De Multirotori elicorum....

[arnaldo]

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.

appunto avevo pensato a quelle...ma non volevo sparare boiate
Grazie!

[dommy]

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.

Ciao Wally,

ho scoperto solo adesso questo interessante 3d, mi scuso in anticipo se può sembrare fuori luogo quello che scrivo ma credo che a volte sia opportuno sapere da quale "pulpito viene la predica"...... gbnardo, oltre che amico e discepolo kopteristico è anche un brillante Ingegnere Aereonautico che, se non ricordo male, ha fatto qualcosa anche nel settore Aereospaziale ma in ogni caso, questo campo di discussione, è quello per cui ha studiato a lungo.
E' vero che si può essere bravi anche senza laurea, anzi spessissimo è così, ed è anche vero che conosco delle ottime capre con più laureema comunque..... conoscere un pò di teoria a volte serve e di sicuro non guasta.....

Un saluto
Dommy

[ElNonino]

Ciao Wally,

ho scoperto solo adesso questo interessante 3d, mi scuso in anticipo se può sembrare fuori luogo quello che scrivo ma credo che a volte sia opportuno sapere da quale "pulpito viene la predica"...... gbnardo, oltre che amico e discepolo kopteristico è anche un brillante Ingegnere Aereonautico che, se non ricordo male, ha fatto qualcosa anche nel settore Aereospaziale ma in ogni caso, questo campo di discussione, è quello per cui ha studiato a lungo.
E' vero che si può essere bravi anche senza laurea, anzi spessissimo è così, ed è anche vero che conosco delle ottime capre con più laureema comunque..... conoscere un pò di teoria a volte serve e di sicuro non guasta.....

Un saluto
Dommy

Ciao Dommy,

mi ha fatto piacere leggerti, spero che l'amico gbnardo integri ed approfondisca le mie note; ho premesso che 'la sto facendo fuori dal vaso', le mie sono considerazioni nate dai ricordi universitari di moltissimi anni fa, (anche se ho poi optato per telecomunicazioni, al Poli MI ho seguito anche i corsi di aerodinamica e fluidodinamica per hobby), da alcune letture recenti nonché da prove pratiche.

Fatti vivo in mp, ho alcune info interessanti inerenti al nostro comune settore professionale......

Walfido.

[gbnardo]

Ciao Wally,

ho scoperto solo adesso questo interessante 3d, mi scuso in anticipo se può sembrare fuori luogo quello che scrivo ma credo che a volte sia opportuno sapere da quale "pulpito viene la predica"...... gbnardo, oltre che amico e discepolo kopteristico è anche un brillante Ingegnere Aereonautico che, se non ricordo male, ha fatto qualcosa anche nel settore Aereospaziale ma in ogni caso, questo campo di discussione, è quello per cui ha studiato a lungo.
E' vero che si può essere bravi anche senza laurea, anzi spessissimo è così, ed è anche vero che conosco delle ottime capre con più laureema comunque..... conoscere un pò di teoria a volte serve e di sicuro non guasta.....

Un saluto
Dommy

...accidenti sono stato scoperto. Adesso dovo stare molto più attento se scrivo stupidaggini . Non posso più permettermi di sbagliare.

[dommy]

Ciao Dommy,

mi ha fatto piacere leggerti, spero che l'amico gbnardo integri ed approfondisca le mie note; ho premesso che 'la sto facendo fuori dal vaso', le mie sono considerazioni nate dai ricordi universitari di moltissimi anni fa, (anche se ho poi optato per telecomunicazioni, al Poli MI ho seguito anche i corsi di aerodinamica e fluidodinamica per hobby), da alcune letture recenti nonché da prove pratiche.

Fatti vivo in mp, ho alcune info interessanti inerenti al nostro comune settore professionale......

Walfido.

Domani mattina ti chiamo, intanto butta un occhio quà:
http://www.baronerosso.it/forum/mode...ml#post2488516
Ciao

[MAXMILI]

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.

Salve a tutti, vorrei fare anch'io la mia pare da ignorante con una somanda: mi sembra di aver capito nel punto F della tua spiegazione che le vibrazioni debbano aumentare/cominciare solo quando i nostri multirotori avanzano in una direzione, e dovrebbero cessare se fermi in hovering...giusto???

[ElNonino]

Salve a tutti, vorrei fare anch'io la mia pare da ignorante con una somanda: mi sembra di aver capito nel punto F della tua spiegazione che le vibrazioni debbano aumentare/cominciare solo quando i nostri multirotori avanzano in una direzione, e dovrebbero cessare se fermi in hovering...giusto???

Le vibrazioni in hovering sono generate in gran parte dallo sbilanciamento delle parti in rotazione (cassa motore, mozzo ed elica) in questo stato la (contro)coppia prodotta dalla rotazione del' elica agisce solo sul piano orizzontale e varia con il variare dei giri, nel caso invece di volo traslato e mozzo rigido, si aggiunge anche quella verticale.

In volo traslato le vibrazioni sicuramente aumentano.

[merengue]

ma queste benedette eliche (quelle in carbonio in prima pagina) chi le fa e chi le vende?

[ElNonino]

ma queste benedette eliche (quelle in carbonio in prima pagina) chi le fa e chi le vende?

Che io sappia nessuno, quelle controrotanti penso siano utilizzate su un drone 'commerciale', le immagini me le aveva girate lucapif, quelle sul mozzo flappeggiante sono autocostruite in una università Australiana.

Io sto realizzando alcuni mozzi con plappeggio sui quali monterò per prova delle pale di Trex 250 in carbonio opportunamente modificate con cnc ed 'iniezioni' di vetroresina.

In futuro sicuramente ne farò qualcuna 'calcolata' per uso privato, al momento credo sia necessario ricorrere al do-it-yourself.

[elettro]

ora ce ci penso il parrot drone ha le eliche "basculanti", che sia proprio per aumentare l'efficienza e abbattere le vibrazioni??

Quindi se io provassi a non fissare le eliche, ma lasciargli qualche grado di libertà potrebbe aumentare il rendimento?

pensavo a usare un "buco" di diametro maggiore sull'elica, togliere il salva-elica e usare invece dei bulloni. Lascio un minimo di gioco orizzontale e verticale, però non vorrei che la natura "piatta" del bullone "ristorti" l'elica battendo la spinta nello stare parallela al suolo.
Domani provo, tanto il quad è ancora ancorato a terra e collegato al pc per gli ultimi ritocchi

[redfox74]

Che io sappia nessuno, quelle controrotanti penso siano utilizzate su un drone 'commerciale', le immagini me le aveva girate lucapif, quelle sul mozzo flappeggiante sono autocostruite in una università Australiana.

Io sto realizzando alcuni mozzi con plappeggio sui quali monterò per prova delle pale di Trex 250 in carbonio opportunamente modificate con cnc ed 'iniezioni' di vetroresina.

In futuro sicuramente ne farò qualcuna 'calcolata' per uso privato, al momento credo sia necessario ricorrere al do-it-yourself.

Il Bercella le ha fatte e io ho avuto l'onore di provarle
Saluti
Roberto

[areis81]

grazie per avermi ricordato del bernoulli.

questo tipo qua, proprio uno qualunque, per primo spiega le cose, ed afferma, tra le altre cose:

An airplane would never be pressed upward by the air unless it first pressed the air down. In airplane flight, air must be deflected downward continuously. Fresh, resting, peaceful air is continually waked up from its slumber and set in motion down toward the ground. The air thus disturbed resists that motion, thereby pressing the airplane upward.

questo passo è tratto da questa pagina contenente tutti i calcoli del caso e soprattutto scritta in maniera estremamente comprensibile in forma divulgativa, ovviamente in inglese

in totale, quindi, qui nessuno afferma che il principio di bernoulli sia sbagliato, ci mancherebbe!.... solo che sembra che dal popolo sia un po' sopravvalutato. cioè se chiedi a chiunque 'perchè gli aerei volano?' questo risponde: 'BERNOULLI!' mentre in realtà sembra che la componente data dal principio di bernoulli sia sì esistente ma sicuramente meno significativa rispetto al down-wash dell'ala, ovvero della 'sberla' verso il basso che l'ala dà all'aria. insomma: Newton 3, Bernoulli 2. mica l'ha stracciato, ha vinto per poco.

del resto un elica a profilo piatto (ovvero che si affida solo a newton, ovvero sfruttando solo il down-wash) funziona, sebbene un elica con il giusto profilo funzioni meglio, ovviamente, perchè associa Newton a Bernoulli.

ma un elica con il giusto profilo ma ad inclinazione 0, ovvero che si basi solo sul principio di bernoulli e basta? si può dire la stessa cosa?

[ElNonino]

ma un elica con il giusto profilo ma ad inclinazione 0, ovvero che si basi solo sul principio di bernoulli e basta? si può dire la stessa cosa?

Grazie per la risposta, molto interessante il link ed anche la tua sintesi è assolutamente corretta.

Per l'elica se il profilo è piano-convesso o concavo convesso anche ad incidenza zero dovrebbe creare trazione, una completamente 'piatta' a pari condizioni forse no, che ne pensi ?

[areis81]

grazie, ma non c'è nulla che sia farina del mio sacco, se non la battuta su newton che batte bernoulli!

un elica piatta ad incidenza zero ovviamente no ma ritengo effettivamente probabile che un elica piatto convesso possa, appunto tramite il principio di bernoulli, creare una forza traente. probabilmente troppo poca per essere sfruttabile, ma questo lo deduco semplicemente dal fatto che non ne ho mai viste. forse perchè ovviamente non creerebbero un flusso d'aria, quindi sarebbero inutili nella maggior parte delle applicazioni (creerebbero credo solo forza trattiva tramite la depressione causata) ma ad esempio le elichette di coda del mio elicotterino giocattolo sono piatte con incidenza, non sagomate ad incidenza zero. tutto a favore di newton, insomma!

(un ipotetico elicottero con le pale ad incidenza zero che sfrutti ipoteticamente solo il principio di bernoulli a rigor di logica non dovrebbe smuovere nemmeno una foglia sotto ad esso poichè non creerebbe down-wash! divertente immaginarlo!)

[ermete]

ma queste benedette eliche (quelle in carbonio in prima pagina) chi le fa e chi le vende?

Leggo solo ora questi post. Non ho intenzione di immettermi in queste discussioni, volevo solo dire che le eliche che si vedono in prima pagina sono le mie.
Sono realizzate su progetto specifico per il DNA (Hummingbird Aerobatic Aircraft Design), e vanno intubate.

Mi piacerebbe sapere dove avete scovato quelle immagini. Per carità, mi fa piacere essere citato...