Motori ad elica vs motori a reazione

[Filo]

Ciao a tutti,

vorrei sapere perchè a basse velocità (fino a 650 km/h) i motori ad elica sono migliori di quelli a reazione. Hanno bisogno di alte velocità per avere un flusso d'aria maggiore?

Qual è l'altezza massima a cui può lavorare l'elica (sia con motori a pistoni che a turbina)? Il limite è l'aria che diventa sempre più "sottile" con l'altitudine?

[franzisket]

in che senso intendi che sono migliori?

[Flaggy]

Sono migliori perché a quelle velocità sono più efficienti e solitamente, data una velocità di crociera, si sceglie il motore che ti consente di mantenerla consumando meno combustibile.

Ne abbiamo parlato svariate volte.

Un propulsore, sia esso ad elica o a reazione, genera una spinta grazie al fatto che accelera l’aria che lo attraversa.

Conti alla mano si consuma meno a prendere tanta aria e accelerarla poco (come fa l’elica) piuttosto che a prenderne poca e accelerarla tanto come fa il motore a reazione.

Il punto è però che entrambi hanno delle pale che ruotano…

Nei velivoli ad elica la velocità di volo si somma vettorialmente a quella di rotazione e il risultato è che quando le estremità delle pale entrano in campo transonico cominciano i problemi e c’è un enorme dispendio di potenza che se ne va a causa delle onde d’urto che si formano sulle pale stesse. Il risultato è una caduta di efficienza di questo tipo di propulsori e guarda caso questo succede quando le velocità di volo si approssimano ai 650-700km/h, da cui il limite per un loro utilizzo proficuo.

Oltre, salvo diverse considerazioni, conviene il turbofan o il turboereattore, perché questi motori hanno un diametro più piccolo a parità di spinta che contiene le velocità periferiche degli stadi rotorici e consente ai motori di essere carenati e preceduti da una presa d’aria e da un condotto che opportunamente rallentano e comprimono il flusso in ingresso e fanno in modo che nel motore non entri mai aria supersonica nemmeno quando si vola a mach 2.

I motori a elica possono funzionare a quote elevate e anche comparabili con quelle dei motori a reazione (se sono a pistoni magari ci vuole un bel turbocompressore per evitare predite di potenza eccessive del motore), ma il problema è che comunque devono farlo a velocità come detto relativamente basse.

Bassa velocità significa anche bassa portanza disponibile, perché ad alta quota la densità dell’aria è molto inferiore e quindi se ci si vuole andare senza stallare si deve disporre di un’ala enorme o si deve andare molto veloci.

Qui sotto c’è una tabella se ci si vuol fare un’idea delle quote raggiungibili: Grob Strato 2C e Helios HP01 erano mossi da eliche, ma sono andati uno ad oltre 18000 metri e l’altro a quasi a 30000, benché il secondo con motori elettrici.

https://en.wikipedia.org/wiki/Flight_altitude_record

Modificato 6 Luglio 2018 da Flaggy