Forza centrifuga nel rotore. Panico !!

[enry74]

Mi sono imbattuto in un post dove si parlava della partenza improvvisa di una pala principale di un Raptor 50 dovuta alla rottura della vite della pala stessa.

Non sono ingegnere e quindi potrei avere sbagliato completamente il calcolo, ma se cosi non fosse il risultato è, almeno per me, abbastanza preoccupante.

Prendo in esame il mio elicottero, un 3DX500 (clone del Lepton) i cui dati sono:

Pale da 420 mm
Peso delle pale 60 g
raggio di fissaggio della pala 60mm
N° di giri massimi 3000 g/m

Emerge che:
Forza centrifuga Fc=mrω²

m=0,06Kg
r (raggio del baricentro della massa)= (420/2)+60=270mm = 0,27
ω =(n*2*3,14)/60

=0,06*0,27*293² =1160 N = 160 Kg

A 3000 g/m la pala viene proiettata verso l'esterno con 160 Kg.....Cavoli.

Per trattenere le pale ci sono 2 viti

quella che trattiene la manina (sottoposta a carico assiale)
quella che trattiene la pala alla manina (sottoposta a taglio)

La vite M3 trattiene a carico assiale fino a 225 Kg (condizioni statiche); se andiamo ad applicare coefficienti di sicurezza, coefficiente per verifica a fatica ecc il margine diventa molto basso !!

Per la vite che trattiene la pala nella manina a me viene:

Sollecitazione a taglio = F/((2*3,14*d²)/4) = 164N/mm²
Anche qui in condizioni statiche più o meno tutto ok, in condizioni di verifica a fatica i 390 N/mm² di ammissibile si riducono notevolmente.

Faccio anche il calcolo su il Trex600:

Fc: 0,140*0,375*230² = 2873 N = 287 Kg
La vite M4 assialmente tiene 390 kg

a taglio abbiamo 115 N/m² contro l'ammissibile di 390 N N/mm²

Conclusione:

In via teorica probabilmente tutto tiene ma il coefficiente di sicurezza è molto basso;
Qualcuno mi può confermare questi calcoli, non vorrei avere detto delle emerite ca......

Domanda finale: a quanti è successo di perdere una pala per rottura delle viti?

Ciao.

[luca bianchessi]

la pala si era staccata perchè non erano state incollate bene due parti........
ciao

[dex1]

Originalmente inviato da enry74

Mi sono imbattuto in un post dove si parlava della partenza improvvisa di una pala principale di un Raptor 50 dovuta alla rottura della vite della pala stessa.

Non sono ingegnere e quindi potrei avere sbagliato completamente il calcolo, ma se cosi non fosse il risultato è, almeno per me, abbastanza preoccupante.

Prendo in esame il mio elicottero, un 3DX500 (clone del Lepton) i cui dati sono:

Pale da 420 mm
Peso delle pale 60 g
raggio di fissaggio della pala 60mm
N° di giri massimi 3000 g/m

Emerge che:
Forza centrifuga Fc=mrω²

m=0,06Kg
r (raggio del baricentro della massa)= (420/2)+60=270mm = 0,27
ω =(n*2*3,14)/60

=0,06*0,27*293² =1160 N = 160 Kg

A 3000 g/m la pala viene proiettata verso l'esterno con 160 Kg.....Cavoli.

Per trattenere le pale ci sono 2 viti

quella che trattiene la manina (sottoposta a carico assiale)
quella che trattiene la pala alla manina (sottoposta a taglio)

La vite M3 trattiene a carico assiale fino a 225 Kg (condizioni statiche); se andiamo ad applicare coefficienti di sicurezza, coefficiente per verifica a fatica ecc il margine diventa molto basso !!

Per la vite che trattiene la pala nella manina a me viene:

Sollecitazione a taglio = F/((2*3,14*d²)/4) = 164N/mm²
Anche qui in condizioni statiche più o meno tutto ok, in condizioni di verifica a fatica i 390 N/mm² di ammissibile si riducono notevolmente.

Faccio anche il calcolo su il Trex600:

Fc: 0,140*0,375*230² = 2873 N = 287 Kg
La vite M4 assialmente tiene 390 kg

a taglio abbiamo 115 N/m² contro l'ammissibile di 390 N N/mm²

Conclusione:

In via teorica probabilmente tutto tiene ma il coefficiente di sicurezza è molto basso;
Qualcuno mi può confermare questi calcoli, non vorrei avere detto delle emerite ca......

Domanda finale: a quanti è successo di perdere una pala per rottura delle viti?

Ciao.

e credo proprio di si!!
ad ogni modo con un 50 i 3000 giri sono anche troppi.

dex1

[enry74]

Ciao dex1,

Il calcolo sul trex600 è fatto con 2200 giri motore:

Fc=mrω²= 0,140*0,375*((2200*2*3,14)/60)² = 2873 N = 287 Kg

287 Kg sono proprio un bel po'.

[Fulvio76]

Originalmente inviato da enry74

Ciao dex1,

Il calcolo sul trex600 è fatto con 2200 giri motore:

Fc=mrω²= 0,140*0,375*((2200*2*3,14)/60)² = 2873 N = 287 Kg

287 Kg sono proprio un bel po'.

Possibile che una manina...un bulloncino...la radice della pala...possano sopportare una trazione continua di 287Kg?!

E che,l'alberino portamanine debba essere sottoposto ad una trazione di 574Kg?!

Possibile che,una pala dell'elicottero possa reggere 4 persone aggrappate ad essa?

Fulvio

[il_Zott]

ad occhio anche per me sono un po troppi..
contando anche che sono in carbonio, ma non credo proprio che reggano 250kg... peggio ancora l'aberino porta manine.. più di mezza tonnella.. mah....

allora quelle di un alicottero vero a quanto arriverebbero ??? svariate tonnelle

ciaoooo

[enry74]

Più che l'alberino porta manine a me preoccupa proprio la vite che fa il pacco assiale, che normalmente è o un M3 o un M4.

Anche a me sembrono troppi, ma la formula è corretta; potrei avere sbagliato le unità di misura ma dopo vari controlli non trovo l'errore.

E' per questo che chiedo l'aiuto di qualcuno che sappia fare con certezza questi calcoli.

C'E' QUALCUNO !!!

Originalmente inviato da Fulvio76

Possibile che una manina...un bulloncino...la radice della pala...possano sopportare una trazione continua di 287Kg?!

E che,l'alberino portamanine debba essere sottoposto ad una trazione di 574Kg?!

Possibile che,una pala dell'elicottero possa reggere 4 persone aggrappate ad essa?

Fulvio

Capisco i 287 kg della radice della pala, ma non i 574 dell'alberino!?

[Fulvio76]

Originalmente inviato da durone

Capisco i 287 kg della radice della pala, ma non i 574 dell'alberino!?

Se ogni pala è soggetta ad una forza centrifuga di 287Kg,la forza di trazione ai due estremi dell'alberino portapale sarà di 287Kg x 2(numero pale),quindi,574Kg.

Fulvio

[BBC25185]

Nei conti eseguiti, è presente un grave errore:
Nel calcolo, ha considerato il PESO della pala, dove era da considerare la MASSA della pala (peso/9.81)...

Rifacendo i conti viene che:
Massa pala: 0.06/9.81= 0,0061162

0,0061162*0,27*293² =141,76 N = 19 Kg (spero di non aver sbagliato la conversione)

Quindi il risultato cambia notevolmente... risulta che agisce una forza di 19 Kg (contro i 160 di prima)