De Multirotori elicorum....

[ciskje]

[gbnardo]

Misurare la spinta elica ribaltata

La butto li!
per capire meglio il fenomeno, c’è qualcuno che può misurare la spinta di un’elica montata correttamente e una “ribaltata” in modo da farci tutti un’idea dei valori ottenuti?
@blinking
L’equazione di bernulli+venturi è un modello matematico abbastanza semplice che descrive un certo fenomeno fisico. Di modelli matematici che ne sono di più o meno accurati. Dipende dall’ambito in cui si utilizza il modello. Per capire come funziona la generazione di depressione attorno ad un profilo alare trattata in un forum di modellismo, potrebbe essere fin troppo complessa. Per la progettazione del profilo alare dello shuttle, in effetti, è poco precisa.
Ho trovato molto utili le animazioni che c’erano sul sito della NASA.

[blinking]

La butto li!
per capire meglio il fenomeno, c’è qualcuno che può misurare la spinta di un’elica montata correttamente e una “ribaltata” in modo da farci tutti un’idea dei valori ottenuti?

mi hai fatto venire la curiosità:
elica 10x4.7 SF
montata dritta: 855g di trazione con 133W
al contrario: 290g con 135W

1/3 del rendimento e un rumore terribile

[AleBS]

Inclina pure i motori allora per compensare la coppia dei motori (pensiero tra mè e mè senza alcun riferimento neh, sono qui per imparare io ), alla fine ti si prosciuga la lipo per avere un modello con tutte le eliche uguali......forse non ha un gran senso la cosa però....

[blinking]

Inclina pure i motori allora per compensare la coppia dei motori (pensiero tra mè e mè senza alcun riferimento neh, sono qui per imparare io ), alla fine ti si prosciuga la lipo per avere un modello con tutte le eliche uguali......forse non ha un gran senso la cosa però....

se la tua risposta è riferita al rendimento dell'elica rovesciata, forse ti è sfuggito che il sistema di tenere angolati (almeno) due motori non necessita del montaggio rovesciato.

il calo di rendimento dovrebbe (notare il condizionale) essere invece molto basso.

[areis81]

bernoulli è sopravvalutato da troppi.

[blinking]

pero' "funziona" anche se le ipotesi sono sbagliate.
insomma si può applicare con serenità

[elettro]

Se volessi intubare le mie eliche (cosa che vorrei fare per rendere un poco più sicuro il mezzo) è molto complicato studiare "l'intubazione" migliore? magari esistono formule semplificate, almeno per evitare di perdere rendimento?

nessuno sa rispondere?

pero' "funziona" anche se le ipotesi sono sbagliate.
insomma si può applicare con serenità

se se ne conoscono i limiti

[areis81]

mai detto che sia sbagliato. solo sopravvalutato. mooolto sopravvalutato.

[ElNonino]

mai detto che sia sbagliato. solo sopravvalutato. mooolto sopravvalutato.

A parte che sarebbe bello tu fornissi qualche spiegazione in più per giustificare tale 'sentenza', sarà sopravvalutata ma pare abbiano progettato molti aerei basandosi su quella.

A causa di impegni di lavoro pesantissimi non ho avuto momenti liberi per proseguire la discussione, vedo di rimediare in parte ora e poi nei prossimi giorni.

Intanto la portanza di un ala (anche quello di una lastra piana) è generata da varie componenti: profilo, incidenza, velocità, finitura della superficie, corda ed allungamento, altra componente sempre legata in parte alla portanza è anche la resistenza all'aria.

Tutte queste variabili vengono in genere visualizzate in curve che vengono chiamate polari del profilo / ala.

Un profilo piano convesso o concavo-convesso in genere da portanza anche con angolo di incidenza nullo od anche negativo (con buona pace dell'amico areis) cosa ad esempio non vera per una tavoletta. Tali profili vengono utilizzati in genere solo per modelli a volo libero e non consentono il volo rovescio, per restare in aria il modello dovrebbe volare con angoli di incidenza elevatissimi al rischio di stallo.

I modelli acrobatici adottano profili biconvessi simmetrici o leggermente asimettrici e noterete comunque che nei passaggi livellati l'angolo d'incidenza è diverso a seconda che il velivolo sia dritto o rovescio (in genere coda bassa a testa in giù).

Più tardi metterò 2 righe sulle eliche che interessano i multirotori, intanto ecco un paio di foto dei mozzi che ho iniziato a realizzare per il mio DuctedKopter:

[areis81]

elnonino, sarò felice di fornirti le fonti delle mie affermazioni in serata. ti raccomando però di leggere bene ciò che ho affermato. io ho parlato di 'sopravvalutazione', non di 'inutilità' od 'incorrettezza'. a più tardi.

[ElNonino]

Pregandovi di avere compassione per le mie ridottissime capacità grafiche, nel presente e nei post che seguiranno farò riferimento a questi schizzi.



Vi invito inoltre ad accettare alcune grosse semplificazioni che userò per cercare di spiegare fenomeni aerodinamici complessi; considerate sempre che sono professionalmente un 'elettronico' e non un 'aeronautico'.

Cercherò di essere sintetico e possibilmente chiaro.

Una breve premessa molto semplificata: la portanza di un elica è data dal suo diametro, la velocità di traslazione dal passo, a parità di passo al crescere della velocità di rotazione cresce la portanza.

La prima differenza che, a mio avviso, va considerata è il diverso utilizzo delle eliche negli aeromodelli e nei multirotori.

Facendo riferimento allo schizzo A si può notare che in un velivolo durante il normale volo traslato l'asse del' elica è parallelo al suolo ed il piano della stessa avanza con una certa velocità. Le normali eliche modellistiche sono quindi progettate ed ottimizzate per una certa velocità di traslazione alla quale il rendimento è massimo.

Nello schizzo B è visualizzato invece come lavora un elica in un multirotore: l'asse è perpendicolare al suolo ed il piano di rotazione è parallelo al terreno. Esattamente l' opposto di quanto avviene in un velivolo, inoltre la velocità lungo l'asse è sempre prossima a 0 o comunque molto bassa. E' quindi evidente che in tali condizioni un elica standard non lavora nel punto di massima resa.

Nel disegno C la linea tratteggiata indica in modo esagerato la flessione che si genera in una elica standard nel caso di discesa rapida di un multirotore e successiva riattaccata per frenarla; nessuna elica commerciale ha ne il profilo ne il mozzo progettati per resistere ad un simile carico e da qui alcune rotture.

Le figure D ed E mostrano il comportamento di un elica di multirotore che oltre a ruotare per sostenere il mezzo trasla anche ad una velocità non trascurabile.

In E si vede che la pala avanzante avrà velocità maggiore di quella retrocedente, quindi la portanza delle pale sarà differente, tanto maggiore quanto maggiore è la velocità di traslazione.

Tale differenza di portanza nel caso di un elica vincolata rigidamente all'albero di rotazione provoca una coppia di torsione (fig. F) sul gruppo albero-motore-telaio che varia per continuamente per intensità e verso durante i 360° con intensità crescenti in funzione della velocità, questo fenomeno genera vibrazioni fastidiose al telaio ed in alcuni casi (risonanza) anche la possibile rottura dei supporti motore o della stessa struttura.

Per ridurre il fenomeno di cui sopra si può utilizzare un vincolo snodato fra elica e albero (fig. G) poiché la pala avanzante avrà maggior velocità e quindi maggior portanza tenderà ad alzarsi mentre la arretrante ad abbassarsi, lasciandole quindi libere di flappeggiare si ridurrà la coppia di torsione esercitata sull'albero e relative fastidiose vibrazioni.

Se oltre a tale accorgimento si utilizzano eliche con pale più simili a quelle degli elicotteri che a quelle degli aerei si può ottenere un rendimento superiore anche del 25% con quindi, a parità di potenza, maggior autonomia o maggior pay-load.

Come in premessa questa è una semplificazione estrema dei fenomeni fisici legati alle eliche ed al loro utilizzo sui multirotori, gli esperti mi perdonino.

[arnaldo]

Pregandovi di avere compassione per le mie ridottissime capacità grafiche, nel presente e nei post che seguiranno farò riferimento a questi schizzi.



Vi invito inoltre ad accettare alcune grosse semplificazioni che userò per cercare di spiegare fenomeni aerodinamici complessi; considerate sempre che sono professionalmente un 'elettronico' e non un 'aeronautico'.

Cercherò di essere sintetico e possibilmente chiaro.

Una breve premessa molto semplificata: la portanza di un elica è data dal suo diametro, la velocità di traslazione dal passo, a parità di passo al crescere della velocità di rotazione cresce la portanza.

La prima differenza che, a mio avviso, va considerata è il diverso utilizzo delle eliche negli aeromodelli e nei multirotori.

Facendo riferimento allo schizzo A si può notare che in un velivolo durante il normale volo traslato l'asse del' elica è parallelo al suolo ed il piano della stessa avanza con una certa velocità. Le normali eliche modellistiche sono quindi progettate ed ottimizzate per una certa velocità di traslazione alla quale il rendimento è massimo.

Nello schizzo B è visualizzato invece come lavora un elica in un multirotore: l'asse è perpendicolare al suolo ed il piano di rotazione è parallelo al terreno. Esattamente l' opposto di quanto avviene in un velivolo, inoltre la velocità lungo l'asse è sempre prossima a 0 o comunque molto bassa. E' quindi evidente che in tali condizioni un elica standard non lavora nel punto di massima resa.

Nel disegno C la linea tratteggiata indica in modo esagerato la flessione che si genera in una elica standard nel caso di discesa rapida di un multirotore e successiva riattaccata per frenarla; nessuna elica commerciale ha ne il profilo ne il mozzo progettati per resistere ad un simile carico e da qui alcune rotture.

Le figure D ed E mostrano il comportamento di un elica di multirotore che oltre a ruotare per sostenere il mezzo trasla anche ad una velocità non trascurabile.

In E si vede che la pala avanzante avrà velocità maggiore di quella retrocedente, quindi la portanza delle pale sarà differente, tanto maggiore quanto maggiore è la velocità di traslazione.

Tale differenza di portanza nel caso di un elica vincolata rigidamente all'albero di rotazione provoca una coppia di torsione (fig. F) sul gruppo albero-motore-telaio che varia per continuamente per intensità e verso durante i 360° con intensità crescenti in funzione della velocità, questo fenomeno genera vibrazioni fastidiose al telaio ed in alcuni casi (risonanza) anche la possibile rottura dei supporti motore o della stessa struttura.

Per ridurre il fenomeno di cui sopra si può utilizzare un vincolo snodato fra elica e albero (fig. G) poiché la pala avanzante avrà maggior velocità e quindi maggior portanza tenderà ad alzarsi mentre la arretrante ad abbassarsi, lasciandole quindi libere di flappeggiare si ridurrà la coppia di torsione esercitata sull'albero e relative fastidiose vibrazioni.

Se oltre a tale accorgimento si utilizzano eliche con pale più simili a quelle degli elicotteri che a quelle degli aerei si può ottenere un rendimento superiore anche del 25% con quindi, a parità di potenza, maggior autonomia o maggior pay-load.

Come in premessa questa è una semplificazione estrema dei fenomeni fisici legati alle eliche ed al loro utilizzo sui multirotori, gli esperti mi perdonino.

Un' unica cosa...pensavo ai modelli 3d, che nella maggior parte del volo non hanno l'elica nelle condizioni di max efficienza! nessun produttore ha mai pensato a produrre eliche per utilizzo 3d?

[gbnardo]

Pregandovi di avere compassione per le mie ridottissime capacità grafiche, nel presente e nei post che seguiranno farò riferimento a questi schizzi.

Vi invito inoltre ad accettare alcune grosse semplificazioni che userò per cercare di spiegare fenomeni aerodinamici complessi; considerate sempre che sono professionalmente un 'elettronico' e non un 'aeronautico'.

Cercherò di essere sintetico e possibilmente chiaro.

Una breve premessa molto semplificata: la portanza di un elica è data dal suo diametro, la velocità di traslazione dal passo, a parità di passo al crescere della velocità di rotazione cresce la portanza.

La prima differenza che, a mio avviso, va considerata è il diverso utilizzo delle eliche negli aeromodelli e nei multirotori.

Facendo riferimento allo schizzo A si può notare che in un velivolo durante il normale volo traslato l'asse del' elica è parallelo al suolo ed il piano della stessa avanza con una certa velocità. Le normali eliche modellistiche sono quindi progettate ed ottimizzate per una certa velocità di traslazione alla quale il rendimento è massimo.

Nello schizzo B è visualizzato invece come lavora un elica in un multirotore: l'asse è perpendicolare al suolo ed il piano di rotazione è parallelo al terreno. Esattamente l' opposto di quanto avviene in un velivolo, inoltre la velocità lungo l'asse è sempre prossima a 0 o comunque molto bassa. E' quindi evidente che in tali condizioni un elica standard non lavora nel punto di massima resa.

Nel disegno C la linea tratteggiata indica in modo esagerato la flessione che si genera in una elica standard nel caso di discesa rapida di un multirotore e successiva riattaccata per frenarla; nessuna elica commerciale ha ne il profilo ne il mozzo progettati per resistere ad un simile carico e da qui alcune rotture.

Le figure D ed E mostrano il comportamento di un elica di multirotore che oltre a ruotare per sostenere il mezzo trasla anche ad una velocità non trascurabile.

In E si vede che la pala avanzante avrà velocità maggiore di quella retrocedente, quindi la portanza delle pale sarà differente, tanto maggiore quanto maggiore è la velocità di traslazione.

Tale differenza di portanza nel caso di un elica vincolata rigidamente all'albero di rotazione provoca una coppia di torsione (fig. F) sul gruppo albero-motore-telaio che varia per continuamente per intensità e verso durante i 360° con intensità crescenti in funzione della velocità, questo fenomeno genera vibrazioni fastidiose al telaio ed in alcuni casi (risonanza) anche la possibile rottura dei supporti motore o della stessa struttura.

Per ridurre il fenomeno di cui sopra si può utilizzare un vincolo snodato fra elica e albero (fig. G) poiché la pala avanzante avrà maggior velocità e quindi maggior portanza tenderà ad alzarsi mentre la arretrante ad abbassarsi, lasciandole quindi libere di flappeggiare si ridurrà la coppia di torsione esercitata sull'albero e relative fastidiose vibrazioni.

Se oltre a tale accorgimento si utilizzano eliche con pale più simili a quelle degli elicotteri che a quelle degli aerei si può ottenere un rendimento superiore anche del 25% con quindi, a parità di potenza, maggior autonomia o maggior pay-load.

Come in premessa questa è una semplificazione estrema dei fenomeni fisici legati alle eliche ed al loro utilizzo sui multirotori, gli esperti mi perdonino.

Interessanti considerazioni!
ora mi è chiaro anche perchè la sezione dei tuoi mozzi non è circolare.

[ElNonino]

Un' unica cosa...pensavo ai modelli 3d, che nella maggior parte del volo non hanno l'elica nelle condizioni di max efficienza! nessun produttore ha mai pensato a produrre eliche per utilizzo 3d?

In genere quelle che si avvicinano di più sono le APC SF (slow flyer) la stessa ditta ne fa di diametro elevato apposta per i modelli 3D grossi, è difficile trovarle con ambedue i sensi di rotazione.

Tieni conto che nei modelli di aerei 3D il rapporto peso potenza è più favorevole che sui multirotori e la tipologia di volo diversa.