Citazione:
Originalmente inviato da pellikano  Alcune nozioni di base per lo studio delle caratteristiche di un'elica.
La misura di un'elica è espressa da due numeri caratteristici: il diametro ed il passo.
Questi due parametri sono espressi in pollici. Qualcuno sa dirmi perchè?
Il primo numero esprime il diametro ed il secondo il passo.
Un'elica 9x6, ad esempio, ha diametro 9 pollici e passo 6 pollici.
Immaginiamo l'elica che ruotando avanza nell'aria: essa crea un cilindro di avanzamento.
Il diametro è la massima distanza tra le estremità delle pale corrispondente al diametro del cilindro di avanzamento ed il passo è l'altezza dello stesso cilindro.
Se l'elica fosse una vite e l'aria fosse legno il passo misura la distanza a cui l'elica avanza ad ogni giro.
Un'elica 9x6 avanzerebbe di 6 pollici ad ogni giro. 1 pollice è pari a 2.54 centimetri.
Ho detto avanzerebbe perché l'aria non è un solido e quindi l'avanzamento reale è circa il 75% (i tre quarti) di quello virtuale.
Ad esempio la nostra elica 9x6 ad ogni giro non avanza di 6 pollici ma solo di 4.5 pollici.
6 diviso 4= 1.5; 1.5 moltiplicato 3=4.5.
Un motore come il Rossi 40 da Pylon Q500 fa 18.000 giri/minuto e monta un'elica APC 9x6.
La sua velocità virtuale è di 6 pollici x 18.000 giri/minuto = 108.000 pollici/minuto pari a 45.72 metri/secondo che equivalgono a ben 164.59 km/h!
In realtà dovremmo registrare una velocità reale che è 3/4 di 164.59 e quindi 123.44 km/h.
Qui c'è già qualcosa che non torna: i nostri modelli hanno una velocità misurata con la pistola laser di ben 180 km/h. Qualcuno sa dirmi perché?
Mi viene da dire che il motore in aria fa più giri ma aspetto un vostro commento.
Cg |
I conti che hai fatto sono giustissimi (per un'elica a passo fisso), ma bisogna considerare che a punto fisso col motore a pieni giri (sul banchetto o sul modello fermo) la differenza tra passo teorico e passo reale (regresso) è massima e l'avanzo è minimo mentre è massima la trazione (perchè l'angolo di incidenza delle pale è massimo e uguale al calettamento) e massimo è anche il carico dell'elica sul motore.
Come l'elica inizia ad avanzare nel fluido l'angolo di incidenza diminuisce (più il modello accellera più tende a diminuire), l'avanzo aumenta e il regresso diminuisce;diminuisce anche la trazione e il carico dell'elica, per cui il motore aumenta i giri e aumenta la velocità relativa dell'elica e del modello.
L'elica raggiungerà l'equilibrio quando la trazione, che avrà raggiunto il minimo, equilibrerà la resistenza aerodinamica dell'intero modello che a sua volta sarà massima, determinando la sua massima velocità che sarà tanto più elevata quanto è più grande il rendimento effettivo dell'elica e quanto è piu piccola la resistenza aerodinamica stessa.
Per cui, pur se il calcolo teorico dell'elica porta ad una velocità di 123 km/h, se la resistenza aerodinamica del modello è inferiore alla trazione che l'elica stessa sta sviluppando, il modello accellerrerà ulteriormente.
Il rendimento effettivo dell'elica (definito come il rapporto tra la potenza utile prodotta dal sistema e la potenza assorbita) dipende dal rapporto di funzionamento dell'elica V/(N*D) dove V=velocità, N=numero di giri e D= diametro dell'elica in quanto le estremità delle pale non devono mai raggiungere velocità transoniche o peggio ancora supersoniche pena lo stallo d'urto delle estremità e il decadimento delle prestazioni.
Quindi, empiricamente, con i nostri motori si deve accoppiare un'elica con un diametro e con un passo che a punto fisso dia la massima trazione possibile mantenendo i giri massimi sotto quelli definiti dal manuale del motore di almeno 2.000 giri, sempre considerando che un'aumento eccessivo del passo comporta un maggior carico per il motore che può non riuscire a far girare l'elica al regime di coppia massima stabilito per il motore stesso, mentre un'aumento eccessivo del diametro può portare le pale a girare a velocità transoniche.
Saluti