Trasformazione da spinta in kg a potenza in Hp

[I-ALLE]

Ciao a tutti!
Qualcuno sa il modo per calcolare a quanti Hp corrispondoe la spinta espressa in Kg di una turbina?

[thranduil]

se la fisica non mi falla (il che potrebbe ) non sono due grandezze confrontabili.

la spinta è una forza, mentre la potenza è dimensionalmente una forza per una velocità (o meglio la derivata rispetto al tempo del lavoro, quindi forza * spostamento / tempo)

infatti la spinta la misuriamo in N (o Kgf), la potenza in W (o in HP).

[I-ALLE]

Grazie mille!!!
Lo sospettavo, ma devo risolvere il mio "problemino"...
Può una turbinetta da 100 Kg di spinta sostituire un motore a scoppio da 68 Hp con più o meno le stesse performances? (consumi a parte...)

[vihai]

k di kg si scrive rigorosamente minuscola....

[I-ALLE]

Grazie per la dritta!
kg con la minuscola...

[Aldus]

http://www.oppo.it/tabelle/unita_misura_conversioni.htm

Le due unità comunque sono totalmente diverse, non c'è un paragone stretto tra loro tanto da poter dire "quanto di questo equivale a quanto di quello?".
E' un po' come parlare di mele e banane per dirla in parole semplici.

Ricordo ad esempio di aver letto da qualche parte che il razzo Saturn V (quello che mandò gli astronauti sulla Luna) aveva una potenza pari a circa 1 milione di cavalli.
Se non che viene da domandarsi... "anche se aveva 1 milione di cavalli, che se ne fa un razzo (che decolla per reazione) di 1 milione di cavalli?
Non ci sono ruote, ingranaggi, o eliche, a cui trasferire quei cv.
Serve una spinta, serve una reazione.
Per cui non ha praticamente senso parlare di cavalli in un caso del genere come quello del Saturn V (anche se era giusto un esempio).

[JT8D]

Premesso che sapere la potenza di un motore Jet è qualcosa di scarsissima utilità pratica, esiste una formuletta per trasformare la spinta in potenza (thp, Thrust Horse Power) :

thp=FV/375 , dove F è la spinta del motore in libbre, V è la velocità in mph.

Con la velocità in Knots, la formula diventa:

thp=FV/325

Paolo

[I-ALLE]

Grazie!
Sono conscio della particolarità della domanda, ma avevo un problema pratico da risolvere in testa ovvero: un aliante con MTOW di 780 kg a decollo autonomo come il DG 1001M (http://www.dg-flugzeugbau.de/dg1000m-e.html) dotato di un motore da 68 HP, di che turbina avrebbe bisogno per avere le stesse performances? (sempre consumi a parte...)
Ebbene con la formuletta appena scritta pare, corregetemi se sbaglio, che alla velocità di 65 kts si ottengono le stesse pestazioni con una turbina da 350 lbs.
E a questo punto il gioco non vale la candela... meglio tenersi l'antiestetico trespolone!
Discorso diverso per un ben più leggero monoposto come l'HPH 304Sj (http://www.hph.cz/index.php?option=com_ ... 60&lang=en) che utilizza una turbina da 40kg di spinta solo per il sostentamento e non per il decollo autonomo.
Grazie ancora per la collaborazione e buona giornata a tutti!!!1

[vihai]

Grazie!
Sono conscio della particolarità della domanda, ma avevo un problema pratico da risolvere in testa ovvero: un aliante con MTOW di 780 kg a decollo autonomo come il DG 1001M (http://www.dg-flugzeugbau.de/dg1000m-e.html) dotato di un motore da 68 HP, di che turbina avrebbe bisogno per avere le stesse performances? (sempre consumi a parte...)

La questione è la seguente:

Una turbina pressapoco emette gas alla stessa velocità indipendentemente dalla velocità del mezzo e quindi avrà una spinta costante a qualunque velocità.

La potenza della macchina sarà altresì costante e a naso dovrebbe essere qualcosa come 1/2 * m * V^2 con m la massa d'aria espulsa ogni secondo in kg/s.

La potenza utile a muovere l'aeromobile (siccome è spinta * velocità) sarà zero con l'aereo fermo e aumenterà progressivamente mano a mano che accelera.


Con un motore a elica, invece (e soprattutto se con elica a passo variabile!) hai varie curve da intersecare. L'elica ha una spinta che dipende dalla velocità dell'aria e dai giri motore. Il motore ha una coppia e una potenza che dipendono dai giri.

In generale, comunque, hai una spinta molto elevata da fermo che decresce mano a mano che acceleri.

Ecco perché i motori a elica sono molto adatti a decollare e quelli a turbina ad andare veloci

Per il tuo problema, quello che devi calcolare è la spinta necessaria ad accelerare e salire oltre l'ostacolo in uno spazio assegnato.

Ebbene con la formuletta appena scritta pare, corregetemi se sbaglio, che alla velocità di 65 kts si ottengono le stesse pestazioni con una turbina da 350 lbs.

Quello che tu devi vedere non sono le prestazioni in velocità, ma quelle nel rullaggio fino alla Vr.

E a questo punto il gioco non vale la candela... meglio tenersi l'antiestetico trespolone!

Purtroppo è la conclusione a cui sono arrivato anch'io. La turbina può aver senso come sostentamento (visto che dà buone prestazioni in velocità) ma poco come decollo.

Ciao,

[Vultur]

Mi permetto di riaprire questo thread perché mi sono sempre chiesto i motivi e le differenze per cui i russi decisero per la turboelica sul Tu-95, mentre gli americani scelsero il TF-33 (otto motori) per il B-52.
Stando alla formula di sopra, per il B-52 mi viene 17.000 lb X 500 knots / 325) X 8 motori = 209.230,8 thp.
Per il Bear che ha 14.800 shp per motore come si fa? Bisogna conoscere a che numero di giri sviluppa quella potenza?

[Achille]

Edit: ho visto il / 325

Beato sei tu, oh sistema internazionale!

ps: non credo che le considerazioni fatte per un aliante e/o aereo leggero siano valide anche per un bombardiere strategico. in quest'ultimo caso la spinta non è detto sia costante con la velocità (e se ricordo bene in generale non lo è)

[Vultur]

E' solo per avere un'idea. E' possibile che un B-52 a 500 nodi (probabilmente a 20.000 metri) sviluppi qualcosa come 200.000 cavalli?
E per un Bear come si farebbe?
(Scusa non ho capito il: "/ 325").

[Achille]

Era per le conversioni inizialmente avevo letto "lbf*knot=hp" senza il "/325".

Il tuo ordine di grandezza ricorda molto la potenza dei motori navali (tieni conto che la LM2500 ha una potenza di 33 600 CV), quindi i tuoi 200 000 per un aereo mi sembrano molti.

Ho trovato questo sito che parla di B-52 e motorizzazioni: http://www.enginehistory.org/GasTurbine ... tT35.shtml

Per rispondere alla tua domanda riguardo al Bear credo che una conversione così brutale non sia fattibile.

[Vultur]

Se la potenza è legata al numero di giri, forse bisognerebbe sapere a quale numero di giri è legata la potenza di 14.800 shp indicata su Wikipedia. (Potrebbe essere la potenza massima al decollo, oppure ad alta quota?).
E poi la velocità a legata a quella potenza.

[JT8D]

E' abbastanza inutile un confronto del genere. In ogni caso, nel caso di propulsori turboelica parliamo di shp, shaft horse power, che è la potenza all'albero che tiriamo fuori dal motore. Poi certo, sappiamo bene tutti che una parte di fluido operativo che non ha compiuto lavoro sulla turbina di potenza viene accelerata nell'ugello producendo una spinta, chiaramente abbastanza ridotta, che va a integrare la trazione fornita dall'elica. Anche qui, in teoria possiamo convertire questa spinta in potenza, sommarla alla shp e ottenere quella che viene chiamata ehp (equivalent horse power), che però ha scarso utilizzo pratico, ci si riferisce sempre alla shp. Abbiamo quindi un albero, una coppia che viene applicata a quest'albero, e quindi è naturale parlare di potenza e gestire le cose in potenza, che è il prodotto tra coppia e velocità angolare. In un motore a getto, possiamo sì calcolare la potenza equialente (chiamata a volte thp) con la formuletta SV/325, ma avendo gìa un valore di spinta erogata è molto più comodo, intuitivo e pratico ragionare in termini di spinta, senza andare a convertire il valore in potenza. Potenza in un jet che tra l'altro naturalmente varia con la velocità: a velocità zero, possiamo avere qualsiasi spinta, ma la potenza sarà zero, ed essa crescerà con la velocità.

E' molto più interesante valutare e considerare, invece di confrontare le potenze, le diverse attitudini e caratteristiche che un tipo di propulsione o l'altro dona alla macchina.

Paolo

[giragyro]

se non ricordo male le eliche del bear in crociera ruotano a 780 rpm con un passo lunghissimo .

[Vultur]

Siccome il Bear ha otto eliche e il B-52 otto motori, io ero rimasto incuriosito da questa analogia e volevo sapere se poteva esserci qualcosa di interessante sotto.
Quali sono le attitudini di un grosso turboelica e quali quelle di un grosso jet?

[JT8D]

Parlando in generale, non riferendosi ad un particolare velivolo, la propulsione ad elica presenta dei vantaggi nella corsa di decollo e durante la salita iniziale, dovuti al suo rendimento propulsivo che sale molto più rapidamente all'aumentare della velocità rispetto ad alla propulsione a getto. Vengono esaltate quindi le prestazioni in decollo e salita. Per contro la limitazione principale è la velocità, che è limitata dall'elica stessa, dai fenomeni di compressibilità e dalle onde d'urto che intervengono sulle estremità delle pale quando entrano in regime transonico, provocando un drastico calo del rendimento e un forte aumento della resistenza. Il jet al contario offre il meglio di se, proprio ad alte velocità. Il vantaggio principale sono poi i consumi ridotti della soluzione turboprop rispetto alla propulsione a getto.

Il Bear rappresenta una rarità tra i turboelica, perchè aveva una velocità di crociera praticamente da jet !! Ha una potenza installata enorme, e la doppia elica controrotante permette di "scaricare" tutta questa potenza su due eliche, riducendone quindi il diametro e la velocità di rotazione, così da mantenersi il più possibile lontani dal regime supersonico. Tra l'altro poi la doppia elica controrotante stabilizza anche il flusso rendendolo più stazionario e meno vorticoso, con benefici per il rendimento complessivo.

Paolo

[Vultur]

Per me questo è molto interesante.

Ho trovato una formula per i turboelica:

shp x efficienza% (suppongo dell'elica?)x 375 / mph = lb di spinta

Dicono che l'efficienza delle eliche AB-60K del Bear sia "molto alta" (non ho idea di quanto): faccio un 75% per stare basso?
(In realtà la efficienza della turbina di un NK-12 sarebbe il 94%, ma non penso si riferiscano alla turbina, inoltre considero le due eliche controrotanti come un tutt'uno).

14.800shp x 0,75 x 375 / 575 mph = 7.239,13 lb di spinta ( 3.290,5 kg)

Usando poi la formula di sopra: 7239,13lb x 575mph / 375 = 11.100 thp

per quattro motori: 44.400 thp

Se fosse vero, un Bear in quota a tutta velocità svilupperebbe 44.400 cavalli.
Ho letto qui ( http://www.aerospaceweb.org/question/pr ... 5.shtmlche ) un 747-200 in alta quota e a Mach 0,9 svilupperebbe, secondo la NASA, 87.325 hp, con i motori che sviluppano un quarto della spinta statica.
Ma un 747 pesa più del doppio di un Tu-95 a pieno carico.

[Lampo 13]

Capisco l'interesse "accademico" alla questione, ma praticamente ha un senso paragonare due aeroplani tanto diversi basandosi sulla spinta che producono?
Un TIR ha una potenza molto superiore ad un coupé sportivo, ma si possono paragonare solo sulla base dei cavalli?
Al limite, ma proprio al limite, si dovrebbero paragonare considerando:

carico trasportato
raggio operativo
velocità di crociera
velocità di penetrazione
capacità di autodifesa
capacità ECM
apparati di comunicazione/crittografia

[Vultur]

Però B-52 e Bear non mi sembrano un tir e un'auto sportiva. (A meno che non lo siano davvero. Cioè il tir sarebbe il B-52 e il tu-95 l'auto sportiva?).
Mi interessava la potenza installata perché se è vero che il Bear in quota sviluppa 44.400 cavalli vorrebbe dire che i russi sono riusciti a fare un bombardiere strategico in grado di volare per 15.000 km senza rifornimento in volo, solo 50 nodi più lento di un B-52, ma con solo la metà o un quarto della potenza del bombardiere americano.
Proprio i paragoni di cui sopra (raggio, armamento, ecc ...) mi sembrano interessanti proprio per questo motivo: il Bear aveva in realtà (se ci ho preso) solo una frazione della potenza del B-52 e lo superava in autonomia.
Anche se è vero che il Bear porta la metà del carico di un B-52, ma questo potrebbe essere dovuto a un diverso ruolo del bombardiere russo.
Un altra cosa può essere che ho fatto il calcolo per il B-52 basandomi solo sulla spinta statica, ma, come per il 747-200 di sopra, forse anche il B-52 ad alta quota per volare a bisogno solo della metà o di un quarto della spinta statica totale dei suoi motori. (ma forse anche qua ci vorrebbero le tabelle della nasa).

[Achille]

Vultur non ti offendere ma perchè insisti? Ti è stato spiegato che questo genere di conti non ha praticamente senso.

Se fosse vero, un Bear in quota a tutta velocità svilupperebbe 44.400 cavalli.
Ho letto qui ( http://www.aerospaceweb.org/question/pr ... 5.shtmlche ) un 747-200 in alta quota e a Mach 0,9 svilupperebbe, secondo la NASA, 87.325 hp, con i motori che sviluppano un quarto della spinta statica.
Ma un 747 pesa più del doppio di un Tu-95 a pieno carico.

Il sito che hai linkato ad un certo punto dice:

"The conclusion of this explanation is that in order to determine the power a jet creates in flight, we need to know the exact amount of thrust necessary to fly at a particular speed. We typically know the static thrust rating of an engine or the airspeed of a plane during flight, but the problem is that we usually don't know the amount of thrust that corresponds to a particular speed at a specific point in time. It is because of this disconnect that it is so difficult to calculate the power generated by the engines on a particular plane."

[Lampo 13]

Però B-52 e Bear non mi sembrano un tir e un'auto sportiva. (A meno che non lo siano davvero. Cioè il tir sarebbe il B-52 e il tu-95 l'auto sportiva?).
Mi interessava la potenza installata perché se è vero che il Bear in quota sviluppa 44.400 cavalli vorrebbe dire che i russi sono riusciti a fare un bombardiere strategico in grado di volare per 15.000 km senza rifornimento in volo, solo 50 nodi più lento di un B-52, ma con solo la metà o un quarto della potenza del bombardiere americano.
Proprio i paragoni di cui sopra (raggio, armamento, ecc ...) mi sembrano interessanti proprio per questo motivo: il Bear aveva in realtà (se ci ho preso) solo una frazione della potenza del B-52 e lo superava in autonomia.
Anche se è vero che il Bear porta la metà del carico di un B-52, ma questo potrebbe essere dovuto a un diverso ruolo del bombardiere russo.
Un altra cosa può essere che ho fatto il calcolo per il B-52 basandomi solo sulla spinta statica, ma, come per il 747-200 di sopra, forse anche il B-52 ad alta quota per volare a bisogno solo della metà o di un quarto della spinta statica totale dei suoi motori. (ma forse anche qua ci vorrebbero le tabelle della nasa).

Non lo so, a me sembra che ti farai venire un gran mal di testa senza riuscire a trovare il senso delle differenze.

[bande]

Anche se è vero che il Bear porta la metà del carico di un B-52.

Hai detto niente!!

[vihai]

In realtà non è così difficile calcolare la spinta necessaria a mantenere in volo un aereo. Basta togliere manetta, scendere mantenendo la velocità, vedere il rateo di discesa, da quello calcolare il rapporto di planata, applicarlo al peso e a grandi linee si ottiene la resistenza.

Se poi qualcuno corregge Kg in kg, il mio OCD ne gioverebbe, grazie.

[MatteF88]

Mai sentito parlare della spinta in Kelvin-grammo ?

[I-ALLE]

Mai sentito parlare della spinta in Kelvin-grammo ?

Chiedo venia!
E' un po' che manco...
Se qualcuno mi suggerisce come modificare il titolo lo faccio subito.
Ho provato (molot velocemente) a guardarci ma non ho trovato nulla.