Il vero motivo per cui volano gli aerei: l'effetto Coanda

Vi siete mai chiesti come fa un aereo, pesante diverse tonnellate, a restare sospeso in aria senza cadere? Per chi se lo ha chiesto, nella quasi totalità dei casi si è sentito rispondere che un aereo vola grazie all'effetto Bernoulli dovuto al particolare profilo dell'ala; se però si riflette un attimo, è chiaro che le cose non stanno del tutto così.

L'effetto Bernoulli dice, sintetizzando al massimo, che maggiore è la velocità di un fluido e minore è la sua pressione; il profilo alare è disegnato in maniera tale per cui l'aria che fluisce sul bordo superiore deve compiere un tragitto più lungo di quella nel bordo inferiore, nello stesso tempo. Ciò significa una maggiore velocità del fluido che scorre sopra rispetto a quello che scorre sotto l'ala, e quindi una pressione maggiore nel bordo inferiore rispetto quello superiore. Questa differenza di pressione tra le due facce sembra quindi essere la forza che tiene in aria un aereo e non lo lascia cadere.

La spiegazione sembra non fare una piega, ma allora come la mettiamo con la foto qui sotto?

aereo delle Frecce Tricolori in volo rovesciato

Limitandosi al solo effetto Bernoulli, la forza in questo caso dovrebbe essere rivolta dall'alto verso il basso, e quindi non sosterrebbe l'aereo ma contribuirebbe a farlo precipitare.

La verità sta nel fatto che l'effetto Bernoulli, seppure presente, non è il principale artefice della portanza: in realtà bisogna chiamare in causa un altro effetto, detto effetto Coanda, dal nome di colui che lo introdusse nel 1910. Questo effetto tratta della caratteristica dei fluidi in movimento di aderire ad una superficie curva, a patto che la curvatura o l'angolo di incidenza del fluido non siano troppo accentuati. 

Se un fluido scorre su di una superficie, è soggetto ad attrito; questa forza frenante agisce solo sullo strato di fluido direttamente a contatto con la superficie stessa, mentre gli strati più lontani, che non sono frenati dalla superficie,  tendono a muoversi a velocità superiore. A causa della viscosità, che tiene uniti i vari strati del fluido, gli strati superiori più veloci si "ripiegano" su quelli inferiori più lenti, facendo aderire il fluido alla superficie.

Si dimostra dalle equazioni che tale fenomeno di aderenza del fluido alla superficie genera un gradiente di pressione. L'effetto è molto più comprensibile se provato direttamente: prendete un cucchiaio per la punta del manico e avvicinatelo con il dorso al flusso di un rubinetto. Al contatto dell'acqua con il cucchiaio sentirete una forza che attira il cuccchiaio verso il flusso: ecco, quella è esattamente la forza che permette ad un aereo, o ad un elicottero, di volare.