Elica: Generalita, Funzionamento e Limitazioni

Nozioni Generali sugli Aeromobili - Lezione 14 | Corso PPL NIBBIO IV

Struttura dell'Elica

Struttura elica
Slide 83 - Struttura e componenti dell'elica
Forze elica
Slide 84 - Forze che agiscono sull'elica

Terminologia

TermineDefinizione
Raggio di palaDistanza fra l'asse di rotazione e l'estremita di una pala
Diametro dell'elicaSomma di due raggi di pala
Disco dell'elicaArea racchiusa dalla circonferenza percorsa dalle estremita delle pale
Profilo pala
Slide 85 - Profilo della pala e angolo di calettamento

Il profilo della sezione della pala dell'elica e simile ad un profilo alare.

Corda e piano di rotazione formano l'angolo di calettamento.

La trazione e "la portanza dell'elica".

La legge matematica e la stessa; quindi la trazione dipende dall'angolo di incidenza e dal quadrato della velocita.

Svergolamento della Pala

La pala viene costruita "svergolata" per fare in modo che all'aumento di portanza dovuto alle sezioni sempre piu lontane dal centro di rotazione (con velocita altissime) corrisponda un angolo di calettamento sempre piu piccolo.

In tale modo la trazione e molto simile per ogni sezione della pala.

Per convenzione alla pala si assegna un angolo di calettamento medio corrispondente a quello che si trova a 7/10 del raggio.

Forze che Agiscono sull'Elica

Sull'elica, oltre alla trazione, agiscono anche altre due forze:

Sollecitazioni dovute alle forze

SollecitazioneCausa
Flessione in avantiEsercitata dalla trazione
Flessione all'indietroEsercitata dalla resistenza
Trazione verso l'esternoDovuta alla rotazione (forza centrifuga)

Angolo di Calettamento

Angolo calettamento
Slide 86 - Angolo di calettamento e passo geometrico
Schema pala
Slide 87 - Schema dettagliato: angolo di calettamento e angolo di incidenza

L'angolo di calettamento (Pitch angle o Blade angle) definisce il passo dell'elica che prende il nome di PASSO GEOMETRICO.

Il passo dell'elica e la distanza ideale di cui avanzerebbe l'elica se si muovesse in una sostanza solida.

Si puo assimilare all'avanzamento di una vite ad ogni giro.

Tipi di Elica

TipoCaratteristiche
Passo fissoAngolo di calettamento costante (non modificabile)
Passo variabileAngolo di calettamento regolabile dal pilota
Passo costanteRegolazione automatica per mantenere RPM costanti

Passo Reale e Regresso

Passo reale
Slide 88 - Passo geometrico, passo reale e regresso

Nel suo moto di funzionamento l'elica ruota e avanza.

La distanza effettivamente percorsa si chiama PASSO REALE (o AVANZO).

La differenza fra il passo geometrico e quello reale prende il nome di REGRESSO.

Relazione tra i passi
PASSO GEOMETRICO = PASSO REALE + REGRESSO

NOTA: Il regresso esiste perche l'aria non e un solido: l'elica "scivola" nell'aria e non avanza di tutto il passo geometrico.

Rendimento dell'Elica

Rendimento elica
Slide 89 - Grafico del rendimento dell'elica

Il RENDIMENTO DELL'ELICA (η) si definisce come il rapporto fra la potenza disponibile all'elica e la potenza motrice fornita dal motore.

Rendimento
η = Pd / Pm

Dove:

Andamento del Rendimento

RICORDA: Potenza = Forza x Velocita. Quindi anche se il tiro e massimo a velocita zero, la potenza e zero!

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