faretesto > scienza.* > scienza.fisica

Soviet_Mario (28.11.2019, 13:54)
Ieri, ispirato dal costo di un drone a 4 eliche, in ABS, mi
sono chiesto se si potessero fare eliche in materiale
"elastico" abbastanza antiurto.

Il passo successivo delle elucubrazioni è stato invece
ispirato dalle "bolas"
non so se e come si chiami esattamente : cmq l'idea di avere
un vincolo iperflessibile, inestensibile lungo l'asse e
puramente "tensile", con una massa periferica che in modo
centrifugo lo mantenga teso, orientato "spontaneamente"
rispetto al mozzo

dopo una fase iniziale di avvio la cui dinamica e fisica mi
sfugge completamente (anche se lo so FARE a mano e lo faccio
spesso per svuotare bene le gomme per innaffiare o altro), e
che probabilmente imprime direttamente una certa componente
iniziale di moto radiale e non si limita a trasmettere
"coppia torcente", noto che i sistemi si distendono abbastanza

a occhio non so valutare affatto il profilo geometrico e il
raggio massimo raggiunto da una certa lunghezza di "cavo",
né in che misura dipenda dalla distribuzione di pesi.

MI SEMBRA (ma ripeto è una valutazione grezza a occhio di
una sagoma in movimento traslucida, appannata dalla
persistenza retinica), che un tubo spessotto e omogeneo,
senza zavorra, tenda a svolgersi parzialmente e assumere una
posizione un po' curva (non so se il profilo sia una sorta
di spirale o che altro).
Mentre se uso un pesetto di ferro massiccio ed un cavo di
spago leggerissimo, la fase di avvio è diversa (richiede di
compiere non solo torsioni col polso ma proprio orbite,
ossia avere un mozzo che bascula anche) e successivamente
sembra che il cavo sia praticamente radiale oppure cmq
rettilineo e tangente all'orbita di cialoccamento del mozzo.

In sostanza la fisica sotto non la capisco, ma diciamo che
il sistema funziona abbastanza in configurazioni iniziali
molto diverse, e che sempre si ottiene uno srotolamento
spontaneo del vincolo tensile con movimenti opportuni,
LIMITATI, del mozzo.

CIO' PREMESSO, mi sono chiesto se si potesse costruire un
elica capace di dare portanza sulla base di un simile sistema.
Ad es. avendo delle lame alari auto posizionanti (diciamo un
paio, con anche più fili a testa)

alcuni profili con la coda frenante si autoorientano (tipo
la "palla" da volano o da badminton), ma qui servirebbe una
capacità di orientamento non in una sola direzione bensì
anche capace di orientarsi alto basso.

altra cosa sarebbe : per questioni di vibrazioni, potrebbero
anche crearsi instabilità tali che l'angolo tra le due masse
deviasse da 180° (in tal modo si innsescherebbe un processo
di vibrazione auto amplificante => più deviazione più
vibrazione, e se le pale viaggiassero vicine e accodate da
un solo lato chissà se la portanza resterebbe .... boh.

Un moto sbilanciato lo fanno certi semi aerei con le alucce
asimmetriche, scendono piano, ma spiraleggiando, la portanza
si crea per il fatto che la conservazione del mom. angolare
del seme tende a opporsi all'accelerazione della rotazione,
quindi scende galleggiando pure con una sola aletta che
porta. Ma non sarebbe un assetto utile in un drone : il
corpo deve avere orientamento stabile non ricevere coppia
dal propulsore diciamo, o cmq non QUEL tipo di coppia che
crea anche rollio / beccheggio, solo "imbardata pura".

all'imbardata si risolve o con elica di coda o con due
rotori controrotanti (come fa il bellissimo elicottero Kamatz)

insomma .... che ne pensate dell'idea delle eliche "tensili"
? Potrebbe esistere qualche geometria della massa periferica
tale da generare portanza e stabilizzarsi in tale aspetto ?
(sono ammessi anche più fili di diversa lunghezza, per
quanto sicuramente complicherebbero la fase in avvio per
attorcigliamenti e altro, facciamo finta di niente. E' pure
accettato sia un meccanismo di lancio a molla e ritiro
progressivo come nel mulinello da pesca, insomma non
dovrebbero per forza essere ali legate da fili totalmente
autonome nel raggiungere la posizione a regime in ogni fase)

Accettabile anche la presenza di un rotore con un
"rocchetto" di altezza non trascurabile, per avere funi
oblique che magari aiutano a trovare un assetto più stabile
dell'ala

ah : se mi sono spiegato male, preciso che a differenza
delle pali convenzionali, che hanno giacitura RADIALE,
queste ipotetiche eliche tensili avrebbero solo cavi
radiali, ma le ali sostanzialmente a sviluppo "TANGENZIALE"
(magari con angolo regolabile da funi multiple, boh)

ciao buon rompicapo
Franco (02.12.2019, 22:45)
On 11/28/19 12:54, Soviet_Mario wrote:

> insomma .... che ne pensate dell'idea delle eliche "tensili" ?


Le pale del rotore principale di un elicottero funzionano essenzialmente
per effetto tensile della forza centrifuga, altrimenti non riuscirebbero
a tenere su il velivolo. Anche alcune pale di eliche retraibili si
aprono grazie alla forza centrifuga, ma sono pale rigide.

Mettere dei fili che si muovono nell'aria e` una cattiva idea, generano
molta resistenza: nei vecchi biplani con i cavi tesi in diagonale fra le
due ali, la resistenza aerodinamica dei cavi era enorme (ma non si
potevano evitare).

Ho dei problemi a visualizzare che cosa proponi, puoi fare un disegno?

Franco
Soviet_Mario (03.12.2019, 00:50)
Il 02/12/19 21:45, Franco ha scritto:
> On 11/28/19 12:54, Soviet_Mario wrote:
>> insomma .... che ne pensate dell'idea delle eliche
>> "tensili" ?

> Le pale del rotore principale di un elicottero funzionano
> essenzialmente per effetto tensile della forza centrifuga,
> altrimenti non riuscirebbero a tenere su il velivolo. Anche


interessante, non ci avevo mai pensato, ma ora che mi ci fai
pensare deve essere vero.
Immaginare di posarlo fermo sospeso dentro un'enorme tazza
in modo che poggi solo sulle pale, presumo spezzerebbe
subito gli attacchi al mozzo per flessione pura.
Ma come dici ruotando vengono fortemente tirate in orizzontale

> alcune pale di eliche retraibili si aprono grazie alla forza
> centrifuga, ma sono pale rigide.
> Mettere dei fili che si muovono nell'aria e` una cattiva
> idea, generano molta resistenza: nei vecchi biplani con i
> cavi tesi in diagonale fra le due ali, la resistenza
> aerodinamica dei cavi era enorme (ma non si potevano evitare).
> Ho dei problemi a visualizzare che cosa proponi, puoi fare
> un disegno?


no, non ho assolutamente idea, è una sorta di visione molto
confusa

in realtà avevo scritto di una sorta di strumento da suonare
come un tubo a vento ma fatto roteare, secoli fa ...
inizialmente l'idea non era stata di generare portanza, ma
di farlo fischiare come un'ancia orientata con fili di
controllo e frizioni.
Non sapevo che i fili facessero tanta resistenza, ma non
conosco quasi niente di aerodinamica, e niente di esatto
Discussioni simili