Svergolamento Pala Di Un Elica

[A320 Pilot]

salve a tutti.....perchè le pale di un elica sono svirgolate??

ciao

[AirGek]

Scusa, una mia piccola curiosità, ma non hai nessun libro di testo?

[albert]

Scusa, una mia piccola curiosità, ma non hai nessun libro di testo?

...e neppure il tasto cerca, a quanto pare.....

comunque non capisco perfettamente la domanda, quindi la risposta è a caso la prima di una serie.
(che non significa una risposta a caso, beninteso)
Per non generare vortici.

NB: ricordo di utilizzare sempre la funzione cerca e di essere precisi nel porre le domande....
questo non è yahoo answers....

Alberto

[SaturnV]

Ma che cosa vuol dire svirgolate ???

[Almost Blue]

Beh credo significhi "a forma di virgola".
Io ho trovato questi:

http://it.wikipedia.org/wiki/Elica

L'elica deve avere la stessa portanza lungo tutto il braccio, e quindi la medesima spinta. Premesso che la portanza è direttamente proporzionale all'Angolo d'attacco e l'Angolo d'attacco varia con la velocità; essendo la velocità periferica delle pale crescente dal mozzo verso l'estremità, per mantenere costante la portanza dovrà essere per forza modificato il calettamento. Ed è per questa ragione che l'elica si presenta svergolata, cioè con un calettamento variabile dal mozzo verso l'estremità. Cioè il calettamento diminuisce man mano che aumenta sul profilo dell'elica la velocità periferica allontanandosi dal mozzo.

http://www.woodenpropeller.com/Basic_Pr ... esign.html

http://it.wikipedia.org/wiki/Turbina_a_gas

Se poi ti riverisci alla "svergolatura" nel senso si una pala che ricurva come una "scimitarra", questo (e altro) non lo so proprio. Credo che sia dovuto a elevatissime velocità di rotazione in periferia, come dice sopra.

[JT8D]

Semplificando, dato che lo studio dell'elica è decisamente molto complesso.
La pala ha un profilo simile ad un profilo alare: l'angolo che la corda del profilo forma con il piano di rotazione è detto angolo di calettamento. Quando l'elica gira con l'aereo fermo a punto fisso, l'angolo di calettamento corrisponde con l'angolo di incidenza. La forza aerodinamica generata da un profilo varia al variare dell'incidenza e della velocità al quadrato: dato quindi che la velocità periferica è molto superiore all'estremità della pala rispetto al mozzo, è evidente che se tutte le sezioni avessero lo stesso angolo di calettamento la trazione generata dalle sezioni alle estremità sarebbe molto maggiore di quella generata dalle sezioni vicine al mozzo, con scarso rendimento e sollecitazioni non accettabili.
Questo è uno dei motivi per cui si svergola la pala, facendo assumere alle varie sezioni della stessa angoli di calettamento via via decrescenti dal mozzo all'estremità.
Inoltre, soprattutto per questioni strutturali, le sezioni della pala più esterne sono più sottili rispetto a quelle vicine al mozzo.

Paolo

[SaturnV]

Ah ok. Svirgolamento significa variazione di incidenza lungo la pala (in italia lo chiamate calettamento) per avere angolo di attacco simile lungo tutta l'estesione.
Io pensavo si parlasse di tip piegati, o di conformazione non comue (arrotondata o squadrata).
Capito.

[Almost Blue]

Ma io però penso che si riferisse propio alla forma "ricurva" invece che "dritta" delle pale di alcuni aerei. Io non lo so il perchè. Però è possibile che più potente sia il motore e più alta la velocità di rotazione e più "ricurva" appare disegnata la pala, come "a scimitarra"? (Quello della foto è un propfan, che è una cosa un po' a parte, però rende l'idea dello "svergolamento" delle pale).
Forse a velocità sonica l'aria ormai diventa quasi solida. Per esempio, non so se c'entra, ma il segmento esterno delle pale dell' AH-64 Apache, se non l'hanno cambiato, era inclinato all'indietro, come un'ala a freccia. Ed anche le pale dell' AH66 Comanche erano inclinate all'indietro nel segmento più esterno.
Quando gli aerei raggiunsero velocità vicine e poi superiori a quelle del suono, le loro ali divennero "a freccia". Forse è possibile che le pale delle eliche li hanno preceduti di un bel po'.
La risposta agli esperti.

[87Nemesis87]

Ma io però penso che si riferisse propio alla forma "ricurva" invece che "dritta" delle pale di alcuni aerei. Io non lo so il perchè. Però è possibile che più potente sia il motore e più alta la velocità di rotazione e più "ricurva" appare disegnata la pala, come "a scimitarra"? (Quello della foto è un propfan, che è una cosa un po' a parte, però rende l'idea dello "svergolamento" delle pale).
Forse a velocità sonica l'aria ormai diventa quasi solida. Per esempio, non so se c'entra, ma il segmento esterno delle pale dell' AH-64 Apache, se non l'hanno cambiato, era inclinato all'indietro, come un'ala a freccia. Ed anche le pale dell' AH66 Comanche erano inclinate all'indietro nel segmento più esterno.
Quando gli aerei raggiunsero velocità vicine e poi superiori a quelle del suono, le loro ali divennero "a freccia". Forse è possibile che le pale delle eliche li hanno preceduti di un bel po'.
La risposta agli esperti.

in generale le elice hanno una forma ricurva per contrastare i fenomeni di flessione della pala dovuta al'"impatto" con l'aria...si sfrutta la forza centrifuga che tende a tirare l'elica verso l'esterno contrastando così la flessione che vorrebbe flettere l'elica verso l'interno indotta dal moto...

[alainvolo]

L'utente alainvolo ha richiesto in data 31 ottobre 2011 la cancellazione del suo account e la rimozione dei suoi post.

[87Nemesis87]

Ma io però penso che si riferisse propio alla forma "ricurva" invece che "dritta" delle pale di alcuni aerei. Io non lo so il perchè. Però è possibile che più potente sia il motore e più alta la velocità di rotazione e più "ricurva" appare disegnata la pala, come "a scimitarra"? (Quello della foto è un propfan, che è una cosa un po' a parte, però rende l'idea dello "svergolamento" delle pale).
Forse a velocità sonica l'aria ormai diventa quasi solida. Per esempio, non so se c'entra, ma il segmento esterno delle pale dell' AH-64 Apache, se non l'hanno cambiato, era inclinato all'indietro, come un'ala a freccia. Ed anche le pale dell' AH66 Comanche erano inclinate all'indietro nel segmento più esterno.
Quando gli aerei raggiunsero velocità vicine e poi superiori a quelle del suono, le loro ali divennero "a freccia". Forse è possibile che le pale delle eliche li hanno preceduti di un bel po'.
La risposta agli esperti.

in generale le elice hanno una forma ricurva per contrastare i fenomeni di flessione della pala dovuta al'"impatto" con l'aria...si sfrutta la forza centrifuga che tende a tirare l'elica verso l'esterno contrastando così la flessione che vorrebbe flettere l'elica verso l'interno indotta dal moto...

La forma ricurva cui fai riferimento si chiama campanatura,che e' la linea curva che unisce i baricentri di tutte le sezioni del profilo elica.

esatto ^___^ ,
mi riferivo proprio a quella prima...grazie per averlo precisato

[Almost Blue]

(Scusate l'ignoranza, ma che è il trattino con i due triangoli sopra?)

Comunque io ho trovato anche questo:
http://en.wikipedia.org/wiki/Scimitar_propeller

http://en.wikipedia.org/wiki/Propeller

Dal poco che ci ho capito, più un' elica gira veloce e più tenderebbe a perdere efficienza. Quando poi le estremità esterne delle pale si avvicinano al muro del suono si iniziano a fare sentire talmente tanti fenomeni che mi ci sono perso. La forma "scampanata" delle pale quindi servirebbe a mantenere l'efficienza dell' elica che ruota velocissima e ad impedire fenomeni di vibrazioni, che oltre che causare rumore, provocherebbero anche rotture (credo).

[87Nemesis87]

(Scusate l'ignoranza, ma che è il trattino con i due triangoli sopra?)

Comunque io ho trovato anche questo:
http://en.wikipedia.org/wiki/Scimitar_propeller

http://en.wikipedia.org/wiki/Propeller

Dal poco che ci ho capito, più un' elica gira veloce e più tenderebbe a perdere efficienza. Quando poi le estremità esterne delle pale si avvicinano al muro del suono si iniziano a fare sentire talmente tanti fenomeni che mi ci sono perso. La forma "scampanata" delle pale quindi servirebbe a mantenere l'efficienza dell' elica che ruota velocissima e ad impedire fenomeni di vibrazioni, che oltre che causare rumore, provocherebbero anche rotture (credo).

mmmm...tu parli di problemi relativi all'approssimarsi del sonico...io ti parlo di una soluzione adottata in generale, a prescindere della velocità dell'elica...forse parliamo di due cose diverse che vengono utilizzate entrambe per motivare la scelta dell'elica un pò obliqua...
...comunque io ti riporto quello che ho studiato a meccanica del volo:

"Si definisce linea di campanatura di un'elica il luogo geometrico dei baricentri di ogni
sezione cilindrica di pala. Le proiezioni di tale linea sui piani (x, z) e (y, z),
precedentemente definiti, prendono il nome, rispettivamente, di campanatura
principale e campanatura secondaria.
La campanatura consente, in determinate condizioni di funzionamento dell'elica, la compensazione dei momenti
flettenti di natura aerodinamica con i momenti flessionali prodotti dalle forze centrifughe. Pertanto la linea di campanatura principale mostra una concavità rivolta nella direzione del moto, mentre la
campanatura secondaria presenta una concavità dalla parte opposta al verso di rotazione."

[JT8D]

L'elica normale ha un grosso limite: quando le estremità delle pale raggiungono il campo transonico, i fenomeni di comprimibilità diventano rilevanti, si creano delle onde d'urto, la resistenza cresce di molto e il rendimento crolla a valori bassissimi.
E' questo il principale limite della propulsione ad elica, che ne limita la velocità operativa.
Le eliche aventi pale a "scimitarra" permettono di innalzare il Mach Critico Inferiore e quindi hanno un efficienza molto maggiore a velocità elevate rispetto all'elica normale.
Inoltre sono anche più silenziose.

Paolo

[Tug]

Semplificando, dato che lo studio dell'elica è decisamente molto complesso.
La pala ha un profilo simile ad un profilo alare: l'angolo che la corda del profilo forma con il piano di rotazione è detto angolo di calettamento. Quando l'elica gira con l'aereo fermo a punto fisso, l'angolo di calettamento corrisponde con l'angolo di incidenza. La forza aerodinamica generata da un profilo varia al variare dell'incidenza e della velocità al quadrato: dato quindi che la velocità periferica è molto superiore all'estremità della pala rispetto al mozzo, è evidente che se tutte le sezioni avessero lo stesso angolo di calettamento la trazione generata dalle sezioni alle estremità sarebbe molto maggiore di quella generata dalle sezioni vicine al mozzo, con scarso rendimento e sollecitazioni non accettabili.
Questo è uno dei motivi per cui si svergola la pala, facendo assumere alle varie sezioni della stessa angoli di calettamento via via decrescenti dal mozzo all'estremità.
Inoltre, soprattutto per questioni strutturali, le sezioni della pala più esterne sono più sottili rispetto a quelle vicine al mozzo.

Paolo

Ciao, volevo fare una domanda. Hai detto che nel caso di elica a punto fisso, l'angolo di calettamento e l'angolo di incidenza sono uguali. Ma quando la velocità di avanzamento è diversa da zero, l'angolo di incidenza è diverso dall'angolo di calettamento. L'angolo di incidenza è uguale per tutte le sezioni della pala oppure varia? Perché il mio problema è che non risco a capire come può lo svergolamento produrre una più uniforme distribuzione di portanza. Grazie, ciao.

[JT8D]

Lo svergolamento serve ad avere una condizione di funzionamento uniforme, cosa altrimenti impossibile se la pala avesse un angolo di calettamento uguale per tutte le sue sezioni. L'elica viene ottimizzata per il funzionamento in crociera, per avere in queste condizioni un carico relativamente uniforme lungo la lunghezza della pala (in realtà non potrà essere proprio uguale per tutte le sezioni). Dal punto di vista matematico, considerando un'elica in rotazione con velocità angolare omega e in volo con velocità V, l'angolo di incidenza alpha in funzione della distanza dal mozzo r è pari a:

alpha(r) = epsilon(r) - arctan(V / omega r)

dove epsilon(r) è l'angolo di calettamento che cambia con r.

Paolo