motori turboalbero

[GIANFRY66]

Ciao a tutti, sono nuovo in questo forum, e come tutti gli appassionati e gli studosi in materia, gradirei avere alcuni approfondimenti in materia di motori aeronautici, in particolare i motori turboalbero di uso prevalente sugli elicotteri.

La mia domanda è molto semplice: La turbina che genera la rotazione dell'elica è responsabile in qualche modo anche della spinta?

Anticipatamente grazie, per le vostre risposte.

[Black Knight]

Non sono sicurissimo sulla risposta ma se sbaglio correggetemi.....

 

generalmente la funzione della turbina è quello di espandere i gas che vengono espansi a seguito della combustione, che avviene in una precisa zone della zona del motore....sicuramente la turbina produce una spinta, magari minima.

 

 

nei tradizionali motori a reazione la turbina fornisce la spinta ed è grazie a quella che si genera la spinta...penso che sia lo stesso anche per il motore dell'elicottero.

 

ciao

[teozena]

Ciao, io non sono un esperto, ma solo un apassionato, ma non credo che la turbina generi alcuna spinta.

 

La mia teoria si basa sul fatto che se generasse una spinta, l'elicottero non avrebbe motivo di inclinare il rotore in avanti per muoversi.

mentre inhovering l'elicottero, se la turbina spingesse in avanti, assumerebbe una posizione con il muso puntato verso l'alto per contrastarlo.

 

Poi le mie sono solo teorie.

 

Avrei piacere di sentire qualche esperto, perchè anch'io mio ero posto la stessa domanda..

 

Ciao

[Bostik]

è giusta mi sembra perchè quando un rotore gira crea portanza ma non spinta; poi se tu intendi spinta la salita in verticale dell'elicottero è un'altra storia perchè lì avviene come in un aereo ad elica: le pale grazie al calettamento(variazione dell'angolazione della pala) si avvitano nell'aria.

spero di essere stato corretto e chiaro

[Flaggy]

Una piccola spinta residua viene di solito prodotta nei motori turboelica degli aerei.

Nei turboalbero degli elicotteri quello che esce produce una spinta trascurabile, tanto che può essere scaricato in vari modi: all'indietro (A-109), verso l'alto (NH-90) e all'esterno (Mi-24)...Insomma dove fa più comodo.

Quanto alle pale che si avvitano nell'aria...lasciamo questa idea al genio di Leonardo di qualche secolo fa...

 

 

Le pale non si avvitano nell'aria: la accelerano nel fargli attraversare il disco del rotore.

[teozena]

Comunque, che differenza c'è tra un turboalbero e ad esempio un turboventola, nella generazione della spinta dei gas.

Cioè perchè un turboventola, spinge così tanto da far muovere un'aereo, mentre i gas di un turboalbero, non creano una spinta????

 

Differenti regimi di rotazione???

 

Ciao

[Irkut]

Provo a dare una risposta.

 

Il turboalbero ed il turboventola (ma a me piacciono di più i nomi in inglese: turboshaft e turbofan) differiscono proprio per il fatto che il primo è concepito per creare potenza all'albero, mentre il secondo è fatto per creare una spinta accelerando una grande quantità d'aria. Faccio un brevissimo excursus. Ci saranno alcune imprecisioni, visto che l'argomento è vasto. Parto dal presupposto che tu abbia alcune basi sui motori.

 

Se escludiamo le eliche guidate da motori a pistoni (di solito piccoli arei dell'aviazione generale o vecchi aerei militari) esistono principalmente tre tipi di motori usati:

 

-turbojet

-turbofan

-turboshaft (includo anche turboprop, propfan...)

-(esiste anche altro a dire il vero...)

 

Turbojet (non lo usa più nessuno). I gas passano nei compressori, nella camera di combustione, e poi nelle turbine. Lo scopo delle turbine è SOLO di muovere i compressori. Quindi non sfruttano tutta l'energia di pressione presente nei gas. Quello che ne rimane viene convertita in energia cinetica grazie all'ugello. In poche parole i gas vengono accelerati, e producono spinta. L'accelerazione fornita è piuttosto grande.

 

A questo punto però viene in mente un'idea diversa: invece di dare una grande accelerazione ad una piccola quantità d'aria, dare una piccola accelerazione ad una grande quantità d'aria. Allora si sono inventati il turbofan. In questo caso lo scopo delle turbine è muovere i compressori e (ovviamente) la ventola, che sta all'inizio del motore. La maggior parte dell'aria, dopo la ventola (che è spesso parecchio grande) viene direttamente espansa in un ugello, senza nemmeno passare per la camera di combustione. Tanta aria, e poca accelerazione appunto. Solo una piccola porzione di aria passa per i combustori e poi per le turbine. Solo la quantità necessaria a dare la giusta potenza alle turbine, in modo che possano muovere compressori e fan.

Ci sarebbero altre cose da dire, ma ho semplificato per mancanza di tempo. Soprattutto negli aerei militari, il fan non è poi così grosso, i flussi vengono associati...ma non si può esaurire tutto qui.

 

Ora veniamo al turboalbero. Immaginalo come un turbojet. Solo che dopo l'ultima turbina, ce n'è un'altra, utilizzata per "succhiare" dal gas tutta l'energia residua. Quindi niente più accelerazione nell'ugello. Questa turbina sarà collegata ad un albero indipendente (da cui il nome turboalbero) che può servire a diversi scopi: muovere un elica (turboprop e propfan ) oppure muovere le pale di un elicottero, ma anche produrre energia negli impianti di terra. Tante volte infatti le turbine industriali sono solo motori aeronautici convertiti. Questo perchè costa molto di meno che svilupparne di completamente nuovi.

Come detto in altre risposte una spinta residua spesso viene creata, questo soprattutto nei turboprop e propfan, dove un ugello provvede a sfruttare quel poco di energia che può rimanere dopo la turbina e trasformarla in spinta. Ma questo contributo è molto piccolo. Nel caso degil elicotteri invece questo contributo non è nemmeno utilizzato.

 

Normalmente nella mia testa faccio distinzione tra turboshaft e turboprop-propfan, perchè considero il primo dedicato a impianti di terra o al limite ad elicotteri, ed i secondi due applicati agli aerei. Però a tutti gli effetti si basano sullo stesso principio: trasferire potenza ad un albero.

 

Ho fatto tutto questo discorso per cercare di inquadrare la risposta in un contesto più generale. Volendo riassumere la risposta alla tua domanda è che sono diversi gli scopi dei due motori. Nel turboventola si vogliono accelerare i gas per produrre spinta. Nel turboalbero si vuole trasferire potenza ad un albero, e gli scopi come ho detto possono essere diversi. Il motivo di questo è che in certi casi con la spinta dei gas non ci fai niente. Ad esempio su un elicottero quello che vuoi fare è muovere delle pale. Oppure in un turboprop vuoi muovere un'elica (spesso piuttosto grossa). In quest'ultimo caso tra l'altro, quello che ottieni è un motore efficientissimo, il più efficiente di tutti se parliamo di basse velocità di volo. Purtroppo oltre certe velocità non si può andare, perchè la velocità all'estremità dela pala diventa sonica e questo crea diversi problemi, ma questo è un altro topic...

 

Spero di non averti incasinato le idee, e di non aver commesso imprecisioni nel cercare di semplificare. A presto

 

rollo

[teozena]

Grazie Rollo.. Mi hai dato una spiegazione esaustiva...

Quindi diciamo che in un turbojet o nei turbofan la turbina "ruba" ai gas un pò di energia, quella sufficiente a muovere per muovere compressori e ventola e lascia l'altra parte che andrà a formare il flusso che poi muove l'aereo; mentre nei turboshaft, la turbina è studiata per prendere tutta l'energia (magari con dimensioni maggiori , calettamento delle pale diverso, o a più stadi rispetto ai motori precedenti e trasferirla all'albero...

 

Ciao e grazie mille...