sempre elicotteri: velocità

[rigel]

ho letto da qualche parte che esiste un limite alla velocità che possono raggiungere gli elicotteri dettato dalla velocità di rotazione delle pale:

se la velocità di rotazione supera quella del suono la l'elica viene distrutta

è vero o è un fatto inventato?

inoltre: esistono elicotteri tanto robusti da resistere?

[abaper]

rigel ha scritto mer, 06 settembre 2006 alle 13:32
ho letto da qualche parte che esiste un limite alla velocità che possono raggiungere gli elicotteri dettato dalla velocità di rotazione delle pale:

vero

Quote:

se la velocità di rotazione supera quella del suono la l'elica viene distrutta

è vero o è un fatto inventato?

falso. l'elica non viene distrutta. Semplicemente si perde portanza. E quindi velocità. Da notare che lo stesso problema sussiste anche per gli aerei (ovviamenti quelli ad elica ).
Per ritardare questo problema (detto anche velocità delle punte), ci sono 2 metodi (per elencare solo quelli utilizzati attualmente):
Aumentare la curvatura delle pale (se guardi un'elica lo vedi subito)
Curvare la pala (questa tecnica fu sviluppata per i propfan alla fine degli anni 80 e diede vita alle eliche a sciabola)

edit:
un esempio di propfan con la sua elica a sciabola:

[Automatic Jack]

Oltre la velocità del suono le eliche cavitano, il risultato più evidente è che si mettono a "frenare".

Il dimensionamento delle eliche, come dice giustamente abappio, deve tener conto del fatto che le "punte" non devono mai avere una velocità tangenziale tale da superare quella del suono.

L'aumento della curva delle pale non fanno altro che aumentare la superficie della pala per ritardare la cavitazione, cosa che una pala più sottile subirebbe a minori velocità. Puoi facilmente notare come le eliche degli aerei più vintage siano a "cucchiaio", cioè più larghe verso l'esterno e più rastremate mano a mano che si raggiunge il mozzo. Le eliche a sciabola sono l'estremizzazione di questo concetto.

Per far rendere il più possibile un'elica senza che questa arrivi a cavitare alle estremità si possono o usare eliche a più elementi convenzionalli (i Supermarine Spitfire arrivarono ad averne 5), o usare più eliche coassiali ( alcune versioni, sempre dello spitfire, ne avevano 2 coassiali controrotanti, ma anche i turboprop Tupolev Tu-95 Bear), con lo scopo di mantenere contenuto il diametro del rotore e stabilizzare il flusso, oppure usare quegli obbrobbri antiesteci che ha postato abappio

[Automatic Jack]

Il problema poi degli elicotteri è naturalmente il fatto che il rotore principale viene investito tangenzialmente dal flusso d'aria quando avanza, questo li mette nelle condizioni di avere seri problemi di portanza ad alte velocità.

Molto empiricamente, più veloce vuoi far andare l'elicottero, meno portanza devi dare al rotore principale, ché se il rotore principale è estremamente prestante, caviterà a velocità più basse. Naturalmente questo è ottenibile ottimizzando il passo delle eliche ("passo collettivo") e il ciclico (una variazione dell'inclinazione delle pale diversa a seconda di dove si trovano sul disco del rotore). Ma ci sono dei limiti.

Per dirti, il Mil-Mi 24 HIND, l'elicottero tra i più veloci del mondo, non può decollare verticalmente, ma solo con una breve corsa a mo' di aereo. E non può, se non a prezzo di gravi stress meccanici, effettuare hovering. Però fila a 335 km/h fuori effetto suolo.

[Scott]

quindi nelle eliche la velocità di rotazione viene limitata dall'aerodinamica più che dalla resistenza strutturale?


mi ricordo che volani e dischi rotanti in genere, vanno dimensionati in modo da contenere la velocità periferica sotto ad un certo valore, oltre il quale rischiano di "esplodere" poichè la forza centrifuga arriverebbe a generare tensioni superiori a quelle ammissibili

[Automatic Jack]

Scott ha scritto mer, 06 settembre 2006 alle 21:37
quindi nelle eliche la velocità di rotazione viene limitata dall'aerodinamica più che dalla resistenza strutturale?


mi ricordo che volani e dischi rotanti in genere, vanno dimensionati in modo da contenere la velocità periferica sotto ad un certo valore, oltre il quale rischiano di "esplodere" poichè la forza centrifuga arriverebbe a generare tensioni superiori a quelle ammissibili

Il problema dei rotori degli elicotteri è che sono ali vere e proprie che ruotano su un'asse, e sono loro a sorreggere il peso della fusoliera. Non c'è solo la componente tangenziale, ma anche quella assiale.

Naturalmente anche le pale dei rotori degli elicotteri hanno un limite di carico e di velocità tangenziale.