Airfoil generator

(di Maurizio Mauri)
Questo applicativo consente di calcolare le coordinate dei profili NACA a 4 e a 5 cifre. Descriviamo brevemente le caratteristiche di questi profili e il metodo di calcolo.


Profili NACA a 4 cifre


I profili NACA a 4 cifre sono definiti da:
  • una cifra che rappresenta la freccia (camber) in percentuale della corda;

  • una cifra che rappresenta la distanza della freccia dal bordo d'attacco in percentuale della corda;

  • due cifre che rappresentano lo spessore del profilo in percentuale della corda.
Ad esempio, NACA 2415 ha una freccia del 2%, posta al 40% della corda, spessore del 15%.

Indicheremo con m e p i valori della freccia e la distanza in percentuale della corda.
La costruzione dei profili a 4 cifre può essere fatta nella seguente maniera:
  1. scegliere i valori dell'ascissa x fra 0 e la corda c. I valori delle ascisse non dovrebbero essere distanziati in maniera uniforme perché, mentre nella parte centrale i valori delle ordinate variano di poco, nella parte iniziale e finale del profilo variano più rapidamente. Una distribuzione di ascisse normalmente usata si chiama “half cosine spacing”, rappresentata dalla formula:




  2. calcolare la linea media (camber line) si usa la seguente formula:


  3. calcolare le distanze sopra e sotto la linea media prendendo il valore fornito dalla formula (raggio del cerchio inscritto):



  4. in cui t è lo spessore percentuale, 4.determinare le coordinate del dorso (xU, yU) e del ventre (xL, yL) dalle formule:





Profili NACA a 5 cifre

Le cinque cifre hanno un significato analogo a quello delle quattro cifre:
  • una cifra che rappresenta la freccia (camber) in percentuale della corda; questa cifra è sempre 2;

  • due cifre che rappresentano il doppio della distanza della freccia dal bordo d'attacco in percentuale della corda; si possono avere solo cinque valori: 10, 20, 30, 40, 50.

  • due cifre che rappresentano lo spessore del profilo in percentuale della corda.

Quindi si possono avere solo cinque tipi di profili a cinque cifre a seconda delle prime tre cifre che possono essere: 210, 220, 230, 240 e 250.

Per la costruzione di questi profili si usano regole analoghe a quelle dei profili a quattro cifre:
  1. si costruisce una linea media con le equazioni:



    dove:
    • p rappresenta la distanza della freccia dal bordo d'attacco (determinabile dalla seconda e terza cifra del profilo).
    • i coefficienti m e k1 si determinano dalla tabella, in base al tipo di linea media:

      Tipo di linea media Posizione della freccia (p) m k1
      210
      0,05
      0,0580
      361,400
      220
      0,10
      0,1260
      51,957
      230
      0,15
      0,2025
      15,597
      240
      0,20
      0,2900
      6,643
      250 0,25
      0,3910
      3,230

  2. si calcola lo spessore con le stesse formule dei profili a quattro cifre

  3. si determinano le coordinate del dorso e del ventre con le stesse regole dei profili a quattro cifre



L'Applet


Per utilizzare l'applet che calcola le coordinate del profilo bisogna inserire nel campo "Profilo NACA" una sigla valida di un profilo (ad esempio 2412 o 23014). Premendo il pulsante "Calcola" verrà disegnato il profilo richiesto. Nella tabella di destra verranno riportate le coordinate sia del dorso che del ventre. Tali coordinate possono essere utilizzate da altri applicazioni facendo un "copia-incolla".

Alcune applicazioni richiedono le coordinate in un ordine particolare: ad iniziare da un punto (il bordo d'uscita normalmente) e percorrrendo il profilo in senso orario o antiorario. Per questi casi è prevista l'opzione "inverti le coordinate del ventre".

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