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ⓘ Elica controrotante




Elica controrotante
                                     

ⓘ Elica controrotante

Il sistema a elica controrotante, noto anche come eliche coassiali controrotanti, utilizza la potenza di un motore, del tipo a pistoni o turboelica, per mettere in rotazione due eliche disposte lungo lo stesso asse, ma fatte girare con versi di rotazione opposti. Le eliche controrotanti sono di impiego comune in alcuni sistemi di trasmissione marini, in particolare nelle imbarcazioni da diporto medie e grandi. Le due eliche, sono installate una dietro laltra, e la potenza viene trasferita ad esse dal motore mediante un sistema di ingranaggi a planetario e satelliti o a ruote dentate. Il sistema a eliche controrotanti non va confuso con soluzioni propulsive ad eliche che ruotano con verso di rotazione opposto e installate su motori diversi.

                                     

1. Eliche controrotanti in aeronautica

Nel caso di volo a bassa velocità la rotazione delle pale di unelica fa sì che una quantità significativa della massa daria che fluisce attraverso il disco dellelica venga trasformata in un flusso daria tangenziale o rotazionale. Lenergia di tale flusso aerodinamico tangenziale alla direzione del moto è totalmente sprecata nello schema a singola elica e determina una riduzione del rendimento dellelica. Per utilizzare parte di questa energia una seconda elica posta dietro la prima può estrarre energia anche dal flusso daria perturbato che la investe. Se ben progettato un sistema a eliche controrotanti non ha flussi daria di tipo rotazionali in uscita e crea una spinta uniforme attraverso il disco dellelica causando minori perdite e producendo un aumento delle prestazioni.

Inoltre il flusso daria tangenziale generato da unelica, se presente, causa problemi di manovrabilità a basse velocità perché, se investe gli stabilizzatori verticali cioè deriva e timone, genera una forza che tende a far imbardare laeromobile verso destra o sinistra a seconda del verso di rotazione delle pale.

Il disegno a eliche controrotanti serve anche a contrastare il momento imbardante asimmetrico P-factor che si genera negli aeromobili ad elica quando assumono un assetto non perfettamente orizzontale come accade in talune condizioni di volo ad alto angolo di attacco o in alcune configurazioni di carrello durante la corsa a terra. Alcuni sistemi controrotanti vengono progettati per essere usati solo al decollo per ottenere la massima spinta ed efficienza in quelle condizioni. Terminata la manovra una delle eliche viene disconnessa durante il volo di crociera per aumentare lautonomia di volo.

                                     

2. Caratteristiche

È stato verificato che i sistemi ad eliche controrotanti sono tra il 6% e il 16% più efficienti dei sistemi con una sola elica convenzionale. Di contro la soluzione risulta molto rumorosa con aumenti del rumore in asse, avanti e dietro, fino a 30 dB e lungo direzioni tangenziali di 10 dB. La maggior parte del rumore supplementare può essere misurata nel campo delle alte frequenze. Questo sostanziale problema di aumento del rumore limiterà la diffusione di questa disposizione delle eliche nelle applicazioni aeronautiche commerciali finché non verrà risolto. Una delle possibilità è quella di racchiudere le eliche in una cappottatura che le intubi. È anche valido sul fronte dellabbattimento del rumore laccorgimento di realizzare le due eliche con diverso numero di pale tra anteriore e posteriore, come per esempio: quattro pale per lelica anteriore e cinque per quella posta dietro la prima.

Lefficienza delle eliche controrotanti ha come contraltare una maggiore complessità meccanica del sistema. Per questa ragione la soluzione a eliche controrotanti per aerei o a rotori controrotanti per elicotteri è impiegata negli aeromobili militari e in applicazioni navali come i siluri dove la necessità di maggior manutenzione e i relativi aumenti dei costi non sono in alcuni casi il requisito prioritario.

                                     

3. Aerodine

Elicotteri

  • Kamov Ka-50
  • Kamov Ka-126
  • Kamov Ka-10
  • Kamov Ka-8
  • Kamov Ka-25
  • Kamov Ka-26
  • Kamov Ka-15
  • Sikorsky X2
  • Kamov Ka-27
  • Kamov Ka-18
  • Kamov Ka-20
  • PKZ 2
  • Sikorsky S-69
  • Kamov Ka-115
  • Kamov Ka-226

Convertiplani

  • Heinkel Lerche
  • Lockheed XFV
  • Hiller X-18
  • Convair XFY Pogo

Idrovolanti ed ekranoplani

  • Alekseev A-90 Orlyonok
  • Saunders-Roe SR.45 Princess
  • Convair R3Y Tradewind
  • Kawanishi E15K
  • Kawanishi N1K1 solo primo prototipo
  • Supermarine Seagull 1948
  • Macchi-Castoldi M.C.72
                                     

3.1. Aerodine Aerei

  • Bugatti 100P
  • Curtiss XP-60C
  • Blackburn B-54
  • Tupolev Tu-114
  • Avro 696 Shackleton
  • Tupolev Tu-95
  • Tupolev Tu-126
  • Northrop YB-35
  • Bristol Brabazon
  • North American XA2J Super Savage
  • Supermarine Seafire alcune varianti di tarda produzione con motore Rolls-Royce Griffon
  • Douglas XB-42 Mixmaster
  • Koolhoven F.K.55
  • Douglas XTB2D Skypirate
  • Supermarine Seafang
  • Antonov An-70
  • Tupolev Tu-91
  • Curtiss XP-62
  • Northrop XP-56 Black Bullet
  • Nakajima G10N
  • Antonov An-22
  • Douglas A2D Skyshark
  • Curtiss XBTC
  • Republic XP-72 solo secondo prototipo
  • SNCASO SO-8000 Narval
  • Supermarine Spitfire alcune varianti di tarda produzione con motore Rolls-Royce Griffon
  • Martin-Baker MB 5
  • Tupolev Tu-142
  • Latécoère 299A
  • Hughes XF-11 solo primo prototipo
  • Fisher P-75 Eagle
  • Boeing XF8B
  • Curtiss XF14C
  • Westland Wyvern
  • Kawasaki Ki-64
  • Bolkhovitinov S
  • Fairey Gannet
  • Arsenal VB 10
  • Short Sturgeon


                                     

3.2. Aerodine Elicotteri

  • Kamov Ka-50
  • Kamov Ka-126
  • Kamov Ka-10
  • Kamov Ka-8
  • Kamov Ka-25
  • Kamov Ka-26
  • Kamov Ka-15
  • Sikorsky X2
  • Kamov Ka-27
  • Kamov Ka-18
  • Kamov Ka-20
  • PKZ 2
  • Sikorsky S-69
  • Kamov Ka-115
  • Kamov Ka-226
                                     

3.3. Aerodine Idrovolanti ed ekranoplani

  • Alekseev A-90 Orlyonok
  • Saunders-Roe SR.45 Princess
  • Convair R3Y Tradewind
  • Kawanishi E15K
  • Kawanishi N1K1 solo primo prototipo
  • Supermarine Seagull 1948
  • Macchi-Castoldi M.C.72