Rapporto di compressione motori a pistoni

Area dedicata alla discussione di argomenti tecnici legati alla manutenzione degli aeroplani e operazioni tecniche. Quesiti e domande a cui risponderanno i Tecnici e il Personale di terra

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Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Icaro00 » 12 settembre 2013, 15:13

Buongiorno a tutti avrei un quesito per qualche tecnico del forum riguardante il rapporto di compressione per motori a pistoni. Sono un pilota che è sempre stato incuriosito dal “mondo” dei carburanti e so da tempo che nelle benzine utilizzate per i velivoli si è fatto, e si fa tutt’ora uso, del piombo tetraetile che consente di aumenta la capacità antidetonante del carburante. Cio’ allo scopo di consentire rapporti di compressione ( RC ) piu’ elevati erogando potenze sempre maggiori.
Tralasciando la parte storica sull’influenza dei diversi tipi di carburanti sulle prestazioni dei motori , ad esempio sugli aerei della seconda guerra mondiale , prestazioni incrementate non solo attraverso cilindrate e numero di pistoni sempre maggiore, mi chiedo come mai a fronte di potenze elevatissime sviluppate dalle ultime versioni dei motori ho visto che i RC erano relativamente bassi 6:1 / 7:1 soprattutto se paragonati ai RC di un moderno motore automobilistico.

Cito degli esempio giusto per dare una idea:
P&W R-1830 range di 800-1300 HP RC 6,8:1
P&W R-4360 range di 2600 – 3500 HP RC 6,7:1
RR Merlin range di 850-1900 HP RC 6:1
DB 601 range di 1100-1800 RC 6,9:1
Lycoming O-360 ( Cessna 172 ) 160HP RC 7,3:1

Perdonatemi l’approssimazione dei valori di potenza, era giusto per dare l’ordine di grandezza della potenza a fronte di un RC relativamente basso. Un motore automobilistico ha un RC 10 ( piu’ o meno ).
Chiaramente anche l’accostamento al motore automobilistico è un azzardo ma non so spiegarmi questo continuo riferimento alla necessità di additivi antidetonanti per i motori aeronautici quando questi hanno in RC piu’ basso di quelli automobilistici. Mi manca qualcosa come conoscenza ? ......avete suggerimenti ?

Grazie a tutti gli amici del forum, sempre molto interessante.

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da sardinian aviator » 12 settembre 2013, 15:41

Il mio irrisorio contributo alla discussione è che la benzina oggi un uso per i motori avio è la Avgas 100 LL dove LL sta per low lead (basso contenuto di piombo). Stop
È meglio rimanere in silenzio ed essere considerati imbecilli piuttosto che aprire bocca e togliere ogni dubbio

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Ashaman » 13 settembre 2013, 23:12

Che io sappia, tutti i motori da te citati erano o sono turbo o meccanicamente sovralimentati (beh, che io sappia, tutti meno il DB 601 che non conosco tanto bene e il Lycoming O-360 che non conosco per niente... ma anche se le mano nel fuoco non le posso mettere in proposito, è auspicabile che lo fossero anche loro, dati i loro rapporti di compressione). È naturale che un motore a benzina ciclo Otto abbia un rapporto di compressione inferiore all'ottimale, se sovralimentato in qualsiasi modo.

Nei motori aspirati, senza alcuna sovralimentazione, c'è da aspettarsi un rapporto di compressione superiore.
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Luke3 » 14 settembre 2013, 17:51

L'O-360 e' un 5.9L normalmente aspirato usato nella maggior parte di aerei di aviazione generale di bassa gamma, fra cui il 172, ma se si usa una benzina a ottani inferiori e' tendente alla detonazione. Provate a tirare via la manetta dal settaggio di crociera al minimo di colpo in inverno e sentirete subito il problema, motivo per cui insegnano assolutamente di non farlo.

Se ci pensate, un motore aeronautico lavora quasi sempre a potenza costante e quasi sempre in prossimita' della "red line", e questi regimi favoriscono la detonazione. Invece, in macchina pur con rapporti di aspirazione maggiori, non arrivi quasi mai al limitatore di giri almeno che non stia in pista, ed infatti nelle macchine da corsa usano la 100 ottani.
Leggevo sui forum della toyota corolla, avendone una, di gente che nonostante non sia per niente una macchina ad alte prestazioni, con la schifosissima 87 ottani 10% etanolo che vendono qui' in America andava alla grande tutti i giorni, ma sentiva del backfire o "pinging" quando buttava giu' l'accelleratore fino al limitatore, magari in salita. Gia' con la 89 dicono che non lo faceva piu'.

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Ashaman » 14 settembre 2013, 19:55

Beh, con benzina da 100 ottani, leaded o no, il rapporto di compressione potrebbe essere più alto, fino a 9:1 o anche più alto con le opportune attenzioni a come si disegna la testata, le valvole e la camera di scoppio. Inoltre gli aerei a pistoni tengono la redline solo in decollo o riattaccata. D'accordo, la loro velocità di rotazione massima è in qualche modo inferiore a quella dei motori da automobile, ma quella è una scelta costruttiva derivata da ragioni sulle quali potrei solo speculare. Fatto rimane comunque che tenere sempre massimi regimi di rotazione su motori a cilindri aeronautici significa avere l'attiva intenzione di volersi prima o poi cimentare in un atterraggio a motore spento, soprattutto nei motori mono-elica.

Perché il O-360 abbia un così basso rapporto di compressione se aspirato... non ho idea, dato che rapporti di compressione alti significa maggior efficienza del motore, ma tutti gli altri motori della lista sono in qualche modo sovralimentati... non è che, solo ipotesi, il O-360 è costruito così per facilitare una possibile versione sovralimentata e/o anche una sovralimentazione after-market?

Per quanto riguardano poi le auto... avendo oggidì una diesel 16 valvole turbo intercooler (una Punto Multijet... niente di che) con rapporto di compressione 18:1 sono fuori dal discorso. Quando avevo il mio vecchio BMW 318i anno 1984, quindi nato nell'era del piombo tetraetile, ricordo che con le benzine moderne dovevo per forza dosare l'acceleratore. Se davo piena potenza al di sotto del 2200 giri il motore batteva in testa che era una bellezza e invece di accelerare tendeva ad arrancare. Tanto mi sono condizionato a non dare piena potenza sotto un certo regime (ho avuto quella macchina per 21 anni) che perfino oggi, a tre anni dalla sua rottamazione per rottura del motore (e non ti dico i prezzi assurdi che mi hanno chiesto per rimetterlo a posto... così fuori dal mondo che comprare una auto nuova è stata la scelta più intelligente), devo fare uno sforzo, quando l'accelerazione è richiesta tutta, a non farmi condizionare dalla forma mentis del piede piumato che ho dovuto acquisire mio malgrado con le nuove benzine "verdi" sul vecchio, mai dimenticato BMW.
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da JT8D » 16 novembre 2013, 20:58

I motori a pistoni aeronautici come i Lycoming e i Continental si basano comunque su progetti molto vecchi, e non hanno nemmeno avuto una grande evoluzione come architettura e progetto di base. La cosa principale rimane sempre la semplicità e l'affidabilità. Rispetto alla cilindrata che hanno, non si tirano fuori queste grandi potenze, un motore automobilistico ha una potenza specifica maggiore, ma è costruito per soddisfare criteri diversi da un motore aeronautico (nei motori aeronautici la cilindrata in pollici/cubi è indicata dal numero nella sigla del motore). E poi girano più piano, dato che naturalmente l'elica mal sopporta regimi di rotazione elevati, e questi motori sono in presa diretta con l'elica.

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Ashaman » 17 novembre 2013, 4:14

JT8D ha scritto:E poi girano più piano, dato che naturalmente l'elica mal sopporta regimi di rotazione elevati, e questi motori sono in presa diretta con l'elica.
Sei sicuro non abbiano una scatola di riduzione a planetari? Sembra abbastanza stupido costringere un motore come quello a girare ben al di sotto delle velocità di coppia ottimali. Nessun motore a ciclo otto da il suo meglio alla velocità di rotazione massima di 1800 giri/minuto (più o meno), non importa la cilindrata.
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da anonymous12345 » 17 novembre 2013, 9:33

Ashaman ha scritto:
JT8D ha scritto:E poi girano più piano, dato che naturalmente l'elica mal sopporta regimi di rotazione elevati, e questi motori sono in presa diretta con l'elica.
Sei sicuro non abbiano una scatola di riduzione a planetari? Sembra abbastanza stupido costringere un motore come quello a girare ben al di sotto delle velocità di coppia ottimali. Nessun motore a ciclo otto da il suo meglio alla velocità di rotazione massima di 1800 giri/minuto (più o meno), non importa la cilindrata.
Che io sappia i Rotax 912 e 914turbo hanno il riduttore, i vari Lycoming ecc. sono tutti a presa diretta.. in virtù della massima semplicità e della massima affidabilità..

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Ashaman » 17 novembre 2013, 11:58

robygun82 ha scritto:Che io sappia i Rotax 912 e 914turbo hanno il riduttore...
Nessuna sorpresa. Quel tipo di motori ha la coppia massima sempre troppo in alto per poterne adeguatamente usare i bassi regimi di funzionamento.

robygun82 ha scritto:...i vari Lycoming ecc. sono tutti a presa diretta.. in virtù della massima semplicità e della massima affidabilità.
Scelta estremamente discutibile, se non addirittura direttamente stupida. Così facendo, privilegiando semplicità sicuro, ma affidabilità resta da vedere, si sfrutta a malapena un terzo (se pure) delle capacità totali del motore. Un semplice planetario di riduzione e una piccola rivista ai parametri di funzionamento del motore stesso permetterebbero un incremento di efficienza totale degno di nota.

E se lo so io che nel campo sono nessuno... non è che quei signori che hanno progettato quei motori ci facciano poi quella grande figura.
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da the driving dutch » 24 novembre 2013, 13:06

Ashaman ha scritto:
robygun82 ha scritto:Che io sappia i Rotax 912 e 914turbo hanno il riduttore...
Nessuna sorpresa. Quel tipo di motori ha la coppia massima sempre troppo in alto per poterne adeguatamente usare i bassi regimi di funzionamento.

robygun82 ha scritto:...i vari Lycoming ecc. sono tutti a presa diretta.. in virtù della massima semplicità e della massima affidabilità.
Scelta estremamente discutibile, se non addirittura direttamente stupida. Così facendo, privilegiando semplicità sicuro, ma affidabilità resta da vedere, si sfrutta a malapena un terzo (se pure) delle capacità totali del motore. Un semplice planetario di riduzione e una piccola rivista ai parametri di funzionamento del motore stesso permetterebbero un incremento di efficienza totale degno di nota.

E se lo so io che nel campo sono nessuno... non è che quei signori che hanno progettato quei motori ci facciano poi quella grande figura.
Per quale motivo, scusa? Mi sembra che tu stia semplificando notevolmente il problema :wink:

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Ashaman » 24 novembre 2013, 16:54

the driving dutch ha scritto:
Ashaman ha scritto:
robygun82 ha scritto:Che io sappia i Rotax 912 e 914turbo hanno il riduttore...
Nessuna sorpresa. Quel tipo di motori ha la coppia massima sempre troppo in alto per poterne adeguatamente usare i bassi regimi di funzionamento.

robygun82 ha scritto:...i vari Lycoming ecc. sono tutti a presa diretta.. in virtù della massima semplicità e della massima affidabilità.
Scelta estremamente discutibile, se non addirittura direttamente stupida. Così facendo, privilegiando semplicità sicuro, ma affidabilità resta da vedere, si sfrutta a malapena un terzo (se pure) delle capacità totali del motore. Un semplice planetario di riduzione e una piccola rivista ai parametri di funzionamento del motore stesso permetterebbero un incremento di efficienza totale degno di nota.

E se lo so io che nel campo sono nessuno... non è che quei signori che hanno progettato quei motori ci facciano poi quella grande figura.
Per quale motivo, scusa? Mi sembra che tu stia semplificando notevolmente il problema :wink:
Per quale motivo cosa? Troppo generica la tua domanda.

Per quale motivo dotare un motore a pistoni di una scatola di riduzione? Non bisogna certo essere un ingegnere per sapere che nessun motore a pistoni raggiunge la coppia ottimale a 1500~1800 giri, e se tieni conto che normalmente poi detto motore dovrebbe funzionare a regimi anche inferiori...

Sono motori sottosfruttati, che potrebbero dare molto di più.

C'era lo stesso problema anche nei primissimi motori, anche se allora veramente per motivi di affidabilità, dato che all'epoca le tecniche di produzione di acciai speciali era ancora cruda. Caso abbastanza noto, il J5, motore del Spirit of St Louis, nella sua versione montata sull'aereo di Lindbergh, SENZA scatola di riduzione, forniva qualcosa come 220 cavalli (Wikipedia dice 240... io ho sempre saputo 220... sui vari forum di appassionati hanno sempre detto 220... chi ha ragione adesso?), mentre le versioni in seguito montate su alcuni Ford Trimotor, questi CON scatola di riduzione, fornivano più di 300 cavalli.

Forse sopra ho un po esagerato, d'accordo, ma il fatto, anche se ridimensionato, rimane.
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da anonymous12345 » 24 novembre 2013, 19:38

La progettazione è un gioco di compromessi.. e ogni scelta è frutto dell'epoca storica in cui è stata fatta..

Inizialmente si è scelto di sottosfruttare i motori ( come dici te) per garantirsi un'affidabilità maggiore (niente riduttore e raffreddam. ad aria = meno roba che si può rompere)..

Poi si è scelto di continuare ad usare (con poche modifiche) motori assetati ma con milioni di ore di volo a fare da statistica ( e su un monomotore la cosa non è così trascurabile)..

Ora, col prezzo del carburante alle stelle e la lenta scomparsa della 100LL si sta scegliendo di affidarsi a motori più complessi (turbo, intercooler, centraline) ma in grado di bersi il Jet A1 o il gasolio da autotrazione..

Parimenti son comparsi motori certificati sì dotati di riduttore (i Rotax 912) ma che sono evoluzione di motori volanti da molti anni in migliaia di esemplari su Ultraleggeri e simili, quindi anche loro con una storia significativa alle spalle..

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da the driving dutch » 24 novembre 2013, 20:04

Ashaman ha scritto:
the driving dutch ha scritto:
Ashaman ha scritto:
robygun82 ha scritto:Che io sappia i Rotax 912 e 914turbo hanno il riduttore...
Nessuna sorpresa. Quel tipo di motori ha la coppia massima sempre troppo in alto per poterne adeguatamente usare i bassi regimi di funzionamento.

robygun82 ha scritto:...i vari Lycoming ecc. sono tutti a presa diretta.. in virtù della massima semplicità e della massima affidabilità.
Scelta estremamente discutibile, se non addirittura direttamente stupida. Così facendo, privilegiando semplicità sicuro, ma affidabilità resta da vedere, si sfrutta a malapena un terzo (se pure) delle capacità totali del motore. Un semplice planetario di riduzione e una piccola rivista ai parametri di funzionamento del motore stesso permetterebbero un incremento di efficienza totale degno di nota.

E se lo so io che nel campo sono nessuno... non è che quei signori che hanno progettato quei motori ci facciano poi quella grande figura.
Per quale motivo, scusa? Mi sembra che tu stia semplificando notevolmente il problema :wink:
Per quale motivo cosa? Troppo generica la tua domanda.

Per quale motivo dotare un motore a pistoni di una scatola di riduzione? Non bisogna certo essere un ingegnere per sapere che nessun motore a pistoni raggiunge la coppia ottimale a 1500~1800 giri, e se tieni conto che normalmente poi detto motore dovrebbe funzionare a regimi anche inferiori...

Sono motori sottosfruttati, che potrebbero dare molto di più.

C'era lo stesso problema anche nei primissimi motori, anche se allora veramente per motivi di affidabilità, dato che all'epoca le tecniche di produzione di acciai speciali era ancora cruda. Caso abbastanza noto, il J5, motore del Spirit of St Louis, nella sua versione montata sull'aereo di Lindbergh, SENZA scatola di riduzione, forniva qualcosa come 220 cavalli (Wikipedia dice 240... io ho sempre saputo 220... sui vari forum di appassionati hanno sempre detto 220... chi ha ragione adesso?), mentre le versioni in seguito montate su alcuni Ford Trimotor, questi CON scatola di riduzione, fornivano più di 300 cavalli.

Forse sopra ho un po esagerato, d'accordo, ma il fatto, anche se ridimensionato, rimane.
Quello che ho evidenziato in grassetto, cioè ti chiedevo perchè, secondo te, nessun motore a pistoni raggiunge la "coppia ottimale" a 1500-1800 giri. A parte che ci sono motori a pistoni che lavorano a 2 giri al secondo..

Sul regime di coppia massima si può influire notevolmente, a parità di motore, modificando la geometria dei condotti di aspirazione e la fasatura. E questo è tanto più facile quanto più la potenza specifica è bassa, perchè hai più margine di manovra. Perciò, già nel fare i calcoli di primo tentativo nella progettazione di un motore, posso scegliere a quale regime arrivare ad erogare la coppia che mi serve (nei limiti del possibile della fluidodinamica).

I motori per veicoli stradali sono un caso particolare, poichè si trovano a dover coniugare le esigenze più disparate in una gamma di punti di funzionamento estremamente varia. Questo porta alla ricerca di regimi di rotazione piuttosto elevati per avere più potenza, ma una coppia quanto più possibile disponibile a tutti i regimi. Perciò normalmente un motore stradale a benzina aspirato avrà la coppia massima tra i 3 e i 4000 giri/min. Ciò non vuol dire che debba essere così per qualsiasi motore a benzina aspirato.

Nel caso di un motore aeronautico la varietà di punti di funzionamento è minore, perciò si può ottimizzare più facilmente al regime che mi interessa, cioè quello dove l'elica rende al meglio.

Certo che poi con una trasmissione tutto diventa più facile: posso salire col regime di rotazione per ottenere più potenza mantenendo invariata la cilindrata. Però non è detto che sia conveniente: aggiungi il peso del riduttore ed il suo rendimento di trasmissione, oltre al maggior peso degli organi del motore per sopportare il regime più elevato, ed il tuo guadagno di potenza potrebbe sparire o essere troppo basso per rendere conveniente l'applicazione del riduttore.

Altro punto su cui devo dissentire è quello dell'affidabilità: inevitabilmente organi meccanici che si muovono più lentamente sono soggetti a minore usura e stress operativo, e sicuramente l'applicazione del riduttore moltiplica il rischio di guasti.

N.B. con tutto questo, ovviamente, non sto dicendo che il riduttore è inutile, ma che bisogna valutare tutti i parametri in gioco per valutare se una soluzione è "stupida" o meno...

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Ashaman » 24 novembre 2013, 22:01

Guarda, avevo già ammesso che il mio stimato da te evidenziato era stato gonfiato in un momento di sovrastima, quindi è inutile che lo ripeta. Ho invertito l'ordine dei fattori, e in questo campo e caso il risultato cambia. Invece che essere sfruttati per solo un terzo, lasciando non sfruttati due terzi delle loro possibilità, è il contrario. Sfruttano i due terzi e buttano nella rumenta un terzo. Alla fine dei conti rimane comunque uno spreco.

Considerazioni di semplicità e tutto il resto lo stesso non fanno un motore funzionare al meglio. Basso rapporto di compressione prima e elica a presa diretta poi...

E mi dici che sono sotto-sfruttati di proposito pure?

E non è una scelta... quanto meno poco oculata?

È uno spreco volontario. Qualcosa che ho difficoltà ad accettare, perdonatemi. Non siamo all'inizio del 20° secolo, quando alcune scelte sono essere state fatte per ragione di affidabilità dei materiali, come nel J5. Semplicemente... qualcuno sembra essersi adagiato sugli allori. Nessuno ha mai tirato loro un meritatissimo e mai consegnato calcio con rincorsa nel didietro per farli muovere lungo la strada dell'ottimizzazione, ma hanno continuato a vedere le vendite dei loro motori non ottimizzati andare lisce come l'olio, e allora perché spendere soldi per riprogettare e fare più efficiente un materiale che comunque vendevano? Tanto poi non erano mica loro a sprecare risorse in carburante che avrebbe potuto rendere molto di più, che glie ne strafregava?

Molto americano da parte loro, davvero. :|

In quanto poi a quanto detto da Roby... è chiaro che i tempi cambiano. La 100LL che scompare e non sembra (o almeno io non ho sentito nulla in proposito, poi potrei sbagliare) essere stata sostituita da benzine del tutto verdi di simile grado di anti-detonazione PER FORZA danno spazio a motori a ciclo diesel (solo i diesel tra i motori a pistoni possono usare il combustibile per jet a base di kerosene)... che, differentemente dai motori che andranno a sostituire, turbo o meccanicamente compressi o solo aspirati che saranno, voglio sperare saranno progettati con un occhio anche all'efficienza termodinamica totale.

Speriamo che in futuro gli errori del passato non vengano ripetuti... anche se temo Einstein avesse fondamentalmente ragione nel dire che due cose erano infinite, l'universo e l'umana stupidità, e per quanto riguardava l'universo non era sicuro. E se lo ha detto lui... buona camicia a tutti. :?
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Luke3 » 25 novembre 2013, 5:36

Io quando sto per aria con il monomotore piu' che l'efficenza termodinamica mi interessa che il mio mezzo propulsivo non mi pianti, sopratutto in condizioni spiacevoli come in decollo, riattaccata, di notte, in IMC o in mare aperto. Ci sono talmente tanti punti critici nel volo dove un motore funzionante e' essenziale che l'affidabilita' e' la singola cosa piu' importante, perche' se qualcosa va storto non ci si puo' accostare e scendere a vedere cosa non va.

Il diesel e' un'ottima soluzione certo, ma per me ha un tallone d'achille non indifferente: i moderni diesel aeronautici hanno bisogno di un sistema di gestione dei parametri elettronico (FADEC), che mantiene tutto nel miglior regime di funzionamento possibile nelle date condizioni, come la centralina di una moderna automobile. C'e' un piccolo problema pero', ossia che questo sistema ha bisogno di alimentazione elettrica. In caso di guasto elettrico, il motore pianta all'improvviso. E questo ha causato incidenti, incluso un DA-42 in pianura padana. Sicuramente la soluzione c'e', ma il fatto che non l'abbiano ancora trovata in maniera stabile ed univoca vuol dire che non e' banale. Premetto che sono state apportate modifiche ai Thialert dopo l'incidente in pianura padana, ma non so dire quali siano state.
A me comunque un qualunque sistema che sia vulnerabile a una single point failure non piace, e non gli affido la mia vita se e' l'unica cosa fa la differenza fra il volare e il venire giu' a terra in pochi minuti.

Con un buon vecchio IO-360 puo' piantare ogni singolo sistema a bordo e continuera' a funzionare finche' non lo prendi a martellate o ti ritrovi con una perdita totale dell'olio.

A proposito, una cosa che spesso non si considera nel paragonare motori aeronautici a motori automobilistici sono le temperature di impiego, ovviamente molto diverse a causa del raffreddamento ad aria. E' uno dei motivi per cui si usa un olio molto piu' "pesante" (100W di estate contro il 5W che metto nella mia Toyota) e per cui si tiene il numero massimo di giri piu' basso. Su un vecchio 150 con cui volavo a Roma ci furono problemi di raffreddamento nelle ore successive all'overhaul del motore. A 2200 giri la temperatura stava nel verde, aumentando al settaggio standard in crociera di 2400 surriscaldava, con la temperatura dell'olio in arco rosso, e il fatto che quel coso facesse massimo 90 nodi nei giorni in cui ti diceva bene contribuiva sicuramente al problema. Se pensi che in salita fai 70 nodi e a una delle velocita' piu' basse a cui ti ritroverai nel profilo del volo ma con il motore al massimo della potenza, un problema di raffreddamento ne viene fuori. Addirittura rischi di fare grossi danni se metti la miscela stechiometrica invece che leggermente ricca, proprio per aumentare le possibilita' di raffreddamento. Non si e' scelta la strada del raffreddamento ad acqua sopratutto per questioni di peso, sia in termini di tubature che di liquido refrigerante.

A me che sto in aria e dipendo dal suo funzionamento piace molto il motto "squadra che vince non si cambia" sopratutto se si e' dimostrata una combinazione con un tasso di affidabilita' altissimo, con motori che durano ben oltre la TBO raccomandata (non che io suggerisca provarci, anzi io lo prendo come l'undicesimo comandamento, ma c'e' chi lo fa con le dovute precauzioni) :wink:

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Achille » 25 novembre 2013, 19:46

Luke3 ha scritto: A me che sto in aria e dipendo dal suo funzionamento piace molto il motto "squadra che vince non si cambia" sopratutto se si e' dimostrata una combinazione con un tasso di affidabilita' altissimo, con motori che durano ben oltre la TBO raccomandata (non che io suggerisca provarci, anzi io lo prendo come l'undicesimo comandamento, ma c'e' chi lo fa con le dovute precauzioni) :wink:
Credo che questo sia un fattore molto importante!

Oltre a questi "pro", siamo veramente sicuri che progettare e commercializzare un ipotetico "IO-360 Evo" sia economicamente conveniente? Che mercato c'è? 10000?
"Failure is not an option." (cit. Eugene F. Kranz)

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Ashaman » 25 novembre 2013, 22:34

Luke3 ha scritto:Io quando sto per aria con il monomotore piu' che l'efficenza termodinamica mi interessa che il mio mezzo propulsivo non mi pianti, sopratutto in condizioni spiacevoli come in decollo, riattaccata, di notte, in IMC o in mare aperto. Ci sono talmente tanti punti critici nel volo dove un motore funzionante e' essenziale che l'affidabilita' e' la singola cosa piu' importante, perche' se qualcosa va storto non ci si puo' accostare e scendere a vedere cosa non va.
Ma che centra? Tu fai l'equazione: MENO efficiente == PIÙ affidabile?

Se così è, meno male che non tutti fanno come te o saremmo ancora ai motori a vapore. :?

Luke3 ha scritto:Il diesel e' un'ottima soluzione certo, ma per me ha un tallone d'achille non indifferente: i moderni diesel aeronautici hanno bisogno di un sistema di gestione dei parametri elettronico (FADEC), che mantiene tutto nel miglior regime di funzionamento possibile nelle date condizioni, come la centralina di una moderna automobile. C'e' un piccolo problema pero', ossia che questo sistema ha bisogno di alimentazione elettrica. In caso di guasto elettrico, il motore pianta all'improvviso. E questo ha causato incidenti, incluso un DA-42 in pianura padana. Sicuramente la soluzione c'e', ma il fatto che non l'abbiano ancora trovata in maniera stabile ed univoca vuol dire che non e' banale. Premetto che sono state apportate modifiche ai Thialert dopo l'incidente in pianura padana, ma non so dire quali siano state.
A me comunque un qualunque sistema che sia vulnerabile a una single point failure non piace, e non gli affido la mia vita se e' l'unica cosa fa la differenza fra il volare e il venire giu' a terra in pochi minuti.

Con un buon vecchio IO-360 puo' piantare ogni singolo sistema a bordo e continuera' a funzionare finche' non lo prendi a martellate o ti ritrovi con una perdita totale dell'olio.
Vabbè, tutte le nuove tecnologie hanno bisogno all'inizio di perfezionamento. Guarda solo i motori a ciclo otto all'inizio del secolo scorso... o l'aereo stesso.

Questo senza contare che come tu stesso hai detto le soluzioni ci sono, che siano ridondanza di sistemi o altro, non devono essere inventate, l'importante è implementarle. Se non le si implementa per economie di costruzione o esercizio o entrambe si va incontro PER FORZA ad un rischio. :dontknow:

Luke3 ha scritto:A proposito, una cosa che spesso non si considera nel paragonare motori aeronautici a motori automobilistici sono le temperature di impiego, ovviamente molto diverse a causa del raffreddamento ad aria. E' uno dei motivi per cui si usa un olio molto piu' "pesante" (100W di estate contro il 5W che metto nella mia Toyota) e per cui si tiene il numero massimo di giri piu' basso. Su un vecchio 150 con cui volavo a Roma ci furono problemi di raffreddamento nelle ore successive all'overhaul del motore. A 2200 giri la temperatura stava nel verde, aumentando al settaggio standard in crociera di 2400 surriscaldava, con la temperatura dell'olio in arco rosso, e il fatto che quel coso facesse massimo 90 nodi nei giorni in cui ti diceva bene contribuiva sicuramente al problema. Se pensi che in salita fai 70 nodi e a una delle velocita' piu' basse a cui ti ritroverai nel profilo del volo ma con il motore al massimo della potenza, un problema di raffreddamento ne viene fuori. Addirittura rischi di fare grossi danni se metti la miscela stechiometrica invece che leggermente ricca, proprio per aumentare le possibilita' di raffreddamento. Non si e' scelta la strada del raffreddamento ad acqua sopratutto per questioni di peso, sia in termini di tubature che di liquido refrigerante.
Stai parlando con uno che ha la passione dei vecchi liner a elica. Forse non so tutto (e che palle sarebbe, se così fosse), ma nemmeno un niubbo in quello che esponi. :wink:

Luke3 ha scritto:A me che sto in aria e dipendo dal suo funzionamento piace molto il motto "squadra che vince non si cambia" sopratutto se si e' dimostrata una combinazione con un tasso di affidabilita' altissimo, con motori che durano ben oltre la TBO raccomandata (non che io suggerisca provarci, anzi io lo prendo come l'undicesimo comandamento, ma c'e' chi lo fa con le dovute precauzioni) :wink:
Permettimi di aggiungere che la bassa velocità di rotazione, scatola di riduzione presente o meno, non è il solo ne il più importante indice di un alto TBO. È come tratti il motore che fa la differenza. Anche in un automobile, sebbene con regimi ben più alti, se strapazzi il motore questo ti pianta molto prima del motore invece di chi non fa il cretino. :P
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da the driving dutch » 26 novembre 2013, 1:04

Ashaman ha scritto:Guarda, avevo già ammesso che il mio stimato da te evidenziato era stato gonfiato in un momento di sovrastima, quindi è inutile che lo ripeta. Ho invertito l'ordine dei fattori, e in questo campo e caso il risultato cambia. Invece che essere sfruttati per solo un terzo, lasciando non sfruttati due terzi delle loro possibilità, è il contrario. Sfruttano i due terzi e buttano nella rumenta un terzo. Alla fine dei conti rimane comunque uno spreco.

Considerazioni di semplicità e tutto il resto lo stesso non fanno un motore funzionare al meglio. Basso rapporto di compressione prima e elica a presa diretta poi...

E mi dici che sono sotto-sfruttati di proposito pure?

E non è una scelta... quanto meno poco oculata?

È uno spreco volontario. Qualcosa che ho difficoltà ad accettare, perdonatemi. Non siamo all'inizio del 20° secolo, quando alcune scelte sono essere state fatte per ragione di affidabilità dei materiali, come nel J5. Semplicemente... qualcuno sembra essersi adagiato sugli allori. Nessuno ha mai tirato loro un meritatissimo e mai consegnato calcio con rincorsa nel didietro per farli muovere lungo la strada dell'ottimizzazione, ma hanno continuato a vedere le vendite dei loro motori non ottimizzati andare lisce come l'olio, e allora perché spendere soldi per riprogettare e fare più efficiente un materiale che comunque vendevano? Tanto poi non erano mica loro a sprecare risorse in carburante che avrebbe potuto rendere molto di più, che glie ne strafregava?

Molto americano da parte loro, davvero. :|
A questo punto vorrei capire cosa intendi tu per motore ben sfruttato, o che funzioni al meglio. Deve avere per forza potenza specifica altissima? Altissima quanto? Altrimenti butta nella rumenta cosa? O intendi rendimento energetico? Sono due concetti diversi e non strettamente legati, anzi...

A parte che i criteri di resistenza dei materiali vanno rispettati anche in questo secolo, come ho detto prima non è solo quello che determina la configurazione di un sistema motore-trasmissione, ma anche considerazioni di peso, efficienza, costo.. per rimanere sul lato delle prestazioni. Perchè se poi ci estendiamo alle problematiche di produzione, montaggio, ecc.. i fattori si moltiplicano.
Ashaman ha scritto: Ma che centra? Tu fai l'equazione: MENO efficiente == PIÙ affidabile?

Se così è, meno male che non tutti fanno come te o saremmo ancora ai motori a vapore. :?
Ancora, potenza specifica più bassa non significa minore efficienza energetica. E comunque l'efficienza NON è tutto nel progetto di un motore.

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Ashaman » 26 novembre 2013, 3:38

Prima che finiamo per accapigliarci per i nostri punti di vista differenti, magari fino ad attirare l'attenzione dell'amministrazione che finirebbe per cazziare entrambi e chiudere il thread, io direi di chiudere qui.

Ovviamente tu hai le tue idee su cosa sia efficienza e io ho le mie e non è in caso di dare spettacolo accapigliandoci.
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da the driving dutch » 27 novembre 2013, 10:53

Ashaman ha scritto:Prima che finiamo per accapigliarci per i nostri punti di vista differenti, magari fino ad attirare l'attenzione dell'amministrazione che finirebbe per cazziare entrambi e chiudere il thread, io direi di chiudere qui.

Ovviamente tu hai le tue idee su cosa sia efficienza e io ho le mie e non è in caso di dare spettacolo accapigliandoci.
Ma figurati se mi accapiglio :D stavo cercando di spiegarti cose che ho studiato e che applico per lavoro.. :wink:

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da JT8D » 27 novembre 2013, 23:01

Ashaman ha scritto:Prima che finiamo per accapigliarci per i nostri punti di vista differenti, magari fino ad attirare l'attenzione dell'amministrazione che finirebbe per cazziare entrambi e chiudere il thread, io direi di chiudere qui.

Ovviamente tu hai le tue idee su cosa sia efficienza e io ho le mie e non è in caso di dare spettacolo accapigliandoci.
Però le tue idee di efficienza non sono del tutto corrette, e l'errore che fai è generalizzare troppo e rimanere legato ad una concezione troppo "automobilistica" secondo me.

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Ashaman » 28 novembre 2013, 13:07

JT8D ha scritto:Però le tue idee di efficienza non sono del tutto corrette, e l'errore che fai è generalizzare troppo e rimanere legato ad una concezione troppo "automobilistica" secondo me.
Riapro giusto per chiarire, poi chiudo di nuovo, giurin giuretta, parola di volpe (mai stato un lupo, tanto meno un lupetto e le volpi mi piacciono molto di più, se devo scegliere).


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Fammi capire, la ricerca di una migliore efficienza... è un concetto automobilistico? :|

Meno male che ci sono le automobili, allora, o avremmo ancora motori da 5 litri in grado di erogare la STRATOSFERICA potenza di 50 cavalli, ma solo per qualche minuto prima di fondere. :roll:
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Achille » 28 novembre 2013, 13:18

Ashaman ha scritto: Fammi capire, la ricerca di una migliore efficienza... è un concetto automobilistico? :|

Meno male che ci sono le automobili, allora, o avremmo ancora motori da 5 litri in grado di erogare la STRATOSFERICA potenza di 50 cavalli, ma solo per qualche minuto prima di fondere. :roll:
Provo a risponderti io:

Un confronto tra motore automobilistico e uno aeronautico non è sempre possibile perché, nonostante siano un insieme di bielle,manovelle,pistoni e cilindri, non è detto vengano progettati con la stessa filosofia o con lo stesso scopo. Possono venire privilegiati aspetti diversi a seconda dell'uso che se ne farà (anche un trattore "Fendt" non ha lo stesso motore di un'automobile).
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da bulldog89 » 28 novembre 2013, 19:11

Non ho capito bene...la diatriba è sulle differenze tra efficienza ed affidabilità?

Se è così: efficienza=quanta energia perdo nella trasformazione tra energia chimica ad energia meccanica, affidabilità=quanto dura il sistema utilizzandolo entro un dato range di regimi

Se non è così: illuminatemi (non dandomi fuoco please)

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da Ashaman » 28 novembre 2013, 21:14

bulldog89 ha scritto:Non ho capito bene...la diatriba è sulle differenze tra efficienza ed affidabilità?
Se ti rileggi tutto vedrai che c'è una certa parte di chi scrive che crede che l'affidabilità di un motore di un aereo è inversamente proporzionale alla sua efficienza termodinamica e sarà SEMPRE così... che tentare di rendere i motori degli aerei più efficienti è ANATEMA, siccome vorrebbe dire perdere affidabilità... cosa che mi lascia quantomeno interdetto. :?

Poi c'è chi parla di motori per auto (generalmente, almeno fuori dagli USA, di cilindrata inferiore e massimo RPM superiore) e in qualche modo crede che l'affidabilità di questi sia ancora quella del 1925... e anche questo mi lascia alquanto basito. :|

Prima che qualcuno cominci, LO SO che i motori per aereo sono pensati per continuare a funzionare anche in assenza di elettricità dall'accoppiata Batteria/Alternatore. Parlo della parte MECCANICA qui, non faccio un incontro magneti-contro-centralina. :roll:

In totale... lo sai che mi ci sto perdendo anche io? :?

Comunque, non è una diatriba sulla quale è il caso di "appiccicarsi", come si dice dalle mie parti. Questo detto, arichiudo. :dontknow:
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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da anonymous12345 » 28 novembre 2013, 23:22

bulldog89 ha scritto:Non ho capito bene...la diatriba è sulle differenze tra efficienza ed affidabilità?

Se è così: efficienza=quanta energia perdo nella trasformazione tra energia chimica ad energia meccanica, affidabilità=quanto dura il sistema utilizzandolo entro un dato range di regimi

Se non è così: illuminatemi (non dandomi fuoco please)
Più che altro qui si parla di affidabilità = quante probabilità statistiche ci sono che mi pianti il motore.. e può succedere a 10 ore di vita o a 2000..

E motori prodotti in migliaia di esemplari che han volato milioni di ore danno una base statistica (e di tranquillità umana) non indifferente..
Una mole di dati che ha, finora, fatto propendere per il non abbandonare architetture magari antiquate ma di fiducia.. e quando di motore ne hai solo uno a bordo la fiducia ( e l'affidabilità) è tutto..

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da JT8D » 29 novembre 2013, 20:52

Ashaman ha scritto:
JT8D ha scritto:Però le tue idee di efficienza non sono del tutto corrette, e l'errore che fai è generalizzare troppo e rimanere legato ad una concezione troppo "automobilistica" secondo me.
Riapro giusto per chiarire, poi chiudo di nuovo, giurin giuretta, parola di volpe (mai stato un lupo, tanto meno un lupetto e le volpi mi piacciono molto di più, se devo scegliere).


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Fammi capire, la ricerca di una migliore efficienza... è un concetto automobilistico? :|

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Quello che volevo dire è stato sintetizzato molto bene da Achille pochi post sopra: non è sempre possibile conforntare un motore aeronautico ed uno automobilistico. E la tua visione è fortemente legata ad un utilizzo automobilistico, quindi con certi criteri, una certa "mission" a cui il motore è destinato, ecc.. In campo aeronautico le cose sono diverse, perchè è diverso l'impigo del motore, e i criteri "automobilistici" non sono più adatti, e ciò non vuol dire che il motore è uno schifo o che non è efficiente: semplicemente è realizzato per quello che deve fare, e per privilegiare in particolare l'affidabilità e la resistenza, cose che in capo automobilistico si può anche (entro certi limiti) sacrificare, a favore di maggiore potenza specifica.

E comunque, come ti è già stato detto, un motore può essere efficiente anche con una bassa potenza specifica, e l'efficienza non si raggiunge per forza a regimi elevati, e non è vero che nessun motore raggiunge la coppia ottimale al regime di 1500-1800 giri. Come dicevo, tu ti basi su propulsori automobilistici, dimenticando che esistono motori con altre destinazioni e con caratteristiche diverse.

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Re: Rapporto di compressione motori a pistoni

Messaggio da 87Nemesis87 » 20 febbraio 2014, 9:31

JT8D ha scritto: una certa "mission" a cui il motore è destinato, ecc.. In campo aeronautico le cose sono diverse, perchè è diverso l'impigo del motore, e i criteri "automobilistici" non sono più adatti, e ciò non vuol dire che il motore è uno schifo o che non è efficiente: semplicemente è realizzato per quello che deve fare, e per privilegiare in particolare l'affidabilità e la resistenza
Scusate se entro in questa interessante discussione, però, a mio parere, questo è un fattore molto importante da considerare.

Bisogna ricordare che le tipologie di motore che stiamo esaminando sono destinate il più delle volte a aerei per addestramento; cioè pilotati da persone che non sono ancora formate professionalmente e che , per forza di cose, saranno soggette a errori sia nel pilotaggio che nella regolazione dei parametri del motore in esame.

Parliamo cioè di configurazioni errate di potenza, di settaggio non corretto, o comunque non ottimale della miscela, di possibile surriscaldamenti, ecc ecc. in quantità notevolmente maggiori rispetto a motori destinati ad un altro tipo di mercato.

Quindi è necessario che sia il più affidabile possibile ( anche a costo di una minore efficienza ), che sia in grado di reggere tutte queste "brutalità" a cui spesso verrà sottoposto, e che mi dia comunque la garanzia di rompersi il meno possibile.

Per avere la maggior affidabilità possibile, tra le varie caratteristiche, è importante che abbia anche il meno possibile di parti meccaniche in movimento cosi da ridurre una possibilità di rottura delle stesse per un uso errato dei settaggi; quindi se riesco a produrre un motore che con una presa diretta con l'elica, mi riesce comunque a funzionare in modo adeguato ( anche se non ottimo ) per tutti i range di utilizzo, in questo caso ( dove la resistenza e l'affidabilità dello stesso è fondamentale ), a mio parere, è un buon risultato, anche se ovviamente non avrò la possibilità di poterlo sfruttare al massimo.
...finalmente laureato!!!

...ATPL: Completato!!
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