La resistenza indotta è un concetto facile da capire, ma deve essere spiegato in modo semplice.
Prima bisogna capire la differenza tra un profilo e un’ala. Un profilo alare è una fetta bidimensionale idealizzata di un’ala, e viene analizzato con un flusso bidimensionale. Per un foglio d’aria, la portanza è in alto e la resistenza è nella direzione opposta al senso di marcia, e tutto va bene nel mondo.
Gli aerei veri hanno ali che sono tridimensionali e hanno una campata finita (la lunghezza da punta a punta di un’ala). Perché un aereo voli, la pressione sotto l’ala deve essere maggiore della pressione sopra l’ala, e il risultato netto è la portanza. L’ala si comporta come un foglio d’aria finché non ci si avvicina alle punte delle ali, dove c’è un flusso tridimensionale. Più semplicemente, la differenza di pressione fa sì che il flusso passi da sotto l’ala a sopra l’ala alla punta dell’ala.
Questa “fuoriuscita” causa la formazione di vortici alla punta di ogni ala, e il senso di rotazione è tale che il flusso dietro l’ala è spinto verso il basso dai due vortici, ognuno dei quali si forma alla punta dell’ala. Il risultato netto è che la forza di portanza non è più dritta verso l’alto. Viene leggermente ribaltata all’indietro, e questo significa che parte della portanza si trasforma in resistenza (parte della portanza sta tirando indietro l’aereo). Questa è la resistenza indotta, o resistenza dovuta alla portanza e succede sempre per le ali tridimensionali.
Ci sono molti modi per minimizzare la resistenza dovuta alla portanza. Se si rende l’aeroplano più leggero e si richiede meno portanza, la resistenza indotta sarà inferiore. Più ampia è la campata di un’ala, minore è la resistenza indotta. Ecco perché un aereo a vela ha un’ampia campata. Infine, si può modellare l’ala per ridurre la resistenza indotta, come sul recente 787.