Elica a giri costanti...

[Bonehammer]

Buonasera,

Nella letteratura specializzata ho letto a volte do eliche "a giri costanti". In cosa differiscono dai tipi a passo fisso e variabile e che vantaggi/svantaggi offrono?

 

Grazie in anticipo.

[robygun]

Ciao

 

le eliche a giri costanti sono un tipo particolare di eliche a passo variabile..

 

in particolare il passo dell'elica viene variato in maniera tale che il numero di giri dell'elica ( e quindi anche del motore) sia sempre costante, indipendentemente dalla velocità dell'aereo, dalla posizione della manetta, dal carico del sistema motore/elica..

 

_ il passo è l'angolo tra il piano di rotazione delle pale e la corda della pala stessa; variando tale angolo si ottiene ( a grandi linee ) lo stesso effetto ottenuto col cambio sulle auto: passo corto in decollo, per aver più "tiro", e in atterraggio ( per avere un effetto freno) ; passo lungo ( e tutte le vie di mezzo) negli altri casi..

 

Le eliche a passo fisso non permettono queste regolazioni..

 

Le eliche a passo variabile permettono una regolazione continua per adattarsi alle varie situazioni..

Modificato 5 Febbraio 2009 da robygun

[Bonehammer]

Spiegazione molto esauriente.

Grazie!

[cap.med.cpl.]

riprendo questo post:

quindi "dando gas al motore" si modificava il passo ma non i giri del motore e dell'elica?

[Flaggy]

In pratica si.

L'elica a passo variabile e giri costanti viene dimensionata intorno a una condizione di progetto, solitamente quella di crociera (velocità e quota determinate) con una potenza che è una determinata frazione di quella massima (di solito il 75% per consentire un adeguato margine per le manovre). Il motore ha un regime di funzionamento ottimale, specie quello a turbina ed è opportuno che ruoti sempre all'interno di un range di giri relativamente ristretto e gli scostamenti dal regime ottimale possono avvenire soprattutto nei transitori di potenza.

L'elica, legata meccanicamente all'albero da un rapporto di riduzione fisso andrà di conseguenza anche lei ad una stessa velocità di rotazione.

Quando il velivolo quindi incrementa la velocità tende ad aumentare i passo e viceversa per ridurla, in corrispondenza ad una analoga variazione di potenza del motore.

Ovviamente il passo non sarà più quello ottimale per ciascun profilo della pala perchè il propulsore lavora fuori dalle condizioni di progetto, ma in ogni caso sarà quello che massimizza l'efficienza dell'elica in quelle condizioni mentre il motore lavora sempre al numero di giri che ne minimizza il consumo specifico.

 

su come si varia il passo c'è un bel post qui.

 

http://www.aereimilitari.org/forum/topic/5509-tecnica-del-volo/page__view__findpost__p__157742

[eugy78 Fishbed]

una domandina...forse banale.....

 

ma:il C-130 ....ha le eliche a pale a passo variabile giusto è il classico esempio.....

 

Modificato 22 Agosto 2011 da eugy78

[Flaggy]

E' una domanda retorica?

Le eliche a passo fisso ormai sono roba da ultraleggeri...e spesso e volentieri pure quelli hanno eliche a passo variabile.

[eugy78 Fishbed]

no..no.....errore di forma scritta......sorry..

[cap.med.cpl.]

Scusate se riapro una vecchia discussione, ma quello che non capisco è se un aereo con elica a giri costanti , una volta acceso il motore, lo lascia a quel numero di giri prefissato ed ottimale , variando la velocità solo modificando il passo , oppure se il pilota modifichi a seconda delle esigenze i giri del motore ?.

Mi spiego : se cabro avrò bisogno di molti giri a passo " corto" in crociera avrò bisogno di bassi giri a passo lungo , ma se voglio correre dovrò aumentare giri e allungare il passo. Insomma c'è qualcosa che non capisco ( il che è facile) . 

Inoltre tutto questo ha qualcosa a che fare con il fatto che la motenza dei motori a pistoni , sopratutto se in linea venga espressa con un valore per il decollo ( decollo non quota 0 ) e uno in quota ?. Ad esempio DB 605 1475 cv al decollo e 1250 in quota .

Grazie anticipato a tutti voi   

Modificato 22 Dicembre 2019 da cap.med.cpl.

[Flaggy]

1 ora fa, cap.med.cpl. ha scritto:

Mi spiego : se cabro avrò bisogno di molti giri a passo " corto" in crociera avrò bisogno di bassi giri a passo lungo , ma se voglio correre dovrò aumentare giri e allungare il passo. Insomma c'è qualcosa che non capisco ( il che è facile) . 

Non c’è affatto questa necessità di variare i giri.

Come detto sopra il numero di giri non cambia se non in un piccolo range e in particolare nei transitori.

In crociera come scritto sopra il motore girerà al numero di giri ottimale e l’elica, (disegnata per quel regime di rotazione) avrà tutti i profili che operaeranno alla massima efficienza.

Se cabri si suppone tu abbia bisogno di più trazione: bene, si deve incrementare quanto basta il passo. Il risultato è lo stesso che si ha in un’ala quando aumenta l’incidenza: con essa aumentano anche la portanza e la resistenza. All’aumento di trazione corrisponde un aumento della potenza motrice richiesta per evitare che l’elica rallenti a causa della maggiore resistenza alla rotazione (di fatto il pilota dà manetta disinteressandosi del passo che invece viene gestito in modo automatico). Verrà quindi mantenuta una velocità di rotazione analoga a quella iniziale, ma con passo dell’elica e potenza motrice maggiori.

Se vuoi “correre”, cioè aumentare la velocità, ancora una volta dovrai aumentare il passo: aumenterà la trazione , ma anche la resistenza alla rotazione e con essa la potenza necessaria. Di nuovo l’elica e quindi il motore gireranno a una velocità uguale, ma l’elica assorbirà una potenza maggiore.

Velocità maggiori richiedono un passo maggiore perché la velocità dell’aria che investe le pale è sempre la somma vettoriale della velocità di avanzamento dell'aereo e di quella di rotazione dell'elica e, a parità di velocità di volo, potenze maggiori  o minori verranno ottenute aumentano ulteriormente il passo o riducendolo, ma sempre e comunque mantenendo i giri costanti.

Quote

Inoltre tutto questo ha qualcosa a che fare con il fatto che la motenza dei motori a pistoni , sopratutto se in linea venga espressa con un valore per il decollo ( decollo non quota 0 ) e uno in quota ?. Ad esempio DB 605 1475 cv al decollo e 1250 in quota .

No, il calo in quota della potenza all'albero dei motori a pistoni non è legata all'elica. La potenza cala parecchio in quota perché cala la pressione atmosferica e con essa la massa d’aria che entra nei cilindri e che partecipa alla combustione. Il DB 605, come i motori di moltissimi altri caccia coevi, aveva un compressore meccanico che prelevava potenza dal motore per alimentare un compressore centrifugo che manteneva la potenza abbastanza simile iniettando nei cilindri aria a pressione da 1.5 a oltre 2.5 volte superiore a quella atmosferica. I motori tedeschi della serie 600 avevano anche una sorta di cambio automatico: tra motore e compressore c’era un accoppiamento idraulico che all’aumentare della quota rilevata da un sensore baromentrico aumentava il numero di giri del compressore di fino alla cosiddetta quota di ristabilimento, dopodiché, a quote superiori inevitabilmente il calo si faceva molto significativo.

In alternativa si poteva usare un turbocompressore, che aveva il vantaggio di non rubare quasi nulla in potenza al motore (si alimentava il compressore con una turbina ai gas di scarico) e che aveva un miglior comportamento in quota, anche se si pagava in termini di affidabilità, complessità, peso e velocità di risposta alla manetta.

[cap.med.cpl.]

quindi se inizio a cabrare il passo dell' elica non sarà più adeguato , il variatore di passo interverrà adeguando il passo alla situazione, il tutto senza intervento del pilota 

[Flaggy]

Di fatto nei velivoli con elica a passo, o meglio calettamento variabile solitamente vi è il regolatore di giri che varia automaticamente il passo mantenendo costante il numero di giri. Se il pilota cabrasse senza aumentare la potenza, il velivolo rallenterebbe perdendo energia cinetica e guadagnando energia potenziale. Il numero di giri tenderebbe a ridursi perché il passo sarebbe eccessivo per velocità minori. Ad evitarlo interviene però il regolatore che riduce il passo.