Costruire un'elica

Per i modelli da riproduzione personalmente cerco sempre di essere conforme all’imbarcazione  originale per quanto riguarda:

 - numero di assi elica e configurazione dei supporti degli astucci porta albero

 - diametro dell’elica

 - numero di pale

 - senso di rotazione

Fatta questa premessa “filosofica” è evidente che dati tutti questi vincoli possiamo lavorare più liberamente sulla scelta del motore che sulla scelta dell’elica.

Teniamo anche presente che difficilmente per le riproduzioni “dislocanti” avremo problemi a trovare il giusto compromesso elica-motore: infatti le prestazioni richieste non sono così estreme da rendere critico questo abbinamento.

In generale più l’elica ha un diametro elevato più è efficiente; inoltre l’eliche piccole e ad alto numero di giri (diciamo 20-25 mm direttamente collegate ad un motore serie 380) sono soggette a frequenti fenomeni di cavitazione. In più, e non è da trascurarsi, alghe e detriti vari possono molto facilmente rendere inefficace una piccole elica e rendere problematico il ritorno in porto del modello. Le eliche sotto i 20 mm di diametro le considero adatte esclusivamente a modelli da vasca o da lavandino.

In commercio la disponibilità di eliche è abbastanza vasta e quindi possiamo senza dubbio acquistare quella adatta a noi: Graupner, Amati, Raboesch, Krick-Robbe...

Un altro parametro che definisce un’elica è il suo passo geometrico; lo definiamo come la distanza che compierebbe l’elica in un giro completo se il liquido fosse così denso da non cedere sotto la spinta dell’elica stessa. E’ un valore puramente geometrico e come tale indipendente dalla velocità, dalla forma della chiglia e dalla profondità di installazione. Intuitivamente lo possiamo paragonare al passo di un filetto di una vite,

Per garantire che il passo dell'elica sia costante ad ogni diamentro compreso tra il mozzo e il diametro esterno, serve che la pala abbia una "torsione": cioè per compensare il diametro minore  la pala deve essere più inclinata. Il diagramma precedente definisce graficamente l' inclinazione della singola sezione ad una data circonferenza e quindi ad un dato diametro: i valori numerici si riferiscono ad un' elica di 20 mm di diametro con passo da 20 mm. Quindi la singola pala si "svergola" passando da una inclinazione di 32 gradi (su raggio 5 mm) a una di 18 (a raggio 10 mm).

Il passo lo definiamo infatti con questa formula trigonometrica: 

Passo = 3,14 x Diametro x Tangente  (Angolo della sezione)

Quindi:

Angolo della sezione = Arcotangente (Passo/(3,14 x Diametro))

Normalmente il passo è 1,0-1,4 volte il diametro dell' elica. Più il modello è veloce più il passo deve essere elevato.

Purtroppo un giro completo dell' elica non comporta che la nave avanzi esattamente della stessa grandezza. In prima approssimazione per gli scafi plananti l' avanzamento è attorno al 80-90% del passo; per gli scafi dislocanti caliamo invece al 60-70%.

Per mia personale esperianza la soluzione migliore è ricavare dal lamierino  di una lattina di una bibita delle eliche di diversa superficie e con differenti geometrie e inclinazioni delle pale. Solo delle prove in acqua ci diranno qual è il miglior compromesso tra  corrente consumata (e quindi temperatura del motore) e velocità. Trovato la geometria migliore,  si può passare al modello definitivo in ottone saldato. Giova ripetere che la criticità è soprattutto inerente agli scafi plananti e con le eliche di piccolo diametro.