Studio del posizionamento di attuatori al plasma per applicazioni aeronautiche

Il controllo attivo di flussi di gas è un argomento in continua espansione in ambito aeronautico. Fra tutti i possibili metodi di controllo, come i flap meccanici, questa tesi si occupa di attuatori al plasma. Questi strumenti sono molto promettenti, grazie alla loro semplicità, al loro basso consumo energetico e alla possibilità di permettere un controllo a elevata frequenza. In particolare sono qui studiati gli effetti legati allo spostamento di un tale attuatore lungo la superficie di un profilo alare. La tesi è strutturata in quattro parti principali. Nella prima parte è spiegata la fisica del plasma, i meccanismi che portano alla formazione di corone positive/negative e la generazione dell'elemento chiave, il vento ionico, che corrisponde alla velocità indotta dall'attuatore sul gas. Vengono quindi mostrate le applicazioni possibili di tali dispositivi in ambito aeronautico. Nella seconda parte è illustrato il set-up adottato durante gli esperimenti. Dato che la galleria del vento permette di arrivare solo a Re=20000, è spiegata la fenomenologia aerodinamica per profili alari a bassi numeri di Reynolds. Viene quindi costruito un modello linearizzato per la curva CL-alfa, che a Re=20000 è completamente non lineare. Nella terza parte è utilizzato il software Xfoil per effettuare alcune previsioni sul vento ionico prodotto dall'attuatore e sull’efficienza del plasma, al variare della sua posizione e al variare dell'incidenza del profilo alare. Nella quarta parte sono mostrate le visualizzazioni raccolte in galleria. Sono quindi individuati gli angoli di stallo al variare della posizione dell’attuatore. Viene così evidenziata un'anticipazione dello stallo, allontanando l’attuatore dal bordo d'attacco. Infine, combinando tali angoli col modello linearizzato della curva CL-alfa, si risale ai relativi CL attesi.