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Passo dell'elica


ice-man
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Ragazzi ho una domandina..

Perchè le pale sono fatte in modo che ad ogni sezione il passo sia lo stesso? Che problemi può comportare il fatto che il passo all'estremità sia maggiore di quello vicino al centro del motore?

Il passo non è detto sia costante in ogni sezione...

Questo avviene solo nelle eliche a passo uniforme, mentre in altre si parla di un certo valore di passo per l'elica, ma in realtà ci si riferisce a quello al 70% dell'apertura e gli altri sono diversi.

Che sia o meno uniforme il passo, una pala di un'elica è però comunque svergolata, con la corda di ciascun profilo che forma col piano del disco dell'elica angoli (di calettamento) che si riducono all'aumentare dalla distanza dal mozzo.

Siccome la velocità dell'aria che lambisce una sezione di elica è la somma vettoriale di quella periferica dovuta alla rotazione e di quella di avanzamento del velivolo, è ovvio che all'aumentare della prima, ferma restando la seconda, devi ridurre l'incidenza.

Perchè non fare il contrario come scrivi tu? Perchè l'elica ruota e le velocità all'estremità sono maggiori di quelle che si hanno vicino al mozzo.

Dunque, se vuoi che la trazione si distribuisca più uniformemente possibile su un disco dell'elica facendo lavorare al meglio le varie sezioni, devi per forza di cose ridurre l'incidenza verso l'estremità (o che è lo stesso aumentarla verso il mozzo), altrimenti scaricherai l'elica al centro (o addirittura la farai lavorare a incidenza negativa) e la sovraccaricherai all'estremità, riducendo spaventosamente l'efficienza.

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quindi il fatto di non ridurre la tangente dell'angolo di calettamento (tgi*2pigrecoR=Passo) mi comporta una efficenza minore. Questo a cosa è dovuto? (ti prego di entrare un pò più nei dettagli).

 

Insomma da come ho capito io la spinta di un motore a elica è data dalle somme delle portanze delle singole pale e delle singole sezioni di ogni pala. La portanza per definizione è perpendicolare alla velocità quindi se io non riduco l'angolo di calettamento avrò direzioni di portanza (e quindi spinta) diverse che mi riducono l'efficenza... questo perchè all'estremità la velocità di rotazione sarà maggiore (mentre quella di traslazione sarà la stessa) quindi la componente finale della velocità avrà una direzione diversa (rispetto a quella di una sezione più vicina all'ogiva) quindi la portanza della sezione presa in esame avrà direzione diversa... questo è quello che determina la perdita di efficenza nella spinta? è giusto intenderla così o ci sono degli errori di fondo?

 

Perchè se io devo mantenere uniforme il passo su tutta la pala la somma delle portanze di tutte le sezioni sarà minore rispetto a quelle che avrei se per ogni sezione chiedo il massimo. Difatti siccome all'estremità la velocità complessiva aumenta allora aumenta anche la portanza.

 

In pratica il mio dubbio è... se io ho al centro del motore portanza massima 50 e all'estremità una capacità di portanza massima 100 la loro somma mi da 150 (lascio perdere le sezioni intermedie). Se però io devo mantenere tutto costante riducendo l'angolo di calettamento avrò che anche l'estremità avrà capacità 50 per mantenere uniforme le forze aerodinamiche. Quindi la mia portanza e quindi spinta complessiva non sarà 150 ma solo 100. Insomma 150 è meglio di 100 perchè teoricamente da più spinta. Ma ovviamente nel mio ragionamento c'è qualcosa che non tengo in considerazione ma che è importante altrimenti tutti i motori a elica farebbero come detto da me. Per cui mi chiedo.. cos'è questa cosa che mi costringe ad avere il passo uniforme su tutta l'elica?

 

 

e infine (ultimo dubbio della serata) è giusto considerare il passo un qualcosa che è in funzione della portanza?. Insomma il passo è lo spostamento di un punto della sezione di una pala quando questa fa un giro completo. E questo spostamento è determinato dalla portanza (spinta) che ha il punto in quella sezione. Corretto questo ragionamento?

Edited by ice-man
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:offeso:

 

Prima di tutto chiariamo una volta per tutte che in gerere le eliche NON sono a passo uniforme, ma a passo vario (cioè non costante al variare del raggio) e che in ogni caso la trazione non sarà mai uniformemente distribuita sul disco dell'elica.

Oltretutto, più che di portanza e resistenza in un elica è meglio parlare di trazione e coppia riferendo tutto all'asse del mozzo (trazione diretta come il mozzo e coppia attorno al mozzo).

Detto questo, non è che devi appiattire la portanza all'estremità per rendere la distribuzione della spinta sull'elica uniforme su valori bassi...

Non ho detto infatti che la spinta sia distribuita uniformemente sul disco: ho detto che si cerca di distribuirla più uniformemente possibile, intendendo con questo il caricare il più possibile ogni singola sezione.

 

Un'elica deve essere in grado di assorbire più potenza possibile e per farlo tutte le sezioni devono poter arrivare al limite.

Le estermità sono quelle più in crisi perchè possono arrivare nell'intorno di mach 1 (e superarlo).

Scaricherai il massimo della potenza quando l'incidenza aerodinamica avrà un certo valore che comunque non ti faccia andare in stallo ciascun profilo.

In un'elica a giri costanti e passo variabile, incrementando la velocità di volo incrementerai il passo per evitare che l'incidenza aerodinamica si riduca penalizzando la trazione e lo potrai fare finchè la somma vettoriale delle velocità non creerà problemi di comprimibilità alle estermità.

 

Procedendo verso il mozzo e calando quindi la velocità periferica devi per forza di cose incrementere l'angolo di calettamento altrimenti (a causa della somma vettoriale delle velocità) ti ritrovi con profili ad angoli di incidenza addirittura negativi.

Te credo che avresti efficienze schifose: le estremità fornirebbero spinta positiva e le parti interne spinta negativa. Non ti ritrovi con un propulsore, ma con un dissipatore di energia!!

Capito? Non svergoli le pale per appiattire tutto verso il basso: al contrario le svergoli per ottenere il massimo da ciascuna sezione!

 

Ovvio che poi il passo sia legato alla trazione. Se aumenti il passo, aumenti l'incidenza e a parità di velocità di rotazione dell'elica incrementi la trazione (e la coppia resistente che devi compensare dando più potenza e quindi più coppia motrice).

D'altra parte, se sei su un aereo e vuoi incrementare la portanza a una determinata velocità, non fai altro che incrementare l'angolo di incidenza e dare motore per compensare l'aumento di resistenza.

 

Per andare oltre non so se questa sia la sede adatta.

Edited by Flaggy
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diciamo allora che ho preso il problema al contrario..

 

cioè io non è che cambio l'incidenza dell'angolo di calettamento all'estremità per avere il passo uniforme ma lo cambio vicino al mozzo per non avere incidenze tali con la velocità che mi possano determinare una trazione negativa. :huh: giusto?

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diciamo allora che ho preso il problema al contrario..

 

cioè io non è che cambio l'incidenza dell'angolo di calettamento all'estremità per avere il passo uniforme ma lo cambio vicino al mozzo per non avere incidenze tali con la velocità che mi possano determinare una trazione negativa. :huh: giusto?

Si. :)

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