Gli ingegneri di Princeton hanno tratto ispirazione dalle piume degli uccelli per migliorare la sicurezza e le prestazioni del volo. La ricerca, pubblicata sulla rivista Pnas, rivela che l’integrazione di file di flap, simili alle piume nascoste degli uccelli, sulle ali di un aereo telecomandato contribuisce a prevenire lo stallo, una condizione pericolosa che compromette la stabilità del velivolo. “Questi flap possono aiutare l’aereo a evitare lo stallo e facilitare il recupero del controllo quando lo stallo si verifica“, ha affermato Aimy Wissa, professoressa di ingegneria meccanica e aerospaziale e ricercatrice principale dello studio.
Gli uccelli utilizzano un gruppo di piume, chiamate “piume nascoste“, che si aprono durante manovre delicate, come l’atterraggio. Sebbene i biologi abbiano osservato quando queste piume si attivano, finora nessuno studio aveva quantificato il loro ruolo aerodinamico. Alcuni ingegneri hanno già esplorato l’uso dei flap ispirati alle piume nascoste, ma il team di Princeton ha innovato questo approccio, dimostrando come più file di flap possano lavorare sinergicamente, approfondendo la fisica complessa che regola l’interazione. Girguis Sedky, ricercatore post-dottorato e coautore dello studio, ha descritto la tecnica come “un modo semplice ed economico per migliorare drasticamente le prestazioni di volo senza richiedere ulteriore potenza“.
I flap nascosti si aprono in risposta ai cambiamenti del flusso d’aria, eliminando la necessità di sistemi di controllo esterni. “Sono essenzialmente solo flap flessibili che, se progettati e posizionati correttamente, possono migliorare notevolmente le prestazioni e la stabilità di un aereo“, ha aggiunto Wissa.
Per testare l’efficacia dei flap, il team ha condotto una serie di esperimenti nella galleria del vento del Forrestal Campus di Princeton. Qui, hanno verificato come l’installazione di flap simili alle piume nascoste influenzasse le prestazioni, in particolare durante lo stallo, condizione comune in angoli di volo elevati, in cui le piume naturali degli uccelli si dispiegano. Grazie ai sensori e alle tecnologie avanzate presenti nella galleria, come laser e telecamere ad alta velocità, il team ha potuto osservare con precisione come l’aria interagisce con l’ala e i flap.
Le configurazioni testate andavano da una singola fila di flap fino a cinque, e i risultati sono stati sorprendenti: la configurazione a cinque file ha migliorato la portanza del 45%, ridotto la resistenza del 30% e incrementato la stabilità complessiva dell’ala. “Gli esperimenti nella galleria del vento ci forniscono misurazioni molto precise su come l’aria interagisce con l’ala e i flap, e possiamo vedere cosa sta realmente accadendo in termini di fisica“, ha concluso Sedky. Questo studio promette un futuro in cui la sicurezza e l’efficienza dei velivoli potranno essere incrementate grazie a una soluzione ispirata dalla natura.