Perché le eliche, sull'ala, di norma davanti?

[Valerio Ricciardi]

Qualcuno mi sa edurre delle ragioni teoriche - quindi basate su precisi aspetti termodinamici, aerodinamici e prestazionali - che han fatto sì che gli aerei con eliche propulsive siano nella storia così rari rispetto a quelle traenti?
Ovviamente parlo dei casi in cui
1) i motori sono sulle ali
2) i motori NON sono a pistoni e magari anche radiali (in quel caso posso immaginare che il flusso dell'elica sia più efficiente, specie prima di raggiungere velocità di crociera, per il raffreddamento nella soluzione traente rispetto a quella propulsiva)

Insomma, chi ha messo le eliche davanti nei Douglas a pistoni, nei vari B-24, B-29, B-50, Britannia e Viscount sino agli ATR e ai Saab debbo immaginare che avesse delle buone ragioni; ma non posso presumere che chi le ha messe dietro il bordo d'uscita del B36 o delle ali volanti Northrop fosse sciocco...

[Almost Blue]

Non sono un esperto, ma credo che si tratti della ricerca della miglior efficienza aerodinamica, per andare più veloce, più in alto e più lontano.
Credo che i plurimotori esistono sia per motivi di potenza richiesta, sia per motivi di sicurezza. Nessuno costruirebbe un plurimotore se potesse fare un monomotore con caratteristiche pari a quelle del plurimotore ed avendo un propulsore che è certo al 100% che non si spenga mai. Se io avessi un motore di enorme potenza tale per cui me ne basta uno solo e che non pianti mai, mi basterebbe metterlo sull'asse longitudinale del velivolo e lascerei in pace le ali. (O almeno credo).
Moltiplicandosi il numero dei motori (2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, ecc...) è necessario metterli da qualche parte, in genere sulle ali o sopra di esse. Le gondole dei motori offrono resistenza aerodinamica e più sono, peggio è. Infatti, qualche progettista, dovendo pensare ad un bimotore, scelse la formula con entrambi i motori in fusoliera e con un' elica traente davanti ed un'elica spingente dietro, proprio per non offrire più resistenza aerodinamica del dovuto, come per esempio sul Cessna-337 (che i piloti in Vietnam chiamavano affettuosamente "io tiro-tu spingi") e sul Dornier Do-335 Pfeil, che tra l'altro risultò uno dei più veloci aerei a pistoni che si siano mai visti. Se voglio un aereo che mi voli a 12.000 metri, con 21 tonnellate di bombe, 80 di carburante, il tutto a 600 Km/h, se non ho un turbogetto all'altezza, ma solo pistoni, bisogna che inizio a ricercare la massima efficienza aerodinamica. Gran parte della sagoma frontale di una gondola motore di un elica spingente viene "mascherata" dal profilo dell'ala (che nel B-36 era enorme, avendo al suo interno un corridoio alto due metri e trenta), inoltre penso che in un B-36, il bordo d'attacco dell'ala non sia disturbato dalla turbolenza delle eliche (che infatti sono dietro) ed inoltre, probabilmente, le eliche spingenti potrebbero risucchiare l'aria verso l'indietro, migliorando ancora di più l'uniformità del flusso sopra e sotto le ali. E' possibile che così, a parità di potenza, un'ala vada più in alto e più veloce.
Aerei come il B-29, o il B-24, vengono da un'altra epoca: mica dovevano scappare a gambe levate per evitare di rimanere coinvolti nell'esplosione nucleare della bomba da essi stessi sganciata, come invece era richiesto al B-36 ed inoltre non avevano bisogno di andare così in alto e così lontano. Infatti, su un aereo che mi va a soli 300 Km/h, se mi dimostra di poter salire e trasportare il suo carico bellico senza problemi, io, entro certi limiti, dell'aerodinamica me ne frego. Lo riempio di mitragliatrici e lo mando in giro sempre insieme con un centinaio di suoi simili per moltiplicare le bocche da fuoco e finisce qui. Il B-36 invece era aerodinamicamente molto curato. Inizialmente aveva anche un muso completamente vetrato, come il B-29, ma devono aver deciso che non era il massimo e fecero il tettuccio a goccia in cima alla fusoliera.
Quindi io credo che l'elica spingente sia aerodinamicamente più "raffinata" di quella traente. E comunque è tutto un discorso di potenza insufficiente: è per questo che mettevano così tanti motori su un aereo solo, moltiplicando i problemi aerodinamici. Non a caso, sul B-36 dovettero poi aggiungerci anche quattro turbogetti sotto le ali per tenerlo al passo con i tempi e nonostante tutto l'aereo rimase in servizio circa solo per 11 anni.
Un aereo di cui pensavo si sentisse molto più parlare è invece il Piaggio 160, che dicono essere veloce come un jet, ma di cui non se ne vede tanti, o magari mi sbaglio.

[Ashaman]

Il Piaggio di cui parli, turboprop ad eliche spingenti e veloce quasi quanto ("quasi" essendo la parola chiave) un bizjet, è il 180, la serie 160, pur avendo anch'essa le eliche spingenti assieme alle sue belle ali dalla tipica forma "a gabbiano", non ha fama di essere altrettanto veloce, almeno che io sappia.

La soluzione delle eliche traenti o spingenti poi è sempre stata alquanto spinosa. Uno dei primi aerei ad elica spingente attivamente usato, sebbene per poco, fu realizzato durante la prima guerra mondiale dagli inglesi che, a differenza dei loro antagonisti germanici, all'epoca ancora non avevano meccanismi di sincronizzazione delle mitragliatrici con l'elica, per poter sparare attraverso il disco dell'elica senza correre il rischio di danneggiare questa in volo (non la migliore cosa che possa accadere ad un aviatore su un aereo con un solo motore), anche se il primo aereo in assoluto ad eliche spingenti fu proprio il Flyer, l'aereo del fratelli Wright.

Negli aerei che vennero poi, l'elica venne messa davanti più che altro per dare, come già accennato, una misura di raffreddamento ai motori a ciclo otto, rinomati tutt'oggi per la loro scarsa efficienza termodinamica eppure sempre sulla cresta dell'onda, quando l'aereo era a terra a basse velocità. Nel B29 da te citato poi, il fatto era ancora più marcato, che con i suoi per l'epoca quasi sperimentali R-3350-23, dotati complesso sistema di compressori combinati meccanici a due velocità (di tipo volumetrico, per usare un termine automobilistico) e turbo che, col loro sforzo combinato a soffiare aria in pressione nei 18 cilindri per motore, permettevano all'aereo una quota di tangenza operativa massima di 40.000 piedi, estremamente critici nel raffreddamento a tutti i regimi e soprattutto in decollo, che fecero il B29 rinomato per essere un aereo nel quale dopo il decollo i piloti dovevano cercare di acquisire innanzitutto velocità, per tenere i motori raffreddati, invece che quota come nel caso della quasi totalità degli altri aerei.

Ed è infatti è abbastanza noto a tutti quelli che ne conoscono la storia che il B36 agli inizi aveva avuto problemi di raffreddamento anch'esso ai suoi sei "pannocchioni" R-4360 (dovuto non solo alle eliche spingenti, ma anche alla forma delle prese d'aria, che nell'aria sottile degli oltre 40.000 piedi ai quali l'aereo viaggiava [ci sono storie in giro che asseriscono che quegli aerei abbiano toccato quasi i 50.000 piedi di quota, durante le loro missioni, grazie alle loro ali estremamente efficienti] non supplivano sufficiente flusso refrigerante), e che la versione B del B36 (mai realizzata e sostituita dalla versione C, con jet pods sotto la punta delle ali) doveva avere le eliche traenti, per potere sfruttare il sistema jet stack per incrementare le prestazioni generali dell'aereo.

Fatto sta che con l'arrivo delle turbine, che sono auto-refrigeranti, questi problemi sono passati in secondo piano, allora perché?

Beh, l'elica traente offre altri vantaggi a parte il raffreddamento di quello che si trova nel flusso d'aria da questa mossa. Uno di questi vantaggi è che l'elica davanti muove l'aria sopra e sotto le ali a una velocità abbastanza sostenuta anche quando l'aereo sta viaggiando a basse velocità, e se opportunamente sfruttato, questo effetto può far ridurre considerevolmente la corsa di decollo e di atterraggio dell'aereo (non è infatti un caso che la maggioranza dei moderni STOL siano ad elica, e di tipo traente). Inoltre, il flusso d'aria mosso dall'elica può essere utilizzato per smorzare alcuni degli effetti effetti dinamici della rotazione dell'elica stessa (effetti ovviamente più marcati in un aereo a singolo motore) che tendono a far sbandare l'aereo verso sinistra, prendendo opportuni provvedimenti aerodinamici, e ovviamente se questo flusso d'aria dell'elica manca perché detta elica è stata montata in coda, si dovranno trovare altri sistemi per fare altrettanto, almeno a bassa velocità.

Insomma, i due sistemi (elica traente e elica spingente) offrono entrambi vantaggi e svantaggi. La scelta di quale dei due adottare è tutta progettuale.

[sigmet]

Con le eliche spingenti elimini l'antighiaccio alle eliche, vuoi mettere?

[Valerio Ricciardi]

Inoltre, il flusso d'aria mosso dall'elica può essere utilizzato per smorzare alcuni degli effetti effetti dinamici della rotazione dell'elica stessa (effetti ovviamente più marcati in un aereo a singolo motore) che tendono a far sbandare l'aereo verso sinistra, prendendo opportuni provvedimenti aerodinamici, e ovviamente se questo flusso d'aria dell'elica manca perché detta elica è stata montata in coda, si dovranno trovare altri sistemi per fare altrettanto, almeno a bassa velocità.

...per un senso di rotazione dell'elica, visto dal punto di vista del pilota... ?

[Valerio Ricciardi]

Con le eliche spingenti elimini l'antighiaccio alle eliche, vuoi mettere?

Brutto disgraziato , scrivi una cosa del genere ad un incolto come me e poi non la giustifichi con due paroline due semplici semplici che lo mettano in condizione di intuire speditivamente un concetto?

Aspetta che ti becchi su un ramo dello scibile di cui dopo tanti anni mastico decentemente e tu orecchi......

[sigmet]

Ashaman, prima di scrivere che ho detto un inesattezza, perche non ti informi?

http://www.smartcockpit.com/data/pdfs/p ... iption.pdf

[Ospite]

La prima cosa che mi viene in mente è l'aumento di portanza sull'ala.

[JT8D]

Con le eliche spingenti elimini l'antighiaccio alle eliche, vuoi mettere?

Brutto disgraziato , scrivi una cosa del genere ad un incolto come me e poi non la giustifichi con due paroline due semplici semplici che lo mettano in condizione di intuire speditivamente un concetto?

Aspetta che ti becchi su un ramo dello scibile di cui dopo tanti anni mastico decentemente e tu orecchi......

Semplicemente perchè sono investite dal flusso caldo di scarico dei motori .

Per Ashaman: io ti ho rimosso il post in cui dicevi che sigmet ha scritto un'inesattezza e che era un'assurdità ciò che aveva scritto.
Così ti ho evitato una figuraccia. Però, ascolta me.... non so se ti basteranno due vite per raggiungere la competenza, le conoscenze e la professionaltià di sigmet. Quindi la prossima volta, magari, prima di scrivere pensaci e informati bene .

Paolo

[Ashaman]

Cedo alla violenza, sia qui che sull'altro thread, e li lascio solo a voi. Ma voglio solo far notare prima di chiudere che il fatto che UN aereo non abbia un sistema antighiaccio sulle eliche spingenti questo non significa che TUTTI debbano fare lo stesso come legge. Se vuoi, leggiti la storia operativa del B36, aereo dove gli scarichi NON erano sufficienti a mantenere le eliche prive di ghiaccio.

Poi, se per il fatto che ho avuto la sfrontatezza di risponderti e sostenere le mie tesi mi vuoi bannare... è nel tuo diritto.

[Luke3]

Considera pero' la differenza nella temperatura dei gas di scarico di una turbina rispetto a un motore a pistoni, credo che sigmet sottointendesse l'uso di un turboprop, poi non so se in passato e' esistito un aereo a pistoni con eliche spingenti che non avesse bisogno di antighiaccio per l'elica

[noone]

Beh a parte il tono di Ash che magari era da rivedere così come ha scritto Sigmet pare che TUTTI gli aerei con configurazioni spingenti non abbiano bisogno di de-ice, è così?