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      Funzionamento dell'elica

DIAMETRO E PASSO ELICA, VEDIAMO COSA SIGNIFICA

 

Cosa sia il diametro di un elica, non è difficile da immaginare, altro non è che il diametro del disco esterno che l’elica produce.
Generalmente indicato in pollici.
Mentre il passo in un elica, sempre indicato in pollici, è dato dalla svergolatura che possiamo notare lungo l’elica.
Tra queste due misure c’è sempre una correlazione.
Quando si indica un’elica con misura 20″ X 10″ tanto per fare un esempio, indichiamo il diametro del disco elica 20″ e il suo passo 10″.
Se osserviamo attentamente un elica, possiamo notare che il passo ( quella svergolatura lungo tutto l’elica) non è costante dalla radice fino all’estremità, questo perché con il variare della velocità periferica durante la rotazione, cambia la portanza dell’elica, indichiamo portanza poiché la pala di un’elica altro non è che un’ala con tanto di profilo, che sia piano convesso piuttosto che concavo convesso, non ha importanza, è sempre un’ala.
Quindi, cambiando la portanza man mano che ci spostiamo verso l’estremità, con l’aumento della velocità avremo solo una grande confusione su quel profilo, quindi le pale vengono lavorate in modo diverso lungo tutta la loro superficie.
Abbiamo molto passo alla radice, poiché la velocità periferica sarà molto bassa, avrà bisogno di molto calettamento, mentre all’estremità risulterà quasi piatta e senza calettamento e questo perché con pochissima incidenza otterrà, grazie all’elevata velocità periferica, la solita portanza della zona alla radice.
Visto che il calettamento va man mano cambiando verso l’estremità, risulterebbe difficile stabilire quale sia il calettamento tradotto in gradi,anziché in pollici.
Ovviamente vi domanderete perché trasformare in gradi la misura che abbiamo in pollici.
Questa trasformazione ci potrebbe risultare utile se, ad esempio, volessimo usare un variatore di passo, per ottenere una certa posizione dobbiamo far ruotare la pala nella sua sede e la rotazione si regola in gradi.
Quindi viene stabilito un valore fisso, chiamato passo convenzionale, posizionato al 75% del raggio del disco prodotto dall’elica.
Quando indichiamo, per esempio; 10″ ( pollici) di passo, significa che per ogni giro completo di 360°, l’elica e quindi tutto quello che c’é attaccato ( generalmente l’aereo) avanza di 10″ cioè di 254 mm, quindi si può tranquillamente affermare che l’elica funziona con il principio della vite, che in questo caso si avvita, nel fluido reso denso dalla velocità, l’aria.
Avrete quindi capito che più è grande il passo e più avanzerà velocemente l’elica, ovviamente in funzione della potenza che un motore può esprimere.
Anche il diametro dell’elica ha la sua importanza e diminuendolo, possiamo aumentare il passo per ripristinare una corretta relazione, ma senza esagerare troppo.

Come possiamo osservare dal disegno, per trovare l’angolo di calettamento ” beta” dobbiamo eseguire questa operazione:
β = arctg( P/(2πr))

da considerare ” P” al 75% del raggio della pala.

 

Il calettamento può spaziare di molti gradi, generalmente nelle eliche usate in aeromodellismo si inizia da circa 4″ per eliche di piccolo diametro fino ad arrivare a passi di 18″ e più.
La variazione del passo può essere effettuata sia a terra, posizionando ogni volta in modo permanente il passo, oppure, con un variatore di passo meccanizzato, questa operazione può essere effettuata anche con il modello in volo tramite un servo comando.
Adesso vediamo, però, quali sono le posizioni che deve assumere la nostra elica.

Il disegno sopra ci aiuta a capire meglio le posizioni;

Partendo dall’alto a sinistra, si nota la posizione di passo utile per il decollo, quindi con basso angolo di calettamento ( poco passo) e questo è utile per avanzare poco ma con decisione ( come se avessimo inserito la 1° marcia nella nostra automobile).
Nel secondo disegno ( andando verso destra) il passo è aumentato e questo è utile per il volo normale, quindi aumentando il passo possiamo diminuire la velocità di rotazione del motore mantenendo una velocità elevata ( come se avessimo innestato la 4° o 5° marcia sempre della nostra automobile)
L’altra posizione che vediamo, andando ancora destra, indica la messa in bandiera della pala, utile, dopo una spenta motore per non creare resistenza, oppure per mantenere il modello a terra in stato di ” folle”, in questo caso possiamo accelerare ma il modello non farà un ” passo”.
L’ultima posizione che possiamo far assumere alla nostra pala, è il reverse, o freno.
Con il modello in volo, in questa posizione, possiamo frenare il modello, diminuendo repentinamente la velocità.
Utile anche in atterraggio.
Mentre, con il modello a terra, è possibile compiere manovre anche di retromarcia.
L’escursione tra la pala in bandiera e in posizione di reverse, si compie un angolo di circa 110°, questo è l’angolo che un variatore di passo dovrebbe avere.