La polare aerodinamica è la relazione tra coefficiente di resistenza C_D e coefficiente di portanza C_L di un profilo, ala o velivolo.
Una forma molto usata nelle stime preliminari è la polare parabolica:
con:
C_{D0} raccoglie resistenza parassita, attrito e forma; kC_L^2 rappresenta l’indotta. Il parametro AR è l’allungamento alare ed e è il fattore di efficienza di Oswald. A bassa velocità serve molto C_L e cresce l’indotta; ad alta velocità cresce la parassita perché cresce la pressione dinamica:
Le forze corrispondenti sono:
dove S è la superficie di riferimento. La polare quindi collega direttamente assetto aerodinamico e prestazioni: autonomia, salita, planata, consumo e velocità ottima dipendono dalla forma della curva C_D(C_L).
Con polare parabolica, il coefficiente di portanza al massimo rapporto L/D è:
e l’efficienza massima è:
Il punto di massima efficienza è quello in cui la retta dall’origine è tangente alla polare nel piano C_L-C_D. In quel punto il rapporto tra portanza e resistenza è massimo e il velivolo ottiene la migliore planata ideale o il miglior rapporto aerodinamico.
La polare può essere ottenuta da prove in galleria del vento, CFD, dati di volo o modelli semiempirici. A seconda del livello di dettaglio può riferirsi a un profilo bidimensionale, a un’ala finita o all’intero velivolo. Non bisogna confondere queste scale: un profilo non include resistenza indotta dell’ala finita, fusoliera, interferenze, appendici e installazioni.
La polare parabolica è un modello utile, ma perde accuratezza vicino allo stallo, in transonico, in ipersonico e nei flussi separati. Flap, carrello, compressibilità, rugosità e ghiaccio modificano la curva. Un errore operativo è usare la stessa polare per tutto l’inviluppo di volo: ogni configurazione significativa richiede una curva coerente.
Vedi anche: Efficienza aerodinamica, Resistenza indotta.