Il coefficiente di pressione C_p è il numero adimensionale che confronta la pressione locale p su un corpo aerodinamico con la pressione della corrente indisturbata p_\infty, normalizzando la differenza tramite la pressione dinamica:
dove \rho è la densità del fluido e V_\infty è la velocità della corrente lontano dal corpo. La forma adimensionale permette di confrontare prove in galleria del vento, simulazioni CFD e profili di scala diversa senza dipendere direttamente dalle dimensioni assolute.
Interpretazione aerodinamica
Un valore C_p=0 indica pressione uguale a quella indisturbata. Nel punto di ristagno, per flusso incomprimibile ideale, la velocità locale si annulla e C_p tende a 1. Quando il fluido accelera rispetto alla corrente libera, la pressione locale diminuisce e C_p diventa negativo: questa è la regione di suzione tipica dell’estradosso di un profilo alare portante.
Sull’intradosso il coefficiente è spesso meno negativo o positivo, a seconda di profilo, angolo di attacco e regime di volo. La differenza tra le distribuzioni di C_p su estradosso e intradosso determina la forza risultante normale alla corda e, proiettata rispetto alla corrente indisturbata, contribuisce alla portanza.
Diagramma lungo la corda
Nell’analisi dei profili si rappresenta C_p in funzione della coordinata adimensionale x/c, dove c è la corda alare. Per convenzione i diagrammi aerodinamici spesso tracciano i valori negativi verso l’alto: in questo modo la curva dell’estradosso, dove la pressione è minore, compare sopra la curva dell’intradosso.
La lettura qualitativa è immediata:
| Zona del profilo | Comportamento tipico di C_p | Significato |
|---|---|---|
| Bordo d’attacco | picco positivo nel ristagno, seguito da rapido calo | forte decelerazione e successiva accelerazione del flusso |
| Estradosso anteriore | valori molto negativi | suzione elevata e contributo importante alla portanza |
| Parte posteriore | recupero di pressione | gradiente di pressione avverso verso il bordo d’uscita |
| Intradosso | valori meno negativi o positivi | contributo di pressione inferiore, variabile con assetto e profilo |
Uso e limiti
Il coefficiente di pressione è centrale nel collegare il principio di Bernoulli applicato alla portanza alla misura ingegneristica della distribuzione di pressione. Non va però letto come spiegazione autonoma della portanza: il campo di pressione nasce dall’intero campo di moto imposto da geometria, angolo di attacco, viscosità e condizioni al contorno.
In prossimità dello stallo, la separazione dello strato limite modifica radicalmente la distribuzione di C_p: il picco di suzione sull’estradosso si attenua, il recupero di pressione diventa irregolare e il coefficiente di portanza non cresce più in modo lineare.