Motori aeronautici

Q

▪ “ull’asse delle as isse si ha l’adva e

aio e la velo ità di volo.

▪ “ull’asse delle o di ate si ha o il

oei ie te di oppia e la pote za

asso ita Q� i ui o paio o le

de sità dell’a ia e la de sità dell’a ia

�

a livello del a e si ie e o to

�

0

della uota .

▪ Pe og i u va C , J possi ile

Q

ote e e la pote za asso ita dall’eli a

dai uota di olo, elo ità di olo,

dia et o D, gi i al i uto p .

Desig dell’eli a

I dei iiva l’eli a vie e p ogetata pe u a data spi ta, e a pa ità di spi ta, pe au e ta e l’ei ie za di

p opulsio e si può au e ta e il dia et o dell’eli a.

Tutavia, au e ta e il dia et o dell’eli a li itato dai segue i fato i:

- Pe dite ae odi a i he

- Dista za dell’eli a dal suolo e dalla fusolie a i go o . Ae ei più g a di ha o eli he più g a di e

i hiedo o più spazio pe de ollo e ate aggio le dista ze sta da d so o asso iate alle di e sio i

del velivolo .

- Li ii st utu ali: dia et i aggio i so o asso iai a aggio i fo ze e t ifughe.

Qui di, pe u a data spi ta:

➢ L’ei ie za p opulsiva au e ta ua do la po tata d’a ia au e ta e la dife e za di velo ità

di i uis e.

➢ La po tata d’a ia au e ta o l’i e e to dell’a ea f o tale dia et o dell’eli a .

U ’alt a i po ta te p o le ai a legata alle e issio i a usi he dell’eli a. Co e a ia o visto u o dei

li ii sul dia et o so o gli efei di o p i i ilità he i pata o su:

- Ei ie za ae odi a i a

La velo ità elaiva i a ivo può dive ta e supe so i a M>1 e la fo azio e di o de d’u to

pe alizza le pe fo a e la spi ta di i uis e e la oppia asso ita au e ta .

- E issio i a usi he

Le e issio i a usi he au e ta o all’au e ta e del Ma h al ip.

L’uilizzo di pale s eep, o e a ia o visto, o se te di o t olla e l’i li azio e dell’o da d’u to e

idu e il Ma h al ip.

Il u e o di pale i ge e e li itato a - :

- U u e o di pale aggio i i hiede u dia et o aggio e e u ozzo più g a de l’a ea f o tale

au e ta .

- All’au e ta e delle pale au e ta l’i te azio e f a di esse.

- Au e ta do le pale si ha u a oppia aggio e he i e e ta lo s i l t as esso al lusso. La

velo ità di s i l o o t i uis e alla spi ta e di fato pe alizza l’ei ie za p opulsiva.

U g a de u e o di pale usato pe le eli he o t o- ota i o le eli he i tu ate:

- U se o do oto e e upe a la velo ità di s i l, s a i a il lusso i di ezio e più assiale e i e e ta

la spi ta e l’ei ie za p opulsiva, i i izza do la velo ità ella egio e di s ia.

- La se o da eli a, allo stesso u e o di gi i, a ella la oppia di eazio e.

I tu oeli a oto i ad eli a o i tu ata ha o alta ei ie za p opulsiva pe volo su so i o

ode ata e te asso. Velo ità di volo < . e so o o peiivi pe voli a o to aggio i - o e .

�

Velo ità e altezze di volo aggio i i hiedo o l’uso di eli he i tu ate: tu ofa el volo alto su so i o e

tu ojet el volo supe so i o .

Eli he o t o ota i, fa o i tu ai u du ted fa s, UDF e ope oto , so o o peiivi a velo ità i to o

a M= . , a p ese ta o p o le i di si u ezza el aso di i pato o o pi este i e p o le i legai alle

e issio i a usi he.

For azio e di ghia io sulle eli he

La fo azio e di ghia io su u a pala dell'eli a p odu e u a sezio e del p oilo ala e della pala disto ta he

p ovo a u a pe dita di ei ie za dell’eli a.

Ge e al e te, il ghia io si a oglie i odo asi et i o su u a pala dell'eli a e p odu e s uili io e

vi azio i dist uive, i olt e au e ta il peso delle pale.

Siste i a i-i i g:

• U ipi o siste a he i lude u se atoio pe o te e e u a ali e tazio e di li uido a igelo es.: al ool

isop opili o e u a po pa.

Siste i de-i i g:

• U siste a elet i o di o t ollo del o gela e to dell'eli a osituito da u a fo te di e e gia elet i a, u

is alda e to a esiste za, u o t ollo del siste a e il a laggio e essa io.

I ter al o usio e gi es

P i ipal e te i oto i a o usio e i te a si divido o i oto i a due te pi e oto i a 4 te pi.

Nell’a ito ae o aui o l’uilizzo li itato a uelli a uat o te pi.

Ci lo operaivo del otore a o usio e i ter a

Aspirazione Il pisto e pa te dal pu to o to supe io e, dove a o tato o le valvole. I izia la fase di

dis esa ve so il pu to o to i fe io e. Du a te uesta dis esa la valvola di aspi azio e si

ap e e pe efeto dell’au e to di volu e ella a e a del ili d o, aspi a a ia. Qua do il

pisto e aggiu ge il pu to o to i fe io e la valvola si hiude e i is e la fase di

aspi azio e.

Co pressione-Co usione

Il pisto e sale e la is ela el ili d o vie e o p essa, au e ta o la te pe atu a e la

p essio e i o allo s oppio della s i illa al pu to o to supe io e. A uesto pu to

avvie e il p o esso di o usio e, he ge e a u a ia a e po ta a u au e to di

p essio e e te pe atu a. “u essiva e te si ha la fase di espa sio e e si p odu e lavo o

posiivo sulla supe i ie del pisto e.

Espansione Du a te la fase di espa sio e si p odu e il lavo o uile. Questa fase o segue za del

p o esso di o usio e, he po ta a u au e to di te pe atu a e p essio e. Alla i e la

valvola di s a i o si ap e e si p epa a a fa fuo ius i e i gas o usi.

Scarico “i ha lo s a i o fo zato he o se te di i izia e u uovo i lo.

PRINCIPALI PARAMETRI DEL MOTORE

Sposta ento totale cilindrata totale

o È uguale alla ili d ata u ita ia V pe il u e o di

ili d i ):

- D: dia et o del pisto e alesaggio

- s: o sa del pisto e s=R , dove R il aggio

di a ovella

- ): u e o di ili d i

Rapporto di co pressione volu etrico

o Dei ito o e il appo to t a il volu e ua do il ili d o al pu to o to i fe io e e il volu e della

a e a di o usio e:

All’au e ta e del appo to di o p essio e, au e ta o il e di e to te odi a i o e la pote za

sviluppata dal oto e.

Velocità edia del pistone

o - n : velo ità del oto e [ ivoluzio i/se o do] o i di e di esaspe azio e del oto e dal pu to di

s

vista e a i o i u oto e di u ’auto di Fo ula 1 olto alto, i u oto e ae o aui o

li itato dall’uso dell’eli a .

Potenza

o Pote za uile del oto e:

- : oei ie te di ie pi e to

� ��

- : assa d’a ia aspi ata el oto e

at

- : assa d’a ia he teo i a e te si pot e e aspi a e

aid

Potenza speciica

o Densità di potenza

o È u i po ta te pa a et o i a ito ae o aui o.

Pe au e ta e la pote za si può:

- I e e ta e l’alesaggio del oto e

- Au e ta e il u e o di ili d i

- Usa e o usi ile o pote e alo ii o più alto

- Agi e su sov ali e tazio e

λ ��

Le a ate isi he più i e ate ell’aviazio e so o:

- Alto valo e della pote za spe ii a; ui di alta pote za e asso peso

- Pote za i dipe de te dalla uota sappia o he o la uota, la de sità te de a di i ui e e

ui di la pote za a de es e e

- Mi i i o su i

- Pi ola a ea f o tale idu e peso e i go i

- Aida ilità e si u ezza

- “e pli ità di ost uzio e e a ute zio e

Car uratore

Il a u ato e app ese tò u a i po ta te i ovazio e, i ua to isolse il p o le a del is ela e to f a

a ia o u e te e o usi ile. Il pilota doveva se pli e e te ap i e u a valvola pe fa ade e

il o usi ile soto l’efeto della g avità.

Motore radiale a stella

“i t ata di u oto e o pato, di eta e te o tato sull’eli a.

Va taggi:

- Il oto e fa il e te af eddato i ua to o tato

di eta e te dove si ha l’eli a a ausa dello

sposta e to dell’ae eo .

- Nessu a e essità di af edda e to a li uido.

- Desig odula e: possi ile aggiu ge e u a se o da

stella sfasata ispeto alla p i a.

“va taggi:

- Elevato d ag f o tale

- “ov ali e tazio e o plessa da ealizza e

Motori a V o siste a di i iezio e

“u essiva e te si passò ai oto i o o igu azio e a V he ga a iva o u a aggio e sta ilità. Quesi

oto i so o af eddai a li uido il li uido o u elevato o se te di aspo ta e più alo e, ui di si

p

posso o aggiu ge e te pe atu e più alte e ge e a e più pote za .

I olt e, fu ealizzato u uovo siste a di i iezio e o i iezio e di eta el o doto di aspi azio e.

Ulteriori sviluppi ella te ologia dei otori a o usio e i ter a

I p i ipali p o le i i uesto ipo di oto i e a o:

- Va iazio e di de sità o la uota o segue te di i uzio e di spi ta e di pote za .

- Rius i e a disa oppia e la velo ità di otazio e dell’eli a da uella del pisto e.

- P ogeta e dei siste i si u i ed ei ie i di i iezio e del o usi ile.

Pe ius i e a ealizza e dei uo i oto i fu o o efetuai oli studi.

Car uratore

Nuovo a u ato e he fu zio a pe efeto ve tu i e i hia a o usi ile pe efeto del g adie te di

p essio e he si ea al passaggio di u a assa d’a ia.

I olt e, a he il siste a di i iezio e di fo da e tale i po ta za poi h ua do si sale di uota la de sità

di i uis e e si posso o ave e is ele t oppo i he i a e a di o usio e uesto pot e e po ta e

allo speg i e to . È ui di e essa io ave e u siste a he o se ta la egolazio e e o se ta di

avvi i a si al appo to ste hio et i o.

Sovrali e tazio e

La sov ali e tazio e tu o ha ge può esse e di due ipi:

Sovrali entazione eccanica

“i i t odu e u o p esso e sullo stesso al e o del oto e. Questa soluzio e vede le p op ie li itazio i el

u e o di gi i del oto e, i fai il o p esso e sof e l’elevato u e o di gi i e può a da e i o t o a

t aila e to o alo del e di e to .

Sovrali entazione tur oco pressa

“i uilizza o u o p esso e e u a tu i a su u a li ea dive sa da uella di aspi azio e; il o p esso e

osso dalla tu i a he a sua volta ali e tata o i gas di s a i o del oto e il o p esso e o p i e

l’a ia i i g esso al ili d o . All’au e ta e del u e o di gi i, il o te uto e talpi o della tu i a au e ta,

ui di si ha più pote za della tu i a e ui di au e ta la p essio e di ali e tazio e. Tutavia, il siste a

più o plesso.

La sov ali e tazio e app ese ta u a i po ta te i ovazio e i ua to o se te di au e ta e la pote za

e a ia o visto he all’au e ta e della uota la pote za di i uis e a ausa della iduzio e di de sità.

Consente di au entare la potenza e co pensare la variazione di densità dell’aria uando si varia la uota di

volo.

Pe au e ta e la pote za pot ei au e ta e il u e o di gi i n, a si av e e u i e e to delle pe dite

pe at ito.

P la pressione edia efeiva, ovve o il appo to t a il lavo o uile e la ili d ata esp i e ua to il

e

ili d o vie e sf utato i odo ei ie te .

Co la sov ali e tazio e si va a au e ta e P pe ave e u i e e to di pote za si go ia il i lo

e

i t odu e do u o p esso e sulla li ea di aspi azio e .

Co trollo e riduzio e delle vi razio i

“i studia o o a he siste i o pesi e o t appesi pe a ulla e le fo ze di p i o e se o do o di e: