Squartly ha chiesto in Auto e trasportiAerei · 6 anni fa

che vantaggi ha il motore a elica su quello a reazione?

il motore a turboventola è sicuramente più performante dei vecchi motori a elica. ma in generale questi conservono dei vantaggi?

sono di più semplice progetto?

meno costosi?

più silenziosi?

più resistenti?

consumano meno?

di più facile manovrabilità?

più duraturi?

4 risposte

Classificazione
  • 6 anni fa
    Risposta preferita

    Devo dire che stavolta Iceman oltre a precedermi ha anche già detto quasi tutto quel che potevo spiegare, lasciadomi poco lavoro da fare.

    potrei ad esempio spiegare una cosa che potrebbe sembrare o banale o incomprensibile cioè il perchè un motoelica accelera una massa di aria grande mentre un motore a reazione una massa piccola, la ragione sta nel diametro che per un'elica è molto maggiore rispetto al diametro ad esempio della presa d'aria di un motore a reazione che sia confrontabile: (la differenza si vede benissimo ad esempio confrontando le versioni di quegli aerei che sono prodotti con entrambi i tipi di motore come ad esempio il Dornier 328 )

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5d...

    http://www.acilucak.com/_img/executive-airliners/d...

    La ragione per la quale questo influisce sull'efficienza non è poi così complicato: la spinta si ottiene cambiando la quantità di moto del flusso d'aria, e la quantità di moto è proporzionale alla portata di massa per la variazione di velocità(fra a monte e a valle del motore) ma perchè si ottenga la variazione di quantità di moto serve una potenza, e la potenza che si consuma è proporzionale alla portata di massa moltiplicata per il quadrato della variazione di velocità. I consumi (quindi in generale il carburante consumato, ma potrebbe trattarsi anche di energia elettrica) dipendono dalla potenza. Quindi per avere la stessa spinta con il minor consumi conviene avere una grande portata di massa e quindi un motore dal grande diametro.

    Per quanto riguarda i vantaggi direi che i motori a pistoni sono in linea di massima meno costosi e di più semplice progettazione(esistono anche motori riadattati da motori automobilistici, motociclistici etc.). Sul fatto che la manutenzione sia meno costosa non sono convintissimo nel senso che a quanto mi risultava i motori a pistoni hanno intervalli fra due revisioni più brevi rispetto ai turboelica e costruttivamente sono più complicati(molte più parti in movimento fra pistoni, bielle, alberi, valvole etc.) però ad esempio i pezzi singoli sono più semplici nel senso che i pezzi raramente devono essere realizzati in materiali molto particolari e richiedono in genere lavorazioni meccaniche più semplici per essere realizzati. Invece un motore a turbina anche se è fatto di pochi pezzi essenziali come un disco del compressore, un disco della turbina e camere di combustione questi sono più complessi. Ad esempio le palette delle turbine devono essere in materiali molto speciali(per resistere alle forti sollecitazioni sia meccaniche sia termiche)ed hanno forme molto complesse e che non possono essere lavorati in modo semplice(quindi molto probabilmente i pezzi di ricambio jet sono nettamente più costosi dei ricambi per pistoni).

    Altra differenza è che i motori a pistoni sono in grado di funzionare in un intervallo ampio della manetta questo rende possibile utilizzare i motori a pistoni con l'elica fissa mentre i motori a turbina non hanno grandi escursioni e quindi un turboelica normalmente deve avere un'elica a passo variabile(che è usata comunque anche da molti motori a pistoni).

    un'altra differenza sta nel fatto che nella propulsione ad elica il motore produce potenza(non a caso dei motori a pistoni e turboprop si dice la potenza, normalmente espressa in HP, cioè "cavalli" ), mentre nella propulsione jet il propulsore produce spinta(non a caso per jet e turboventole non si parla mai di potenza in HP ma semmai di spinta espressa a seconda dei casi in libbre-forza, kg-forza, newton etc). può sembrare un distinzione da poco ma se pensi ad esempio che la potenza è forza per velocità (P=F*V) e quindi la forza è potenza diviso velocità (F=P/V) capisci che un motore ad elica che produce una potenza fissa fornisce quindi una spinta molto grande a velocità molto basse ed è quindi molto adatto ad accelerare da fermo in poco spazio(cosa fondamentale per gli aerei a decollo corto STOL) mentre in un jet la spinta è costante e quindi la potenza aumenta con la velocità e sono quindi adatti per volare ad alte velocità ma non danno certo il loro meglio nell'accelerazione da fermo.

    Quindi se vuoi effettuare un collegamento ad esempio con un aeroporto con la pista corta(ad esempio su un'isola o in montagna) è molto meglio un aereo ad elica perchè ha corse di decollo più brevi

    Una ulteriore differenza sta nel fatto che i motori jet sono molto suscettibili alle ingestioni di corpi estranei quindi un pezzo di metallo sulla pista(ad esempio un bullone) può avere gravissime conseguenze per un motore jet mentre molto difficilmente i motori a pistoni ingestono oggetti esterni. quindi ad esempio per operare su piste non asfaltate conviene usare la propulsione ad elica.

    Se ti interessa approfondire ti allego un link che parla dei turboelica sia in confronto ai motori a pistoni sia in confronto ai jet che tratta un po' tutti gli aspetti.

  • 6 anni fa

    ....ebbene si. Nonostante sia molto più vecchio ed apparentemente meno tecnologico, il sistema di propulsione motore a pistoni-elica in alcuni casi è preferibile a quello a reazione.

    Partiamo da una formula: F=m x a, ovvero forza (spinta del motore) è uguale a massa (di aria che viene accelerata verso dietro) per l'accelerazione che gli viene imposta.

    Da questa formula discende che per ottenere la stessa spinta puoi agire in due modi:

    - accelerando di poco una grande massa d'aria (motoelica);

    - accelerando di tanto una piccola massa d'aria (motore a reazione)

    Dal punto di vista dell'efficienza è conveniente la prima, ovvero accelerare di poco una massa d'aria molto grande (ti prego, su questa mia affermazione fai un atto di fede, altrimenti se dobbiamo entrare nella spiegazione tecnica stiamo a scrivere fino a domani......).

    Di conseguenza, a parità di spinta, un motoelica sarebbe più efficiente di un motore a reazione.

    Il problema è che per limiti tecnici è difficilissimo costruire un motore a pistoni che abbia una potenza superiore a 3000 cavalli circa, quindi per potenze superiori è necessario per forza rivolgersi ai turboelica o ai motori a reazione.

    Inoltre c'è un altro limite tecnico, ovvero che la velocità periferica delle pale NON deve diventare sonica, pena l'insorgere di gravi problemi aerodinamici, per cui la propulsione ad elica può essere utilizzata massimo fino ad 800 km/h o poco più

    infine, le eliche perdono di efficienza alle quote elevate, dove l'aria è più rarefatta.

    La propulsione ad elica, tuttavia, vista la sua più elevata efficienza, rimane ancora preferibile per macchine di peso limitato, dove non serve una potenza esagerata, o non destinate a raggiungere elevate velocità.

    Ma non vuol dire che sia stata abbandonata, ad esempio il recente A400M Grizzly/Atlas utilizza dei turboelica.

    I motori a pistoni, poi, rispetto ai motori a reazione hanno questi vantaggi:

    - costo minore

    - consumo minore

    - progettazione più facile

    - manutenzione più economica

    Un'ultima cosa: in questa sezione c'è un utente, Sparviero, che è ingegnere aeronautico e fornisce sempre risposte molto tecniche e molto precise.

    Ti suggerisco di aspettare anche la sua risposta, vedrai che saprà darti anche lui informazioni molto utili.

  • 6 anni fa

    Che vantaggio ha un motore ad elica su di uno a turbina quando si atterra in acqua per emergenza?

    Perchè gli aerei non sono costruiti bilanciati come l'Ekranoplane? E perchè i motori a turbina non hanno una rete davanti per no permettere agli uccelli di bloccare i motori? Se il gelo fosse un problema la rete potrebbe avere resistenze per riscaldarla. O mi sbaglio?

  • 6 anni fa

    Da quel che ne so, i motori a turboventola sono fatti di tante eliche sovrapposte che girano in senso contrario dentro il cilindro. Consumano di più, e sono ovviamente molto più potenti. Di certo sono più resistenti e anche più duraturi. È la tecnologia amico..

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