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Spinta di un motre a reazione in CV?


Mone
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Non si usa indicarla perché la potenza disponibile sarebbe un dato poco significativo essendo funzione della velocità di volo.

La potenza disponibile è infatti data dalla spinta moltiplicata per la velocità di volo.

Ergo, uno stesso motore a reazione che eroga la stessa spinta, ma a velocità diverse, sviluppa potenze diverse.

Una caratteristica del motore a getto puro è poi quella di fornire una spinta pressoché costante in un ampio range di velocità (aumentando il rapporto di diluizione si ha un però un calo della spinta al crescere della velocità) e questo consente di tabularne il valore più facilmente: di solito la spinta massima indicata è quella al banco o al decollo che è grossomodo simile e comunque la più alta che generalmente un motore può realizzare.

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Si anche per me è giusto, la spinta che si trova per i motori a getto è detta “spinta statica”, cioè è la massima spinta espressa dal motore a getto quando esso è imbullonato al banco di prova statica, che dovrebbe essere simile alla comune bilancia che si tiene in bagno moltiplicata per centomila volte: prendi una bilancia gigante, la metti in verticale, ci inchiodi davanti un turbo fan e poi apri al massimo la manetta e vedi che succede.

 

Siccome il motore non può andare da nessuna parte, tutta la spinta (appunto statica perché non c’è alcun spostamento) si sfoga sul piatto della “bilancia” e l’ago della bilancia inizia a muoversi fino mettiamo a indicare le 100.000 libbre di spinta statica.

Ma siccome non c’è stato alcun spostamento, perché motore e “bilancia” sono inchiodati al suolo, come scritto sopra da Flaggy, non c’è lavoro o “torque”, perché il lavoro è uguale a forza per spostamento, se c’è forza, ma lo spostamento è zero, vuol dire che lavoro è zero.

Come scritto da Flaggy la Potenza (P, o “power) è = F (forza) x V (velocità), se qui la velocità è nulla perché motore e banco di prova sono inchiodati per terra, allora non riesci ad avere altro che la spinta STATICA, cioè il massimo di spinta (o forza) che un motore può esprimere quando lo inchiodi (bene per carità) per terra e gli apri al massimo la manetta con l’ugello di scarico che dà sul davanti di una colossale “bilancia” a pistone fatta apposta, che ne misura la spinta (o Forza) statica massima in libbre, o in Kg di spinta, o in Newtons statici.

 

Ma questo ti dice tutto e niente. Infatti come scritto sopra, la massima spinta dei motori ti può servire per accelerare e fare quota fino alla massima quota di tangenza e alla massima velocità di crociera, ma una volta raggiunte quota e velocità massima di crociera, la spinta la riduci e quota e velocità le mantieni lo stesso.

Se sei su un Concorde, tu apri le manette al massimo per decollare e salire a 60.000 piedi, ma poi, raggiunti i 2 Mach e i 60.000 piedi di quota, tu le manette le riporti in dietro mettiamo anche del 50% o più e mantieni lo stesso i 2 mach e i 60.000 piedi.

Ecco quindi che pur andando a mach due, tu non stai usando il 100% della spinta statica, ma ne stai usando mettiamo il 50% in crociera. Per cui la spinta statica ti dice tutto e niente, perché una volta in quota a velocità di crociera tu mantieni la tua velocità anche con metà della spinta totale.

 

Per cui c’è bisogno di sapere altre informazioni, oltre alla spinta statica. Una volta che conosci bene motore e aereo, c’è bisogno di sapere la velocità che hai tu nell’istante x di volo e allora puoi fare la conversione in horsepower (e i dati te li danno).

 

Se P = F x V, e se V = s/t, allora P = F x s/t (dove F x s è il lavoro e quindi la Potenza è il lavoro compiuto nell’unità di tempo)

 

E sempre dove P è la potenza, F la spinta o forza, V la velocità, s lo spazio percorso nell’unità di tempo t.

 

Se sai quanta spinta ci vuole per darti quella velocità a quella quota in quell’istante del volo, puoi calcolare la tua conversione.

 

Il tuo Concorde sta volando a 60.000 piedi a mach due. Come scritto sopra, mettiamo che per mantenere quella quota e velocità a te basti riportare in dietro le manette fino al 50% della spinta statica totale senza postbruciatori.

 

Spinta (o Forza) statica di un solo Rolls-Royce Olympus (senza afterburner) = 32.000 libbre (pounds). Il 50% quindi sarà una spinta di 16.000 lbs per ogni motore. Il Concorde ne ha quattro, quindi la spinta complessiva a 60.000 piedi di quota e mach-2 facciamo (noi) che sia pari a 64.000 libbre. (Questi dati sono inventati da me, ma il costruttore li conosce e fornisce quelli veri).

 

A mach due, facciamo che la velocità (approssimativamente) corrisponda a 2000 Km/h, circa 500 m/s, che mi fanno 1.400 ft/sec.

 

Se P = F x V, allora P = 64.000 lbs x 1.400 ft/s = 89.600.000 piedi-libbre/sec.

 

Convertiamo ora la potenza da piedi-libbre/sec. in Hp. Nel sistema metrico britannico, 1 horsepower sarebbero 550 piedi-libbre/sec, per cui usando questo:

http://www.oppo.it/calcoli/um/potenza.html

 

89.600.000 piedi-libbre/sec = 162.909,09 Hp.

 

Una potenza enorme.

 

Quindi, i motori a pistoni sono espressi in Hp di potenza, perché i cicli termici (rounds per minute) che determinano la potenza disponibile del motore determinano anche il ruotare dell’albero motore, quindi uno spostamento, quindi anche un lavoro (F x s), compiuto in un certo tempo (P = F x s/t).

Mentre la spinta statica di un jet non è una potenza, ma una forza; non ti dice nulla perché lì non c’è uno spostamento perché il motore è inchiodato al banco, quindi non c’è lavoro (se non quello dello spostamento del pistone dell’apparecchiatura di misura) e la spinta non è una misura della potenza necessaria a mantenerti l’aereo a una certa quota e velocità.

Ma se, al contrario, sai dal costruttore a quanto ammonta la spinta necessaria per dare una certa velocità a una certa quota nell’istante x, allora tu puoi fare la tua conversione.

Riassumendo, come scritto da Flaggy non puoi fare direttamente e univocamente la conversione spinta statica di un jet/hp perché la spinta statica è a velocità (e lavoro) zero e inoltre come già scritto da Flaggy, a una stessa forza o spinta di un jet possono corrispondere diverse velocità a diverse quote. Per cui devi sapere quanta spinta hai in un certo istante x di volo a una certa quota, ma se hai questi dati e il costruttore te li dà, puoi fare la conversione. Spero di non aver sbagliato tutto, soprattutto le conversioni iniziali tra Kg di spinta, libbre e tra metri e piedi.

Edited by Vultur
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  • 3 weeks later...
  • 9 years later...
Il 16/5/2012 at 00:32, Flaggy ha scritto:

Non si usa indicarla perché la potenza disponibile sarebbe un dato poco significativo essendo funzione della velocità di volo.

La potenza disponibile è infatti data dalla spinta moltiplicata per la velocità di volo.

Ergo, uno stesso motore a reazione che eroga la stessa spinta, ma a velocità diverse, sviluppa potenze diverse.

Una caratteristica del motore a getto puro è poi quella di fornire una spinta pressoché costante in un ampio range di velocità (aumentando il rapporto di diluizione si ha un però un calo della spinta al crescere della velocità) e questo consente di tabularne il valore più facilmente: di solito la spinta massima indicata è quella al banco o al decollo che è grossomodo simile e comunque la più alta che generalmente un motore può realizzare.

ciao, posso chiederti alcune informazioni? per sollevare 100-120 kg, quanta spinta deve avere un motore a reazione? grazie

Grazie ancora

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Il 16/5/2012 at 14:47, Vultur ha scritto:

Si anche per me è giusto, la spinta che si trova per i motori a getto è detta “spinta statica”, cioè è la massima spinta espressa dal motore a getto quando esso è imbullonato al banco di prova statica, che dovrebbe essere simile alla comune bilancia che si tiene in bagno moltiplicata per centomila volte: prendi una bilancia gigante, la metti in verticale, ci inchiodi davanti un turbo fan e poi apri al massimo la manetta e vedi che succede.

 

Siccome il motore non può andare da nessuna parte, tutta la spinta (appunto statica perché non c’è alcun spostamento) si sfoga sul piatto della “bilancia” e l’ago della bilancia inizia a muoversi fino mettiamo a indicare le 100.000 libbre di spinta statica.

Ma siccome non c’è stato alcun spostamento, perché motore e “bilancia” sono inchiodati al suolo, come scritto sopra da Flaggy, non c’è lavoro o “torque”, perché il lavoro è uguale a forza per spostamento, se c’è forza, ma lo spostamento è zero, vuol dire che lavoro è zero.

Come scritto da Flaggy la Potenza (P, o “power) è = F (forza) x V (velocità), se qui la velocità è nulla perché motore e banco di prova sono inchiodati per terra, allora non riesci ad avere altro che la spinta STATICA, cioè il massimo di spinta (o forza) che un motore può esprimere quando lo inchiodi (bene per carità) per terra e gli apri al massimo la manetta con l’ugello di scarico che dà sul davanti di una colossale “bilancia” a pistone fatta apposta, che ne misura la spinta (o Forza) statica massima in libbre, o in Kg di spinta, o in Newtons statici.

 

Ma questo ti dice tutto e niente. Infatti come scritto sopra, la massima spinta dei motori ti può servire per accelerare e fare quota fino alla massima quota di tangenza e alla massima velocità di crociera, ma una volta raggiunte quota e velocità massima di crociera, la spinta la riduci e quota e velocità le mantieni lo stesso.

Se sei su un Concorde, tu apri le manette al massimo per decollare e salire a 60.000 piedi, ma poi, raggiunti i 2 Mach e i 60.000 piedi di quota, tu le manette le riporti in dietro mettiamo anche del 50% o più e mantieni lo stesso i 2 mach e i 60.000 piedi.

Ecco quindi che pur andando a mach due, tu non stai usando il 100% della spinta statica, ma ne stai usando mettiamo il 50% in crociera. Per cui la spinta statica ti dice tutto e niente, perché una volta in quota a velocità di crociera tu mantieni la tua velocità anche con metà della spinta totale.

 

Per cui c’è bisogno di sapere altre informazioni, oltre alla spinta statica. Una volta che conosci bene motore e aereo, c’è bisogno di sapere la velocità che hai tu nell’istante x di volo e allora puoi fare la conversione in horsepower (e i dati te li danno).

 

Se P = F x V, e se V = s/t, allora P = F x s/t (dove F x s è il lavoro e quindi la Potenza è il lavoro compiuto nell’unità di tempo)

 

E sempre dove P è la potenza, F la spinta o forza, V la velocità, s lo spazio percorso nell’unità di tempo t.

 

Se sai quanta spinta ci vuole per darti quella velocità a quella quota in quell’istante del volo, puoi calcolare la tua conversione.

 

Il tuo Concorde sta volando a 60.000 piedi a mach due. Come scritto sopra, mettiamo che per mantenere quella quota e velocità a te basti riportare in dietro le manette fino al 50% della spinta statica totale senza postbruciatori.

 

Spinta (o Forza) statica di un solo Rolls-Royce Olympus (senza afterburner) = 32.000 libbre (pounds). Il 50% quindi sarà una spinta di 16.000 lbs per ogni motore. Il Concorde ne ha quattro, quindi la spinta complessiva a 60.000 piedi di quota e mach-2 facciamo (noi) che sia pari a 64.000 libbre. (Questi dati sono inventati da me, ma il costruttore li conosce e fornisce quelli veri).

 

A mach due, facciamo che la velocità (approssimativamente) corrisponda a 2000 Km/h, circa 500 m/s, che mi fanno 1.400 ft/sec.

 

Se P = F x V, allora P = 64.000 lbs x 1.400 ft/s = 89.600.000 piedi-libbre/sec.

 

Convertiamo ora la potenza da piedi-libbre/sec. in Hp. Nel sistema metrico britannico, 1 horsepower sarebbero 550 piedi-libbre/sec, per cui usando questo:

http://www.oppo.it/calcoli/um/potenza.html

 

89.600.000 piedi-libbre/sec = 162.909,09 Hp.

 

Una potenza enorme.

 

Quindi, i motori a pistoni sono espressi in Hp di potenza, perché i cicli termici (rounds per minute) che determinano la potenza disponibile del motore determinano anche il ruotare dell’albero motore, quindi uno spostamento, quindi anche un lavoro (F x s), compiuto in un certo tempo (P = F x s/t).

Mentre la spinta statica di un jet non è una potenza, ma una forza; non ti dice nulla perché lì non c’è uno spostamento perché il motore è inchiodato al banco, quindi non c’è lavoro (se non quello dello spostamento del pistone dell’apparecchiatura di misura) e la spinta non è una misura della potenza necessaria a mantenerti l’aereo a una certa quota e velocità.

Ma se, al contrario, sai dal costruttore a quanto ammonta la spinta necessaria per dare una certa velocità a una certa quota nell’istante x, allora tu puoi fare la tua conversione.

Riassumendo, come scritto da Flaggy non puoi fare direttamente e univocamente la conversione spinta statica di un jet/hp perché la spinta statica è a velocità (e lavoro) zero e inoltre come già scritto da Flaggy, a una stessa forza o spinta di un jet possono corrispondere diverse velocità a diverse quote. Per cui devi sapere quanta spinta hai in un certo istante x di volo a una certa quota, ma se hai questi dati e il costruttore te li dà, puoi fare la conversione. Spero di non aver sbagliato tutto, soprattutto le conversioni iniziali tra Kg di spinta, libbre e tra metri e piedi.

ciao, arrivo molto in ritardo in questa discussione, e ne capisco piuttosto poco. Però, vorrei capire, come faccio a sapere per sollevare circa 100 kg quanta potenza in un motore a reazione mi serve? come lo calcolo? E una volta sollevati, a che altezza posso portarli? E poi, a che velocità in avanti? Vorrei capire questo. Come si calcola? mi potete aiutare?

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Allora, prima di tutto dubito che Vultur ti risponderà visto che l’ultimo suo messaggio lo ha scritto quasi 10 anni fa…

Non è che le tue domande siano poi chiarissime e forse avresti dovuto contestualizzarle.

Ciò che ti posso dire è che se devi sollevare 100kg (motore incluso) come se fosse una specie di ascensore, devi applicare un motore di almeno 100kg di spinta (espressa in Newton sarebbero 100*9.81=981N) che si oppone al peso (che è appunto di 100N) e la cosa ti permetterebbe di salire con un’accelerazione proporzionale alla risultante delle due forze (spinta-peso). La potenza sarà uguale a quella risultante moltiplicata per la velocità, che via via aumenterà fino a stabilizzarsi quando la resistenza aerodinamica (ignota visto che non si sa come è fatto questo oggetto che sale) non eguaglierà la tua risultante.

Questa surreale risposta che ti darei leggendo il tuo primo messaggio...Da come la capisco nel secondo messaggio sembra invece tu abbia un velivolo che pesa 100kg e chieda che spinta debba avere il tuo motore. Sicuramente molto meno di 100kg visto che a equilibrare il peso questa volta sarà la portanza alare mentre il tuo motore deve solo vincere la resistenza aerodinamica, ma anche qui la risposta alle tue domande è un grandissimo “dipende”. Dipende da come è fatto il tuo aereo e da che prestazioni ti aspetti da lui.

Purtroppo non esiste una risposta univoca alle tue domande, perché non è che stabilita la spinta del motore ti basti il peso del velivolo per ottenere tutte le prestazioni. Ci sono libri di centinaia di pagine e formule che bisogna sapere per dimensionare non solo il motore, ma l’intero velivolo sulla base di una serie di prestazioni richieste (la specifica) e per poi calcolare tutte le altre.

La specifica di un velivolo civile ad esempio sicuramente include il carico (i passeggeri che vuoi trasportare), l’autonomia e la velocità di crociera richiesti.

I tuoi 100kg è il carico che vuoi trasportare o la massa del velivolo? A che distanza li vuoi portare? A che velocità vuoi che vadano? A quel punto scegli il motore e la forma del tuo aereo, ma per rispondere alle tue domande poi devi fare quello che per un ingegnere aeronautico è il progetto generale del velivolo: è un esame del corso di laurea e certo nessuno si metterà a rifarlo per rispondere a una domanda nel forum…

Come poi ho scritto la potenza in un velivolo a getto non è un numero univoco: è sempre la velocità che hai in quel momento moltiplicata per la spinta.

Se però ti vuoi semplicemente fare un'idea del minimo indispensabile per var volare un centinaio di chili o giù di lì, forse puoi chiedere a questo signore...

https://it.wikipedia.org/wiki/Yves_Rossy

...ma ti sconsiglio vivamente di imitarlo...

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  • 3 weeks later...
Il 16/5/2012 at 14:47, Vultur ha scritto:

Si anche per me è giusto, la spinta che si trova per i motori a getto è detta “spinta statica”, cioè è la massima spinta espressa dal motore a getto quando esso è imbullonato al banco di prova statica, che dovrebbe essere simile alla comune bilancia che si tiene in bagno moltiplicata per centomila volte: prendi una bilancia gigante, la metti in verticale, ci inchiodi davanti un turbo fan e poi apri al massimo la manetta e vedi che succede.

 

Siccome il motore non può andare da nessuna parte, tutta la spinta (appunto statica perché non c’è alcun spostamento) si sfoga sul piatto della “bilancia” e l’ago della bilancia inizia a muoversi fino mettiamo a indicare le 100.000 libbre di spinta statica.

Ma siccome non c’è stato alcun spostamento, perché motore e “bilancia” sono inchiodati al suolo, come scritto sopra da Flaggy, non c’è lavoro o “torque”, perché il lavoro è uguale a forza per spostamento, se c’è forza, ma lo spostamento è zero, vuol dire che lavoro è zero.

Come scritto da Flaggy la Potenza (P, o “power) è = F (forza) x V (velocità), se qui la velocità è nulla perché motore e banco di prova sono inchiodati per terra, allora non riesci ad avere altro che la spinta STATICA, cioè il massimo di spinta (o forza) che un motore può esprimere quando lo inchiodi (bene per carità) per terra e gli apri al massimo la manetta con l’ugello di scarico che dà sul davanti di una colossale “bilancia” a pistone fatta apposta, che ne misura la spinta (o Forza) statica massima in libbre, o in Kg di spinta, o in Newtons statici.

 

Ma questo ti dice tutto e niente. Infatti come scritto sopra, la massima spinta dei motori ti può servire per accelerare e fare quota fino alla massima quota di tangenza e alla massima velocità di crociera, ma una volta raggiunte quota e velocità massima di crociera, la spinta la riduci e quota e velocità le mantieni lo stesso.

Se sei su un Concorde, tu apri le manette al massimo per decollare e salire a 60.000 piedi, ma poi, raggiunti i 2 Mach e i 60.000 piedi di quota, tu le manette le riporti in dietro mettiamo anche del 50% o più e mantieni lo stesso i 2 mach e i 60.000 piedi.

Ecco quindi che pur andando a mach due, tu non stai usando il 100% della spinta statica, ma ne stai usando mettiamo il 50% in crociera. Per cui la spinta statica ti dice tutto e niente, perché una volta in quota a velocità di crociera tu mantieni la tua velocità anche con metà della spinta totale.

 

Per cui c’è bisogno di sapere altre informazioni, oltre alla spinta statica. Una volta che conosci bene motore e aereo, c’è bisogno di sapere la velocità che hai tu nell’istante x di volo e allora puoi fare la conversione in horsepower (e i dati te li danno).

 

Se P = F x V, e se V = s/t, allora P = F x s/t (dove F x s è il lavoro e quindi la Potenza è il lavoro compiuto nell’unità di tempo)

 

E sempre dove P è la potenza, F la spinta o forza, V la velocità, s lo spazio percorso nell’unità di tempo t.

 

Se sai quanta spinta ci vuole per darti quella velocità a quella quota in quell’istante del volo, puoi calcolare la tua conversione.

 

Il tuo Concorde sta volando a 60.000 piedi a mach due. Come scritto sopra, mettiamo che per mantenere quella quota e velocità a te basti riportare in dietro le manette fino al 50% della spinta statica totale senza postbruciatori.

 

Spinta (o Forza) statica di un solo Rolls-Royce Olympus (senza afterburner) = 32.000 libbre (pounds). Il 50% quindi sarà una spinta di 16.000 lbs per ogni motore. Il Concorde ne ha quattro, quindi la spinta complessiva a 60.000 piedi di quota e mach-2 facciamo (noi) che sia pari a 64.000 libbre. (Questi dati sono inventati da me, ma il costruttore li conosce e fornisce quelli veri).

 

A mach due, facciamo che la velocità (approssimativamente) corrisponda a 2000 Km/h, circa 500 m/s, che mi fanno 1.400 ft/sec.

 

Se P = F x V, allora P = 64.000 lbs x 1.400 ft/s = 89.600.000 piedi-libbre/sec.

 

Convertiamo ora la potenza da piedi-libbre/sec. in Hp. Nel sistema metrico britannico, 1 horsepower sarebbero 550 piedi-libbre/sec, per cui usando questo:

http://www.oppo.it/calcoli/um/potenza.html

 

89.600.000 piedi-libbre/sec = 162.909,09 Hp.

 

Una potenza enorme.

 

Quindi, i motori a pistoni sono espressi in Hp di potenza, perché i cicli termici (rounds per minute) che determinano la potenza disponibile del motore determinano anche il ruotare dell’albero motore, quindi uno spostamento, quindi anche un lavoro (F x s), compiuto in un certo tempo (P = F x s/t).

Mentre la spinta statica di un jet non è una potenza, ma una forza; non ti dice nulla perché lì non c’è uno spostamento perché il motore è inchiodato al banco, quindi non c’è lavoro (se non quello dello spostamento del pistone dell’apparecchiatura di misura) e la spinta non è una misura della potenza necessaria a mantenerti l’aereo a una certa quota e velocità.

Ma se, al contrario, sai dal costruttore a quanto ammonta la spinta necessaria per dare una certa velocità a una certa quota nell’istante x, allora tu puoi fare la tua conversione.

Riassumendo, come scritto da Flaggy non puoi fare direttamente e univocamente la conversione spinta statica di un jet/hp perché la spinta statica è a velocità (e lavoro) zero e inoltre come già scritto da Flaggy, a una stessa forza o spinta di un jet possono corrispondere diverse velocità a diverse quote. Per cui devi sapere quanta spinta hai in un certo istante x di volo a una certa quota, ma se hai questi dati e il costruttore te li dà, puoi fare la conversione. Spero di non aver sbagliato tutto, soprattutto le conversioni iniziali tra Kg di spinta, libbre e tra metri e piedi.

Ma allora anche le vetture viaggiano a x km/h in istanti y, ma la potenza si misura in cavalli

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