Uno Spitfire costruito nel 1945 mostra la sua ala ellittica diritta

La portata e l’area di un’ala sono entrambi importanti per le caratteristiche di sollevamento. Sono correlati dal rapporto di aspetto, che è il rapporto tra la campata, misurata da punta a punta, alla corda media, misurata dal bordo d’attacco al bordo di uscita.

L’efficienza aerodinamica di un’ala è descritta dal suo rapporto di portanza/resistenza, con un’ala che dà un alto portanza per una piccola resistenza essendo la più efficiente. Un rapporto di aspetto più elevato offre un rapporto di sollevamento/trascinamento più elevato e quindi è più efficiente.

La resistenza di un’ala è costituita da due componenti, la resistenza indotta, che è correlata alla produzione di sollevamento, e la resistenza del profilo, in gran parte dovuta all’attrito della pelle a cui contribuisce l’intera area dell’ala. È quindi auspicabile che un’ala abbia la minima area compatibile con le caratteristiche di sollevamento desiderate. Ciò si ottiene al meglio con un rapporto di aspetto elevato e i tipi ad alte prestazioni hanno spesso questo tipo di ala.

Ma altre considerazioni come leggerezza, rigidità strutturale, manovrabilità, assistenza a terra e così via spesso beneficiano di una campata più corta e, di conseguenza, di un’ala meno efficiente. I piccoli aerei di aviazione generale a bassa quota hanno tipicamente proporzioni di sei o sette; aerei di linea di 12 o più; e alianti ad alte prestazioni di 30 o più.

A velocità superiori al numero Mach critico, il flusso d’aria inizia a diventare transonico, con un flusso d’aria locale in alcuni punti che causa la formazione di piccole onde d’urto soniche. Questo porta presto allo stallo degli urti, causando un rapido aumento della resistenza. Le ali di imbarcazioni subsoniche veloci come gli aerei di linea a reazione tendono ad essere spazzate per ritardare l’insorgenza di queste onde d’urto.

In teoria, la resistenza indotta è al minimo quando la distribuzione saggia della portata di sollevamento è ellittica. Un certo numero di fattori influenzano la resistenza indotta, tuttavia, e in pratica un’ala di forma ellittica, come quella del caccia Supermarine Spitfire della seconda guerra mondiale, non è necessariamente la più efficiente. Le ali degli aerei di linea a getto, che sono altamente ottimizzate per l’efficienza, sono lontane dalla forma ellittica.

Il rapporto tra l’accordo di punta e l’accordo di radice è chiamato rapporto conico. La conicità ha l’effetto desiderabile di ridurre lo stress di flessione della radice spostando l’ascensore interno, ma è stato sostenuto da alcuni noti progettisti, tra cui John Thorp e Karl Bergey, che una forma rettangolare non sagomata è la migliore per gli aeroplani di peso lordo inferiore a 6.000 libbre.