Il downwash è la deflessione verso il basso impressa all’aria da un’ala in volo. Un’ala che genera portanza impartisce alla massa d’aria che la attraversa una componente di velocità diretta verso il basso; per la terza legge di Newton, la reazione dell’aria sull’ala è una forza verso l’alto: la portanza.
La portanza può essere direttamente calcolata tramite il bilancio di quantità di moto applicato all’aria deflessa:
dove \dot{m} è la portata massica di aria deflessa, Q la portata volumetrica e w la velocità verticale media acquisita dall’aria a valle del profilo.
Il downwash ha due effetti importanti:
- Resistenza indotta: a valle dell’ala il downwash inclina il vettore portanza verso il basso rispetto alla verticale vera, generando una componente nella direzione del moto (resistenza aerodinamica indotta D_i). Per un’ala ellittica, la resistenza indotta è:
dove b è l’apertura alare.
- Influenza sullo stabilizzatore orizzontale: il downwash dell’ala riduce l’angolo di attacco effettivo dello stabilizzatore di coda, influenzando la stabilità longitudinale del velivolo.
Il downwash è tanto più intenso quanto maggiore è la portanza generata e quanto minore è l’apertura alare: ali allungate (alto rapporto di aspetto) producono un downwash più distribuito e una resistenza indotta inferiore.