Step #03 - La scienza

L’aerodinamica è una parte della meccanica che studia le leggi del moto dell’aria (o di un aeriforme qualsiasi) e dei corpi in essa immersi. 

Il problema fondamentale di questa è quello della determinazione delle azioni dinamiche che l’aria esercita su un corpo in essa in moto. 

La risoluzione di tali problemi comporta generalmente la risoluzione di equazioni per il calcolo di diverse proprietà dell'aria, come ad esempio velocità, pressione, densità e temperatura, in funzione dello spazio e del tempo. 

Molto importante, per le applicazioni tipiche dell'aerodinamica risulta la classificazione in base alle velocità del flusso. 

In particolare, un problema di aerodinamica viene detto: subsonico (tutte le velocità risultano minori della velocità del suono), transonico (velocità sia inferiori che superiori alla velocità del suono), supersonico (velocità asintotica è superiore alla velocità del suono), ipersonico (velocità del flusso molto maggiori della velocità del suono). 

Quando si parla di aerodinamica la prima cosa a cui si pensa sono aerei o razzi, ma in realtà è qualcosa che ci è più vicina di quanto sembri, infatti questa riguarda anche le auto, in particolare quelle da corsa (https://youtu.be/S-xxVF6VpdY) o anche le biciclette.

  
Lo studio dell'aerodinamica, derivato da quello dell'idrodinamica, è risultato fin dalle origini molto complesso. 

Da una conoscenza puramente empirica dell'aerodinamica si passa, con Newton, alla prima impostazione razionale dei suoi problemi, eseguita con rigore matematico, ma portante a risultati del tutto inattendibili per quel momento storico. 

Successivamente si aggiunsero gli studi di D'Alembert, Legendre e Saint-Venant che portano a risultati paradossali e quindi si comincia ad affermare la tecnica di affrontare i problemi dell'aerodinamica attraverso l'indagine sperimentale, con la realizzazione ad esempio di gallerie aerodinamiche. 

Sul finire del secolo scorso numerosi scienziati, tra cui Lanchester, Kutta e Žukovskij si dedicano allo studio dell'aerodinamica. 

Žukovskij pubblica nel 1905 la fondamentale memoria sul fenomeno del vortice portante che giustifica per via teorica la possibilità della sostentazione aerodinamica. 

Dal relativo teorema, noto come teorema di Kutta-Žukovskij, deriva la definizione dei profili alari secondo la tecnica delle trasformazioni conformi, che permette di affrontare quest'importantissima parte dell'aerodinamica in maniera rigorosa e sistematica, sottraendola al precedente empirismo. 

Nel frattempo Prandtl aveva reso nota la sua avanzatissima teoria sullo strato limite, che consente di valutare gli effetti della viscosità dell'aria confinandoli in un sottile strato che aderisce alla superficie del corpo investito dalla corrente e che permette di superare le difficoltà di base nell'impostazione per via teorica dei principali problemi dell'aerodinamica. 

Quanto all'aerodinamica delle alte velocità Mach ne definì con rigore le basi di trattazione matematica.

Fonti:

(Sapere.it): Aerodinamica, https://www.sapere.it/enciclopedia/aerodin%C3%A0mica.html

(Autotecnica.org): Evoluzione dell’aerodinamica, https://www.autotecnica.org/evoluzione-dellaerodinamica/

(Treccani): Aerodinamica, https://www.treccani.it/enciclopedia/aerodinamica