L'impatto aerodinamico dei winglet nella riduzione dei vortici di estremità su un'ala finita

The aim of this paper is to analyze the aerodynamic impact of winglets in reducing wingtip vortices on a finite wing. Starting from the analysis of an incompressible flow around a finite wing, the physical nature of aerodynamic phenomena such as downwash and induced drag is explored, leading to an analytical definition of these effects. Subsequently, after discussing the efficiency limitations of planar systems, a discussion is presented on the role of Aspect Ratio in non-planar systems in terms of induced drag reduction, with particular reference to non-planar configurations involving wingtip modifications. Based on Whitcomb’s model, winglets are defined, and various types are described, including blended and split-blended winglets, as well as the more recent biomimetic-inspired spiroid winglets. Finally, the aerodynamic efficiency of winglets is evaluated as a function of cant angle.

Il seguente elaborato ha come obiettivo quello di analizzare l’impatto aerodinamico dei winglet nella riduzione di vortici di estremità su un’ala finita. A partire dall’analisi di un flusso incomprimibile attorno ad un’ala finita, si esplora la natura fisica di fenomeni aerodinamici quali il downwash e il drag indotto, per poi arrivare ad una loro definizione analitica. Successivamente, dopo aver discusso i limiti di efficienza dei sistemi planari, si propone una trattazione sul ruolo dell’Aspect Ratio nei sistemi non planari in termini di riduzione del drag indotto, con particolare riferimento a sistemi non planari corrispondenti a configurazioni con modifiche alle estremità alari. Partendo dal modello di Whitcomb, si definiscono i winglet: se ne descrivono le diverse tipologie, come i blended e gli split-blended winglet, fino ai più recenti winglet spiroidali a ispirazione biomimetica. Infine, viene valutata l’efficienza aerodinamica dei winglet in funzione dell’angolo di cant.