro vortex generators o come le winglets, mentre altre ancora hanno un basso Technological Readiness Level (TRL) per cui necessitano di ulteriori studi ed esperimenti. [a cura dell'autore]