Motori Brushless Per Sub Rc ?

[gepard *]

Ciao,

come ci si può districare nella giungla degli ennemilamilioni di modelli di motori brushless alla ricerca di quelli che si possono usare nei nostri modelli rc sub ?

 

Quali caratteristiche devono avere ?

 

Perché Inrunner ?

 

Perché outrunner ?

 

Quali precauzioni occorre prendere per farli durare il più a lungo possibile se si installano nella wet zone, fuori dal WTC ?

 

Montandoli in direct drive, volendo ottenere velocità in scala, è possibile regolarne del numero di giri ?

 

Oppure è necessaria una gear box?

 

ESC con reverse ?

 

Come influisce il tipo di batterie sul rendimento dei motori e sulle prestazioni del battello ?

 

Come influisce la scala del modello con le caratteristiche che devono avere i motori ?

 

Alcuni esempi di configurazioni motore brushless + ESC + batterie in base alla scala del modello ?

 

Alcune esperienze d'uso ?

 

Ad esempio, andreavcc, come hai scelto il tipo di motore e di ESC che hai montato sull'Astute 1/144 ?

 

Grazie per aver letto tutte queste domande, spero arrivino anche delle risposte che saranno utili per creare un tutorial per l'utilizzo di questi motori.

[andreavcc]

Ciao Gepard, è sempre un piacere "leggerti"

Proverò a darti qualche risposta ma considera che io in elettronica sono pari a zero...

Le caratteristiche del motore di un sub rc? Poco peso, piccolo, con elevata coppia e un numero di giri non troppo elevato.

Inrunner, motori con cassa fissa ed il solo alberino rotante. Hanno un numero elevato di kv ma bassa coppia. Inoltre, ora che mi ci fai pensare, data la loro forma sono difficili da manutenzione se montati in wet zone anche se è vero che non avendone mai provato uno qualcosa potrebbe sfuggirmi.

Outrunner, con cassa rotante solidale dell'alberino. Rispetto ai precedenti hanno kv minori e coppia maggiore. Comunque all'interno del segmento Outrunner rimane la regola maggiori kv=minore coppia.

Precauzioni se montati fuori da wtc? Se devi lasciare fermo il motore per un po di tempo, dopo averlo usato è buona norma una bella soffiata per espellere l'acqua dall'interno seguita da una bella lubrificata ai cuscinetti col wd40. Qui gli Outrunner son più comodi perché normalmente la cassa presenta numerose aperture per il raffreddamento, gli Inrunner non saprei ma non credo che siano agevoli da manutenzionare per via della cassa chiusa.

In direct drive è possibile avere un basso numero di giri all'elica, più la coppia è elevata minore sarà il numero di giri al minuto ottenibile. In caso contrario un gear box può essere utile, ma non e indispensabile.

Esc decisamente con reverse, perché tarparsi le ali.

Come influisce il tipo di batteria sul rendimento del motore? Secondo me è il motore con le sue caratteristiche che influisce sulla scelta della batteria. I motori brushless hanno un determinato numero di kv (kilovolt) che indica quanti giri fanno con un volt di corrente. Se un motore ha 1500 kv vuol dire che se alimentato con una lipo 2 celle può fare al massimo 1500*8,4 che è il voltaggio massimo dato dalla batteria post ricarica, quindi 12600 giri/minuto. Se alimentato con una 3s (12,6v Max) Può dare al massimo 18900 giri/min. Certo è che i motori non accettano di buon grado ogni voltaggio possibile... troppo pochi ed il motore non riesce ad andare in rotazione, troppi e si brucia come una cotoletta lasciata sul fuoco. Ogni motore nel suo datasheet riporta il numero di celle con cui alimentarlo correttamente, ricordando che per un sub rc non servono giri elevati all'elica.

Come influisce la scala del modello sulle caratteristiche del motore? Influisce molto, e qui molti possono dirtela lunga in merito... a parità di modello (facciamo un akula?) scala piccola elica piccola, scala grande elica grande. Maggiore è la superficie delle pale, maggiore dev'essere la coppia che il motore dovrà avere per ottenere X giri poiché maggiore è il lavoro. Senza considerare il differente coefficiente idrodinamico... Qui i "guru" sono Totiano e Ocean's...

Configurazioni motore+Esc+batteria a seconda della scala? Non posso esserti d'aiuto, essendo bestia nel settore agisco d'istinto :-D

Come ho scelto il motore per l'Astute? Ho usato una linea semplice... mi serviva un motore con bassi kv (coppia alta) e per il momento ho trovato un 840kv a Hong Kong,ed uno da 1100kv su hobbyking, e visto che mi serviva alla svelta si è aggiudicato la commissione il secondo. L'Esc lo scelgo a seconda dell'amperaggio massimo assorbito dal motore (da datasheet) quindi se chiede 30A l'esc dev'essere capace di erogare 30A. Per la batteria tu sai meglio di me la scarica massima che può erogare una lipo di picco e continua quindi…

 

Edit: 980 kv a Hong Kong, 750 kv su hobbyking

Modificato 19 Settembre, 2018 da andreavcc

[gepard *]

Wow, spiegazione spettacolare, grazie mille Andrea.

 

Approfondendo ulteriormente la ricerca ho trovato in un thread di un forum qualcuno che spannometricamente dice che il diametro del motore outrunner in direct drive non deve essere inferiore al diametro dell'elica ma è nel post successivo che ho trovato una vera chicca: un esempio numerico per il dimensionamento del motore di un modello in scala assumendo in scala anche la dimensione dell'elica e la potenza sull'asse, ovviamente conoscendo questi dati del battello reale.

 

Ecco l'estratto originale dal forum in cui ho trovato l'informazione:

 

"Matching prop size to motor is almost working backwards. If you're working from plans, those should indicate the prop size.

 

Do you know the Shaft Horse Power rating of the full size vessel; or one of the same size. Convert the SHP number to Watts and scale that down. You might be able to find a motor with a Watt reading that's close enough.

 

Here's the formula that I use:

Prototype SHP x 746 (converts SHP to Watts)

Prototype Watts divided by the cube of the scale = Model Watts

Since we can't scale down water, add about 15% to the model Watts."

 

Prendendo ad esempio un Akula, secondo https://www.hazegray.org/worldnav/russia/submar.htm#ssn:

 

Akula II: 1 shaft, 47,600 shp, 33 knots

 

Quindi:

 

Watt reali: 47600[shp] * 746 = 35509600[Watt]

 

Watt in scala (ad esempio 1:144): 35509600 / 144^3 = 11.89[Watt]

 

Watt aumentati del 15% per compensare l'acqua: 11.89 * 1.15 = 13.675[Watt]

 

Quindi, secondo questi calcoli, occorre un motore che eroghi circa 14 Watt per fare in modo che un modello in scala 1:144 di un Akula II raggiunga una velocità (in scala) di 1.4 m/s ( 33kn / √144 = 2.75kn ~= 1.4 m/s )

 

Spero in qualche esperto di buona volontà che controlli e verifichi teoria e calcoli...

[Ocean's One*]

Ciao Gepard.

Innanzitutto grazie di aver proposto questo interessante argomento.

In merito alla formula che riporti, ed in generale al tema della potenza e della velocità in scala, io potrei certamente darti un mio contributo.

Solo che... Sarebbe pieno di fisica e di formule.

Anche semplificando e cercando di spiegarlo il più chiaramente possibile, sarebbe comunque un bel "malloppo".

Sicuro di volerlo sentire?

[Iscandar]

IO si, ed ho anche una domanda al nostro camillino... ma il motore outrunner come lo rendi solidale con lo scafo? grazie

[gepard *]

Sicuro di volerlo sentire?

 

Beh, da un punto di vista strettamente culturale sì

 

Da un punto di vista pratico / modellistico probabilmente scendere troppo in dettagli teorici potrebbe spaventare gli appassionati che preferiscono sporcarsi le mani con strumenti meccanici più che con quelli matematici...

 

Diciamo che per iniziare potrebbe essere utile sapere se quel calcolo ha "ingegneristicamente"/"spannometricamente" senso oppure è una castroneria totale.

 

Per gli approfondimenti fisici/matematici si può arrivare un po' alla volta.

 

IO si, ed ho anche una domanda al nostro camillino... ma il motore outrunner come lo rendi solidale con lo scafo? grazie

 

Ho trovato un'immagine che mostra come è fatto all'interno un brushless di tipo outrunner:

 

 

A sinistra è rappresentato lo statore che può essere fissato allo scafo o al WTC tramite bulloni ed è la parte centrale, interna e immobile del motore

 

A destra c'è il rotore, la parte esterna del motore, la scocca, che è un corpo unico con l'asse di rotazione quindi è la parte che va fissata all'elica.

 

Altra immagine:

 

 

1,4,5,6 sono sul rotore

 

2,3,7,8,9,10 sono sullo statore

 

Il motore viene fissato allo scafo/wtc o tramite i fori delle viti indicate da 2 oppure tramite la flangia che in 3 è fissata allo statore con le viti nei fori 2

[andreavcc]

...dice che il diametro del motore outrunner in direct drive non deve essere inferiore al diametro dell'elica…

 

uhmmmm la cosa non mi convince neanche spannometricamente, altrimenti

dovrebbe montare il motore di una lavatrice . Quest'altro modello monta un motore outrunner da 35mm mentre l'elica è più grande…

 

...Sicuro di volerlo sentire?

 

si si

 

 

IO si, ed ho anche una domanda al nostro camillino... ma il motore outrunner come lo rendi solidale con lo scafo? grazie

 

ci sono dei supporti per poter fissare i motori ad una paratia. I fori di fissaggio sono standard in base alla dimensione del motore. Fin'ora ho comprato solo due motori outrunner ed in entrambi i casi mi hanno fornito il supporto a corredo

[Iscandar]

Grazie ragazzi, per la spiegazione è sempre si

[Ocean's One*]

Va bene, eccovi allora una trattazione un po’ più scientifica.

Cercherò di essere il più chiaro possibile, ma voi non dite che non ve l’avevo detto…

 

(nota: consentitemi anche di usare “radq” per radice quadrata, non sono sicuro che il simbolo venga copiato bene in quest’editor)

 

 

 

POTENZA

(chi non apprezza la fisica può saltare direttamente al paragrafo “VELOCITA’”)

 

La potenza motrice deve bilanciare la potenza resistente per effetto idrodinamico.

Per definizione:

potenza resistente = forza resistente x velocità

e inoltre:

la forza resistente idrodinamica è proporzionale alla sezione frontale e alla velocità al quadrato.

ma visto che tutte le lunghezze sono proporzionali al fattore di scala, allora:

la forza resistente è proporzionale al fattore di scala elevato alla 4a potenza

la velocità è direttamente proporzionale al fattore di scala

Quindi :

la potenza resistente è proporzionale al fattore di scala elevato alla 5a potenza

Questa è la formula “teorica”, basata sulle pure definizioni della fisica.

 

Però il testo citato da Gepard riporta una formula “pratica” diversa:

la potenza resistente è proporzionale al fattore di scala elevato SOLO alla 3a potenza !!!

Perché?!?

In questo modo la potenza dell’Akula ridotto in scala risulterebbe 144x144 = circa 20000 volte più grande di quella della formula teorica di cui più sopra.

Sorprendentemente, però, IL RISULTATO DELLA FORMULA PRATICA E’ MOLTO PIU’ VEROSIMILE DELLA PURA TEORIA! Infatti, 15 Watt sono una potenza ragionevole per un modello in scala 1:144 (poi è vero che i motori di solito sono più potenti, ma mica devono per forza usare tutta la potenza disponibile; possono anche girare un po’ più rilassati…)

Invece, il calcolo teorico con il fattore di scala elevato alla 5a potenza darebbe un valore minimo, circa pari a 1 milliWatt, e palesemente fuori luogo.

 

In conclusione, la formula pratica del testo citato è verosimile: la terza potenza del fattore di scala si può usare abbastanza bene, anche se sembra non trovare una vera giustificazione fisica.

In realtà, il motivo di tutto ciò è semplice: la velocità del modello NON viene esattamente riprodotta in scala, come vedremo ora.

 

 

VELOCITA’

Torniamo al caso dell’Akula (e concedetemi qualche arrotondamento)

Battello vero = 50000 Hp, 33 nodi = 60 km/h = 17 m/s di velocità

La formula pratica del testo trovato da Gepard impone di ridurre la velocità di un fattore pari alla radice quadrata (?!?) del fattore di scala.

Visto che radq(144) = 12, la velocità va ridotta di 12 volte, quindi:

Modello come da formula pratica = 33 nodi / 12 = circa 3 nodi = 5,4 km/h = 1,4 m/s di velocità

 

Però, in teoria, la velocità è una lunghezza diviso un tempo, e le lunghezze vengono ridotte di 144 volte per il fattore di scala, quindi anche la velocità dovrebbe essere di 144 volte meno, ovvero:

Modello “ligio alla teoria” = 33 nodi / 144 = circa 0,23 nodi = 0,4 km/h = 0,1 m/s di velocità

La velocità è bassissima, anche se soddisfa il seguente, preciso requisito teorico.

Pensiamo all’Akula vero: alla massima velocità, percorre la sua intera lunghezza in circa 6 secondi. Quindi, in un mondo puramente teorico, anche il modello in scala dovrebbe percorrere la sua lunghezza esattamente in 6 secondi: ecco perché il perfetto calcolo ideale dice che ci serve solo una velocità di una decina di cm al secondo e non di più.

Commento al modello “ligio alla teoria”: bello, estremamente realistico, ma di una NOIA MORTALE!!!

Chi vorrebbe pilotare un modello del genere?

 

Ecco perché quasi nessuno riproduce in scala le velocità del battello reale, ma la aumenta: a tutti noi piace avere un modello che si muove in modo dinamico almeno sui 2-3 nodi.

Questo avviene se applichiamo la formula pratica, come abbiamo visto sopra. Poi, evidentemente per andare più veloce serve maggiore potenza, ed ecco spiegata anche la formula pratica per la potenza.

 

Adesso però potreste calcolare che il modello percorre la sua stessa lunghezza in un tempo di soli 0,5 secondi e non più in 6 lunghissimi secondi!

Poco male, è meglio divertirsi con un po’ di velocità in più che vedere un modello troppo realistico che si muove con la pigrizia di un vero battello di 10000 tonnellate, non trovate?

_________

 

(Parentesi: ma allora perché in molti i film i “modelloni” di sottomarini sembrano muoversi in modo così lento e realistico, percorrendo la loro intera lunghezza durante inquadrature lunghe una decina di secondi? Risposta: il regista ha ripreso la scena a velocità rallentata. E sapete di quanto l’ha rallentata? Proprio della radice quadrata del fattore di scala. In pratica, HA RIPRODOTTO IN SCALA ANCHE IL TEMPO!!!

Chiudo la parentesi)

_________

 

Concludendo, vi confermo quanto segue.

Va bene la formula “pratica” della riduzione della potenza con il fattore di scala elevato alla terza potenza (voi però metteteci un motore di potenza almeno doppia o tripla per non tirargli il collo).

Va anche bene la formula “pratica” della riduzione della velocità attraverso la radice quadrata del fattore di scala, che potete usare per i modelli di qualsiasi scala:

- Scala 1:35 => velocità reale ridotta di circa 6 volte

- Scala 1:72 => velocità reale ridotta di 8,5 volte

- Scala 1:100 => velocità reale ridotta di 10 volte

- Scala 1:144 => velocità reale ridotta di 12 volte

- Scala 1:350 => velocità reale ridotta di 18,5 volte

(eccetera…)

 

Fra l’altro, sapendo la velocità da raggiungere, ne segue che il passo dell’elica e il numero di giri del motore sono legati fra loro:

Velocità (cm/s) = Passo (cm/giro) x numero di giri al minuto/60.

(ricordate però di usare un passo reale pari al passo teorico dell’elica ridotto del 30% per effetto del regresso, ed anche di non fare questo calcolo in caso di palese cavitazione, con motore a 10000 rpm!!!)

 

Infine, ecco un metodo “alternativo” per la scelta del numero di giri dell’elica, basato sulle precedenti considerazioni.

Se scegliamo potenza e velocità con le formule “pratiche” di cui sopra, in pratica stiamo facendo “girare il filmino” molto più velocemente, accelerandolo di un numero di volte pari alla radice quadrata del fattore di scala. Per un modello in 1:144, significa che stiamo facendo scorrere il tempo 12 volte più veloce che nella realtà.

Quindi, e qui sta il bello, possiamo moltiplicare il numero di giri dell’elica del battello reale esattamente di 12 volte.

L’elica reale fa 200 giri/min?

Quella del modello in 1:144 ne deve fare 200*radq(144) = 200*12 = 2400 giri/min.

Se scegliamo questo valore di rpm e al contempo riproduciamo l’elica fedelmente all’originale (passo e diametro), normalmente otterremo una soddisfacente velocità in scala, secondo la formula pratica di cui sopra.

 

p.s. Notate che questa stima di solito porta a valori di poche migliaia di rpm, decisamente più idonei ad un outrunner che ad un inrunner.

 

_________

 

Questo è quanto.

Ho cercato di ridurre i conti il più possibile, spero troviate utile questo mio contributo.

[andreavcc]

chiaro come il sole e cristallino come sempre Ocean's, una cosa non so.....

 

 

...ricordate però di usare un passo reale pari al passo teorico dell’elica ridotto del 30% per effetto del regresso….

 

cos'è il regresso?

[Ocean's One*]

In sintesi, il regresso indica di quanto un'elica reale "resta indietro" rispetto al suo movimento teorico, in un suo giro completo.

 

Se non ci fosse alcun attrito né resistenza al moto, in un giro l'elica avanzerebbe di una lunghezza esattamente uguale al suo passo teorico (che poi è il dato dichiarato per l'elica che tu compri, insieme al diametro).

Tuttavia, visto che c'è sempre una certa resistenza al moto, l'elica non avanzerà del passo teorico, ma di un passo reale che è un poco minore del precedente.

In pratica, rallentando la velocità del battello, le pale dell'epoca si troveranno a "mordere l'acqua" con una certa incidenza, e quindi esercitando un'effettiva spinta propulsiva, necessaria per vincere la resistenza all'avanzamento. (Per farti un paragone, è come l'ala di un aereo che aumenta la sua portanza se le imponi un angolo di incidenza positivo.)

 

Il regresso, per definizione, è la differenza fra passo teorico e passo reale.

Il regresso esiste sempre, in tutte le situazioni in cui l'elica deve esercitare una vera spinta propulsiva.

Se vogliamo, possiamo esprimere il regresso come una percentuale del passo teorico, ed usarlo per alcune valutazioni approssimative come quella che ho fatto.

Esempio:

Passo teorico 40mm

Passo reale 30mm (= il battello avanza di 30mm ad ogni giro dell'elica)

Regresso = 40-30 = 10 mm

Regresso% = 10/40 = 25%

Quindi, per il calcolo della velocità del modello dovrai usare il passo reale, pari a quello teorico ridotto di un 25%.

 

In merito ad un valore spannometrico del regresso percentuale, io direi che un 25-30% è sensato in molte situazioni, ma ovviamente c'è chi ne sa molto più di me.

(Singolo impulso al Dir? Purtroppo temo che il grande Varo5 ormai non ci possa più aiutare...)

[andreavcc]

Chiarissimo , grazie. Ma il calcolo del regresso, nel mondo dei natanti "reali" (che siano sub o di superficie) serve solo per stabilire teoricamente la velocità massima ottenibile da un natante in base ai giri all'elica e alla forza resistente giusto? poiché in realtà ci possono essere altre variabili quali cambio di densità dell'acqua, correnti marine, vento di prora, e chissà quali altre...

[fanghino]

Se ho ben capito il concetto di regresso, se io ponessi il modello contro il bordo della vasca di prua, l'elica ruoterebbe senza avanzamento del mezzo. Quindi in tal caso passo 40, avanzamento nullo quindi 0 quindi sarei nel paradosso della piena efficienza teorica, ma percentualmente allo 0, Adoro quando la fisica sembra smentire se stessa... Complimenti invece per l'esposizione di concetti fisici complicati in modo comprensibile. Se aggiungi a questo il fatto che io sono del tutto ignorante in ambito nautica/modellismo, direi che sono meritatissimi gli !!!! Avanti ragazzi, che io seguo e qualcosa imparo. Se dovessi restare indietro, chiederò lumi

[Totiano*]

Non avrei saputo dirlo meglio, Ocean's!

Scusatemi ma temo di essere ancora sotto effetto "Desenzano"

[Ocean's One*]

Grazie Dir!

E ti capisco, Marco, con tutto il daffare che ti sei dato a Desenzano...

Comunque quando vorrai elargirci un po' di tue nozioni sulle eliche, apprezzeremo assai...

 

@Fanghino:

Ottimo, hai recepito perfettamente il concetto (il che, per inciso, mi fa molto piacere).

Adesso, volendo, potrei anche rincarare la dose!

Tu hai citato l'esempio del modello immobilizzato, la cui elica presenta un regresso del 100%, ma prova anche ad immaginare un natante che procede a tutta forza, e che improvvisamente toglie motore, riducendo i giri elica. Ecco, in quel breve periodo in cui domina l'abbrivio, il passo reale dell'elica è molto superiore a quello teorico, perché durante un lento giro dell'elica la nave percorre effettivamente molta strada.

In questa particolare situazione il regresso risulta addirittura negativo! In pratica, l'acqua preme contro la faccia anteriore delle pale dell'elica, anziché essere spinta dalla faccia posteriore per dare propulsione. Ecco perché, togliendo motore, l'elica agisce addirittura da freno.

N.B. Però, vista la massa della una nave e le limitate dimensioni dell'elica, non è detto che sia sempre un freno efficace. Magari conviene addirittura mettere macchine indietro per fermarsi velocemente. La cosa funziona meglio sugli aerei, che durante una picchiata riescono a limitare la velocità tenendo bassi i giri del motore ed ottenendo, anche in queste condizioni un regresso negativo dell'elica e una certa azione frenante.

(Peccato non poter riprodurre questa situazione in ambito navale, visto che il mare in pendenza non c'è! Oppure invece c'è, per i sottomarini?!?).

 

@Andrea:

In effetti, la valutazione del regresso nelle varie condizioni di lavoro è piuttosto complessa, come puoi immaginare.

Diciamo solo questo: con un regresso vicino allo zero l'elica gira abbastanza libera e non esercita una grande spinta. Se c'è forte regresso, le pale dell'elica aumentano di incidenza, "mordono" di più l'acqua e forniscono spinta, richiedendo al contempo coppia motrice, mentre con regresso negativo l'elica agisce da freno.

Quindi, se volessimo calcolare esattamente il regresso, dovremmo capire la potenza resistente (che dipende per esempio dalla pulizia della carena, dalle condizioni di carico e dalle mille altre cose a cui pensavi tu) e bilanciarla con altrettanta potenza motrice, che può nascere solo dall'elica in determinate condizioni di regresso.

Per far le cose seriamente si dovrebbero usare delle tabelle e dei grafici dedicati, ma a noi modellisti questo non interessa: i modelli non sono dei macigni da spostare, il motore di solito ha potenza in eccesso, per cui teniamoci il nostro 25-30% di regresso stimato e facciamo i calcoli di velocità in questo modo. Più di così è inutile, direi, per noi comuni mortali.

 

(Ah, già, il propulsore del tuo Astute? Magari facendo i conti ne risulterebbe un regresso dell'80%! Certo, non era un'elica molto efficiente quella...)

 

Ciao!

Modificato 21 Settembre, 2018 da Ocean's One

[fanghino]

Molto interessante. Immaginavo che a macchine indietro l'efficienza dell'elica aumentasse, dato che l'abbrivio del natante fa si che arrivi più acqua nell'unità di tempo contro le pale. Una specie turbo, passatemi il termine. Ma intuisco che dovrebbe esser una situazione in cui si innesca la cavitazione, perchè sulla faccia opposta si rompe la vite che l'elica forma nel liquido, strappata dall'avanzamento della nave per inerzia. Tutte cavolate o ci ho capito qualcosa?

[andreavcc]

...Certo, non era un'elica molto efficiente quella...)

 

Ciao!

 

direi di no, grazie dei chiarimenti

[Ocean's One*]

@Andrea:

sì, lo so, ti ho punto nel vivo. Ma sappi che ci sono rimasto male anch'io...

 

@Fanghino:

direi che ti vedo molto sul pezzo! Lasciami però commentare un po' quello che tu chiami effetto "turbo".

Dare motore indietro se il natante procede in avanti, oppure motore in avanti se procede all'indietro, sono situazioni che amplificano la spinta dell'elica, ma certo non ia sua efficienza (e questo nemmeno se, per intercessione divina, si riesce a evitare la cavitazione).

In parole semplici l'efficienza è il rapporto fra "quanto ottieni" e "quanto paghi", rapporto che si vuole il più elevato possibile.

Nelle condizioni di cui sopra il regresso sarebbe mostruoso, corrispondendo ad un'incidenza delle pale estremamente elevata.

Quindi, le pale morderebbero tantissimo l'acqua tentando di spostarla in grande quantità, ma senza riuscirci più di tanto. Al contempo però pagherebbero tantissimo in termini di resistenza alla rotazione e quindi di coppia motrice richiesta.

In sintesi, "otteniamo un po' di più" ma "pagando molto di più", e quindi l'efficienza cala.

Prova anche a pensare all'ala di un'aereo: se tiro su il muso le ali hanno più incidenza e forniscono più portanza, ma solo per un angolo di 15-20° al massimo. Oltre questa soglia, le ali perdono di efficienza e, caso estremo, arrivano anche allo stallo.

Lo stesso vale per le eliche: devono lavorare con un certo regresso per dare più spinta, ma non troppo altrimenti diventano inefficienti.

_____________

 

Bene, a questo punto però non vorrei trasformare il thread proposto da Gepard in una trattazione specifica sulle eliche, chiaramente in OT.

Potrei invece riallacciarmi alle caratteristiche dei motori brushless e collegarli al tema delle eliche per alcune importanti valutazioni.

Questione di fondo è capire il comportamento di un brushless e di un motore a spazzole se utilizzati per per propulsione a mezzo elica.

Sappiamo già che l'elica avrà un certo regresso, di cui potremo tener conto nella stima della velocità in scala.

Ma qual'è il motore che meglio mi consentirà di raggiungere questa velocità (assumendo ovviamente di avere potenza sufficiente)?

 

Di solito per un motore in CC a spazzole si conosce un regime di rotazione a vuoto, ma dobbiamo considerare che in condizioni di lavoro il numero di giri può calare anche del 50%.

Infatti, è all'incirca in queste condizioni che il motore fornisce la massima potenza: pensate per esempio ad un piccolo motore in CC, magari di un frullatore ad immersione o di un elettroutensile (cinese e non Dremel!), che cala di giri se gli richiedo un po' di potenza.

Allora, per la propulsione ad elica, il motore in CC a spazzole calerà sicuramente di giri, e quindi l'elica girerà più lentamente e non potrà imprimere la velocità di progetto, ma ne perderà una bella fetta.

Quindi, oltre al regresso, per questo tipo di motore bisognerà tenere conto di un altro parametro legato alla curva di potenza in funzione del numero di giri.

Per i modelli non lo fa nessuno, e quindi per ottenere la velocità richiesta ci si mette un motore più grosso per restare dalla parte della ragione .

Tutto ciò non è all'insegna della migliore efficienza progettuale, ovviamente.

 

Per un brushless è tutto molto più semplice.

Questo motore VUOLE andare alla velocità indicata dal suo kv, e se gli chiedo maggiore potenza l'insieme motore/regolatore fa circolare maggiore corrente in modo da garantirla, rimanendo al numero di iri previsto.

Quindi, il brushless non "si siede" e mantiene i suoi giri nominali, facilitando alquanto l'ottenimento della velocità in scala che desideriamo.

Ecco un altro dei vantaggi del motore brushless.

Come avete visto, ce ne sono moltissimi...

 

 

 

[fanghino]

Ok Ocean, capito. Si ricade sempre sulla fisica, non possiamo eludere la curva dell'efficienza. In effetti la meccanica mi affascina. Rimango sempre attratto dai grandi motori. Quei bestioni che con pochi giri ti danno una enormità di coppia. Ronfano per anni, tetragoni agli sforzi. Se mi regalassero una crociera, sarei più contento di veder la sala macchine che il salone delle feste... de gustibus...