Giri rotore, pitch e consumi

[Havier]

Prendo spunto da un messaggio di un tecnico della Hacker USA su un forum americano in merito allo sforzo di un motore (A20-6XL nella fattispecie) al variare del pignone.
Per questo motore viene consigliato l'uso di un pignone da 16 per un volo ordinario e di un pignone da 17 per un volo spinto.
Un dato certo è che all'aumentare del numero di denti aumentano anche i giri del rotore, che si traduce in maggiore stabilità dell'elicottero.
Altro dato certo è che all'aumentare del numero di denti aumenta anche la potenza erogata dal motore e quindi anche i consumi (ad esempio gli ampère richiesti).
A questo punto un utente del forum americano proponeva di usare un pignone da 15 per ridurre il rapporto pignone-corona principale, con conseguente minore stabilità dell'eli, ma minore consumo in ampère.
Il tecnico Hacker oppone a questa soluzione una minore efficienza del motore in quanto non è vero che il motore consuma meno, perchè riducendo il numero di giri richiederò uno sforzo maggiore a causa dell'aumento del pitch che dovrò dare per sollevare il medesimo peso.

A questo punto mi chiedo, in un motore è più dispendioso, in termini di ampère richiesti, un maggior numero di giri a fronte di un pitch minore o il contrario?

Vorrei approfondire questo concetto con i più tecnici.

[Lanco]

Per certo il contrario manda in sofferenza il motore con rischio, a mio parere, di bruciare questo e/o l'impianto elettronico di controllo.

[SuperRobin]

Non credo esista una regola assoluta, ma è un problema analogo alla massima efficienza dell'aeroplano: consuma meno alla massima incidenza e minima velocità o bassa incidenza e alta velocità?

La risposta sta nel mezzo: se analizziamo la polare dell'ala (la curva che descrive il rapporto tra portanza e resistenza al variare dell'angolo di incidenza, detto angolo alfa) si potrà notare che la resistenza è massima al massimo angolo di incidenza (minimà velocità) poi diminuisce al diminuire di alfa fino al punto di massima efficienza per poi tornare ad aumentare ancora

La pala dell'elicottero è in tutto e per tutto un ala che invece di muoversi in linea retta ruota intorno a un asse (da qui il nome di macchina ad ala rotante) da non confondersi con l'elica, che merita considerazioni completamente differenti

Io ho ottimizzato il mio in maniera più empirica; ho fatto diverse prove di hovering variando la curve di passo e motore fino a trovare la combinazione che mi da il maggior tempo batteria, e quindi il minor consumo in ampere

Se vuoi fare le cose per bene dovresti ancorare l'eli a una bilancia e interporre una pinza amperometrica sul cavo della batteria per misurare la corrente assorbita

Porti l'eli a regime di hovering (diminizione di peso sulla bilancia=peso eli) poi cominci a regolare le curve passo e motore sulla radio cercando di mantenere la portanza costante; alla fine individui la combinazione che da il minor consumo


Ciao

Roberto

[Havier]

Originalmente inviato da SuperRobin

Io ho ottimizzato il mio in maniera più empirica; ho fatto diverse prove di hovering variando la curve di passo e motore fino a trovare la combinazione che mi da il maggior tempo batteria, e quindi il minor consumo in ampere

Se vuoi fare le cose per bene dovresti ancorare l'eli a una bilancia e interporre una pinza amperometrica sul cavo della batteria per misurare la corrente assorbita
Roberto

La vedo un po' complicata.
Forse è meglio utilizzare uno strumento di lettura da tenere sull'eli, come suggerisce Aranova.

Personalmente sono più propenso ad accettare la versione del tecnico Hacker e di Aranova: volare con un pitch minore e con un numero maggiore di giri rotore. Forse il motore sforza meno, guadagnando in tempo di volo, e di conseguenza avere una maggiore stabilità dell'eli.

E' certo che individuare il punto di massima efficienza varia da sistema a sistema (motore, pitch, lunghezza pale, peso, ecc.) e uno strumento di lettura amperometrica aiuta ad individuare la corretta configurazione.

[Lanco]

Tieni presente che la discussione da te introdotta è una discussione molto tecnica e molto teorica. Che non si creda che per volare con l'elicottero ci si debba munire obbligatoriamente di amperometri e bilance di precisione.

[SuperRobin]

Sono assolutamente d'accordo, tanto è vero che io ho raggiunto un compromesso accettabile a furia di testare in volo differenti curve

Quello da me esposto era il metodo empirico per trovare l'optimum assoluto per una certa configurazione eli+motore+regolatore ma solo ai fini della durata delle batterie in regime di hovering

poi magari l'eli risulta meno stabile per scarso effetto giroscopico o poco reattivo ai comandi

nella mia esperienza personale, durante la fase di principiante (in cui in pratica fai delle gran ore di hovering) ho adottato questo regime a basso consumo per allungare il più possibile la durata dei voli

quando poi sono passato al volato è stato necessario aumentare un pò i giri


Roberto

[aranova]

Originalmente inviato da Havier

A questo punto mi chiedo, in un motore è più dispendioso, in termini di ampère richiesti, un maggior numero di giri a fronte di un pitch minore o il contrario?

Vorrei approfondire questo concetto con i più tecnici.

Domanda da 1 milione di euro, ogni motore o comunque meccanismo che traduce l'energia elettrica in energia meccanica ha un punto esatto dove il rendimento è migliore, conoscendo la curva specifica di quel motore si riesce a comprendere a quanti giri esso rende di più per un buon rapporto energia assorbita/forza tradotta. In linea di massima lavorando con meno pitch e più giri il motore rende di più assorbe meno scalda meno perchè aiutato anche dall'inerzia maggiore.Dunque non è argomento facile, ci sono dei "lettori di prestazioni in volo" che possono dirci e formularci una sorta di curva del rendimento reale dell'ely in volo, forse è l'unica soluzione per rispondere alla tua domanda che sembra semplice ma in realtà è molto complessa.

[aranova]

Originalmente inviato da Havier

A questo punto mi chiedo, in un motore è più dispendioso, in termini di ampère richiesti, un maggior numero di giri a fronte di un pitch minore o il contrario?

Vorrei approfondire questo concetto con i più tecnici.

Domanda da 1 milione di euro, ogni motore o comunque meccanismo che traduce l'energia elettrica in energia meccanica ha un punto esatto dove il rendimento è migliore, conoscendo la curva specifica di quel motore si riesce a comprendere a quanti giri esso rende di più per un buon rapporto energia assorbita/forza tradotta. In linea di massima lavorando con meno pitch e più giri il motore rende di più assorbe meno scalda meno perchè aiutato anche dall'inerzia maggiore.Dunque non è argomento facile, ci sono dei "lettori di prestazioni in volo" che possono dirci e formularci una sorta di curva del rendimento reale dell'ely in volo, forse è l'unica soluzione per rispondere alla tua domanda che sembra semplice ma in realtà è molto complessa.