Angolo di attacco

L’angolo di attacco $\alpha$ (dall’inglese angle of attack, AoA) è l’angolo compreso tra la corda del profilo alare (la retta che unisce bordo d’attacco e bordo d’uscita) e la direzione del vento relativo (o flusso indisturbato $V_\infty$).

L’angolo di attacco è il parametro operativo principale che il pilota controlla indirettamente attraverso l’assetto del velivolo. Il coefficiente di portanza cresce linearmente con $\alpha$ nel tratto lineare della polare:

$$C_L \approx C_{L_\alpha} (\alpha - \alpha_0)$$

dove $C_{L_\alpha} \approx 2\pi$ rad$^{-1}$ per un profilo sottile bidimensionale (teoria di Thin Airfoil) e $\alpha_0$ è l’angolo di attacco a portanza nulla (negativo per profili con curvatura positiva).

All’aumentare di $\alpha$:

• la pressione sull’estradosso diminuisce progressivamente (depressione crescente);
• il punto di ristagno si sposta verso l’intradosso;
• lo strato limite sull’estradosso diventa più soggetto a separazione.

Quando $\alpha$ supera l’angolo di attacco critico (tipicamente 15°–20° per profili subsonici), il flusso si separa dall’estradosso in modo esteso: il profilo va in stallo e il coefficiente di portanza crolla bruscamente.

Nei velivoli acrobatici, volare rovesciati con un angolo di attacco adeguato (negativo rispetto al profilo, ma positivo rispetto al flusso) permette di generare portanza in volo invertito, dimostrando che è l’angolo di attacco — non la forma del profilo — il fattore determinante.

Angolo di attacco a portanza nulla e portanza a $\alpha = 0$

Per profili con curvatura positiva (camber), la distribuzione di velocità sull’estradosso genera portanza anche ad $\alpha = 0$. L’angolo a portanza nulla $\alpha_0$ è quindi negativo: tipicamente $\alpha_0 \approx -2°$ a $-5°$ per profili moderatamente arcuati. Riscrivendo la legge lineare:

$C_L = C_{L_\alpha}(\alpha - \alpha_0), \quad \alpha_0 < 0$

si vede che $C_L = 0$ per $\alpha = \alpha_0 < 0$: il profilo deve essere inclinato negativamente rispetto al flusso per annullare la portanza.

Angolo di attacco effettivo e downwash

In un’ala finita con coda orizzontale, la corrente a valle dell’ala principale è deviata verso il basso di un angolo $\varepsilon$ (downwash), che riduce l’angolo di attacco effettivo sulla coda rispetto a quello geometrico:

$\alpha_{eff, coda} = \alpha_{geom} - \varepsilon, \qquad \varepsilon \approx \frac{2 C_L}{\pi \text{AR}}$

Il downwash è funzione del coefficiente di portanza dell’ala principale e dell’allungamento. Questo accoppiamento ala-coda è fondamentale nel calcolo della stabilità longitudinale del velivolo.

Vedi anche: Portanza, Profilo Alare, Allungamento Alare.