ELICHE: Tutto quello che c'è da sapere.

[max_c26acro]

Originalmente inviato da pellikano

So che quello che hai scritto è vero ma se dovessi rispiegare a qualcuno tutta la trattazione... In poche parole non ci ho capito un tubo.
...cut...

Cito: la compressibilità delle molecole ha raggiunto valori elevati (deduco che le molecole di aria a causa dell'elevata velocità di rotazione dell'estremità dell'elica comprime le stesse allo spasimo; ma visto che la pala è svergolata non dovrebbe succedere lungo tutta la pala e quindi il problema non dovrebbe essere dell'intera elica?)

no, il problema è della zona di elica che possiede una velocità periferica transonica, essendo le velocità periferiche dipendenti dai giri per il raggio è evidente che le estremità raggiungeranno velocità più elevate.

Originalmente inviato da pellikano

con la conseguente formazione dei coni di mach (che sono? Anzi, visto l'argomento, che suono?)

Il cono di mach è un fenomeno fluidodinamico che si forma quando un oggetto in seno ad un fluido, possiede velocità di traslazione superiore a quella delle molecole che compongono il fluido stesso.
Utilizziamo un esempio pratico:
In una piazza ci sono molte persone che camminano ognuna avente direzione diversa quando una automobile irrompe da una via laterale.
Le persone possiedono una velocità massima di spostamento di circa 20 kmh e se l'automobile possiede una velocità di 10 kmh, la maggior parte delle persone riuscirà a spostarsi prima di essere investita.
Ho scritto la maggior parte, non tutte, per il motivo che queste persone non riusciranno a mantenere tutte insieme i 20 kmh perché si ostacolano tra di loro, cosicchè alcuni verranno leggermente urtati e scansati lateralmente dal cofano: è l'inizio della compressione.
Ora l'automobile accellera e sempre meno persone riusciranno a non essere urtate, fino a che, passati i 20 kmh, l'automobile si troverà con un muro di persone caricate sul cofano e subirà un aumento della resistenza con difficoltà ad aumentare ulteriormente la velocità (muro del suono).
Dall'esempio di cui sopra, possiamo per similitudine considerare le persone come le molecole d'aria (massima velocità di spostamento 340 m/s) e l'automobile come il velivolo (o la pala d'elica).
Quando le molecole d'aria incontrano il bordo d'attacco alare, riescono a spostarsi qualche millimetro prima se la velocità si mantiene subsonica, ma se il velivolo accellera queste si disturberanno tra di loro e inizieranno a colpire il BE creando un cuscino (alte velocità subsoniche e inizio della compressibilità).
A velocità pari a quella del suono (340 m/s al livello del mare, temperatura e densità ISA) saranno investite e spostate lateralmente a creare due onde di pressione divergenti: è la formazione del cono di mach.

Originalmente inviato da pellikano

e delle onde di pressione (che sono?)che causano uno stallo d'urto (che è?).

Sempre per similitudine, le onde di pressione si possono "visualizzare", come quando lanciamo una pietra in uno stagno e si formano dei cerchi concentrici: questi sono costituiti da molecole accavallate e compresse una sull'altra.
Su un velivolo (o una pala d'elica) avente velocità transonica le onde (e i coni di mach) sono due: uno frontale di compressione sul bordo d'entrata alare e sul muso e uno posteriore di espansione sul bordo d'uscita alare e sul cono di coda ( di nuovo è possibile visualizzare per similitudine i due coni di mach guardando le onde di propra e di poppa di una barca in movimento).
Nella zona compresa tra i due coni, si trovano le ali (o la pala) che come sappiamo volano avendo pressioni differenti sul dorso e sul ventre e vengono disturbate dalle onde di pressione generate dalla velocità che possono far staccare lo strato limite semplicemente per "urto" delle molecole.
I profili che meglio si adattano alle velocità soniche sono quelli appuntiti e sottili e con lo spessore massimo molto arretrato (laminari), mentre i normali profili aeromodellistici (compresi quelli delle pale d'elica) sono progettati per funzionare a velocità subsonica e soffrono lo stallo per compressibilità (stallo d'urto).

Non mi è riuscito di spiegarlo in maniera più semplice, se qualcuno vuole aiutarmi e aggiungere qualcosa

[italo.driussi]

Originalmente inviato da pellikano

Moltiplica i giri in migliaia x il diametro in pollici.
Se il risultato è maggiore o uguale a 130 l'estremità della pala gira in regime supersonico.

Esempio: 18 (mila giri) x 6,5 = 117 quindi l'elica funziona ancora bene.
Altro esempio: 20 (mila giri) x 6,5 = 130 che dimostra che il nostro motore è al limite per quel tipo di elica. Dobbiamo diminuire il diametro e aumentare il passo se vogliamo che tutto sia ok.

E intanto una cosa l'abbiamo risolta: ho telefonato al mio amico e mi sono fatto ripetere le formuletta! ;-)

Interessante, praticamente ho usato quasi sempre l' elica sbagliata.

Negli acrobatici il massimo lo usi raramente, nei modelli veloci avevo qualche sospetto.
Nella Q500 siamo fuori visto che una 9 pollici dovrebbe fare max 14440 giri e oltre non rende.

[Renato Privitera]

Originalmente inviato da italo.driussi

Nella Q500 siamo fuori visto che una 9 pollici dovrebbe fare max 14440 giri e oltre non rende.

Bah, mi sa che o questa teoria ha dei limiti oppure c'e' in giro la sindrome del calabrone : in velocita' 3' serie VVC (categoria defunta in Italia) con i 10cc si sono sempre usate eliche da 9 x 10-11-12 a regimi che andavano dai 16-18000 dei motori a scarico libero fino ai 22000 e oltre di quelli con pipa.
Quelle misure erano quelle che davano il meglio e credetemi in velocita' l'elica e' l'elemento piu' sperimentato.

[lanzo]

Complimenti per il tema molto interessante, per fortuna sono in ferie e posso leggermi tutto.

Ci sono eliche che qualcuno chiama "quadre" tipo 5.2x5.2 4.7x4.7 e che ho letto rendere meglio sui modelli veloci, confermate che hanno caratteristiche davvero "speciali" o si tratta solo di numeri affascinanti?

[wikipiero]

Ciao a tutti,
consiglio vivamente
MainFrame
vi si possono trovare indicazioni utilissime su vari aspetti concernenti l'aerodinamica dei modelli ed alcuni utili software, anche per progettare eliche

[Mastertone]

Premesso che ho letto attentamente tutto il thread trovandolo del massimo interesse specialmente quando si inoltra in questioni di fisica, ho da sottoporre agli espertissimi di eliche una domanda specifica.

Ho di recente acquistato alcune Master Airscrew in nylon caricato in fibra di vetro, di sagoma tradizionale -cioè non a sciabola- e dimensioni 8x6 e 8,5x6 da utilizzare su un modello elettrico in sostituzione dell'elica fornita di serie la quale ha una flessibilità a mio avviso eccessiva visti i regimi raggiunti dal piccolo ma potentissimo brushless montato, ed un profilo più da modello ad elastico che elettrico.

Fin qui nulla da eccepire.

Sulle pale delle nuove eliche è stampigliata la dicitura «electric only» ed il sito le descrive come Extremely Lightweight, Thin & Flexible with Undercambered Blades; Made of Glass-filled Nylon.

Vada per il materiale, ma la descrizione non le qualifica affatto come "estremamente leggere" e men che meno come "flessibili" dato che le mie vecchie Tornado gialle ed alcune altrettanto anziane Top Flite in plastica opalina (6x3, 6x4, 7x4 fino al 9X6) sono molto più morbide ed immensamente più flessibili. Eppure erano quelle che acquistavo per i motori a scoppio da 0,8 fino a 2,5 cc, cioè gli unici che abbia utilizzato. E comunque questi materiali (poliamidi per le Top Flite e qualche tipo di polipropilene per le Tornado) non mi hanno mai convinto del tutto ai regimi di rotazione e alle vibrazioni dei miei motorini, tanto che ho sempre preferito loro le Top Flite e le Aviomodelli in acero e faggio: fragili e delicate ma leggere come una piuma e rigidissime.

Alla luce di tutto ciò mi chiedo -e giro la questione agli esperti- a cosa sia dovuta la prescrizione di Master Airscrew di utilizzare la serie in oggetto solo su motori elettrici dato che queste eliche sono totalmente diverse da quelle ultrasottili e flessibilissime a pala larga, dal profilo alla radice quasi caricaturale e dall'estremità asimmetrica, tipicamente associate con molti modelli elettrici.

A parità di diametro e passo, è tutta questione di profilo della pala o c'entra qualcosa anche la massa complessiva? Oppure vi sono altri fattori che influenzano la resa? Insomma, potrei montarle su un motore a scoppio, visto che somigliano alle APC standard? E se no, per quale motivo?

Già che ci siamo: cosa perderei (o guadagnerei) a montare un'elica in legno di tipo tradizionale su un motore elettrico?

Grazie anticipatamente...

[Mastertone]

Originalmente inviato da Mastertone

[...] -e giro la questione agli esperti- [... ] Grazie anticipatamente...

Ri-grazie a chi replicherà.

Strano, però: possibile che dopo tutto quel che si è detto su 'ste benedette eliche il thread si sia già impantanato? Eppure le domande che ho posto non mi sembrano banali. E se con un'elica 'sbagliata' su un motore a scoppio si creano solo eventuali cali di rendimento, su uno elettrico sorgono problemi ben più seri, perlomeno se si oltrepassano diametro e/o passo consigliati.

UP!

[pellikano]

aspetta aspetta... vedrai che con i primi freddi...

[MadMax75]

non so se avevate già visto questo video:


in un altra discussione si parlava di come le eliche in legno con il passare del tempo assorbano umidità cambiando le proprie caratteristiche, e di quanto sia pericoloso il loro utilizzo oltre certe cilindrate.
Ma se queste eliche vengono trattate con prodotti che isolano le fibre del legno dall'ambiente esterno come assorbono umidità? Dai fori di fissaggio? se così fosse perchè le rotture avvengono spesso sulle pale lasciando intatto il mozzo?
Se un'elica in legno trattata può ugualmente assorbire umidità, un'elica in carbonio potrebbe correre lo stesso rischio?

[wikipiero]

Provo a dare il mio contributo anche se non sono troppo esperto in materia di eliche.
Per Mastertone: in generale le aziende descrivono i loro prodotti per motivi commerciali e non per necessità tecniche, quindi non meravigliarti troppo se ti capita che le descrizioni poco abbiano a che fare con la realtà. Non amo e non conosco i motori elettrici ma non vedo perchè un elica si possa definire a priori "da elettrico" o "da scoppio", mi sembra di poter dire che quel che conta è la potenza massima del motore ed il numero di giri al quale viene erogata, certo se il modello è destinato ad atterrare senza carrello potrebbero essere utili accorgimenti per evitare di spezzare l'elica, se il motore gira veloce potresti avere velocità supersoniche alle estremità dell'elica etc. etc. ma queste considerazioni valgono anche per un motore a scoppio. Cosa ci guadagneresti o ci perderesti a.... beh, cosa c'è di più semplice che provare?
Per MadMax75: vedo che le eliche in legno vengono utilizzate anche su aerei 1:1, quindi, da che cilindrate l'elica in legno diventa pericolosa? Non so se col passare del tempo l'elica in legno possa cambiare le sue caratteristiche ma sicuramente può assorbire o cedere umidità, vernici, isolanti e quant'altro sono molto poco impermeabili all'umidità, giusto ad esempio nylon e resine epossidiche o poliestrere non lo sono, prova ne sia che nelle schede tecniche vengono descritti i valori di permeabilità all'acqua (vapore). Eliche in composito: le resine poliestere di vecchia concezione abbinate a vetro con appretto liquido posso avere problemi di osmosi (che hanno fatto affondare più di una barca) ma questa è un'altra storia. In generale le resine, come molte altre materie plastiche, soffrono la luce ulravioletta che le fa degradare in maniera visibile, idem il kevlar (fibre aramidiche in genere) ma non mi preoccuperei troppo per questo.