Che cos'è un ventilatore ad elica?
Un ventilatore dell'elica è un meccanismo rotante che utilizza pale appositamente angolate per generare spinta. Comunemente noto come puntello o vite, è uno strumento utilizzato principalmente come mezzo per fornire locomozione, soprattutto in aeroplani e barche. La differenza tra una ventola dell'elica e una ventola utilizzata per far circolare l'aria è un'enfasi sulla creazione di alta pressione invece di un volume elevato.
Il ventilatore dell'elica, in sostanza, risale allo scienziato greco Archimede, il cui design a vite omonimo ha funzionato per sollevare l'acqua da una fonte inferiore. Questo concetto di vite non sarebbe stato tradotto in propulsione per circa 1.500 anni, quando, a metà del 18 ° secolo, due scienziati, JP Paucton e James Watt, proposero separatamente di utilizzare un ventilatore ad elica su veicoli sia ad aria che ad acqua, rispettivamente. Sebbene gli aerei impiegassero più di un altro secolo a decollare letteralmente da terra, le prime navi a vite furono introdotte nel 1800 e, insieme al motore a vapore, rivoluzionarono il viaggio.
Dopo il successo del volo dei fratelli Wright a Kitty Hawk, nella Carolina del Nord, nel 1903, l'elica è stata la fonte di propulsione più semplice e affidabile degli aerei. Sia nelle macchine navali che in quelle volanti, un'elica si basa sulla terza legge del moto di Newton, che afferma: "Ad ogni azione c'è sempre una reazione uguale e contraria". Un puntello spinge aria o acqua dietro l'imbarcazione e provoca in avanti la propulsione reazionaria. L'angolo delle pale dell'elica, la velocità della loro rotazione e vari altri fattori influiscono sulla quantità di velocità impartita dal processo.
I puntelli sia ad aria che ad acqua possono avere un numero diverso di pale. Le eliche dei velivoli hanno generalmente da due a otto pale, mentre le viti marine generalmente ne hanno tre, quattro o cinque. Le equazioni matematiche complesse vengono utilizzate per determinare la dimensione, l'angolo e lo spessore corretti di ogni lama per prestazioni ottimali. Specifiche errate possono causare una perdita di potenza, reattività e talvolta un guasto totale dell'elica.
Unico per le eliche marine, dato il loro uso all'interno di un'impostazione fluida, una condizione nota come cavitazione può verificarsi se una vite inizia a girare troppo rapidamente o viene spinta troppa potenza attraverso di essa. Una o più bolle si formano attorno alla vite e collassano rapidamente, generando un'onda d'urto che può danneggiare gravemente l'elica, le pale o le parti circostanti. Oltre al danno che può verificarsi a seguito di una singola, grande cavitazione, il trauma può verificarsi nel tempo a causa di molte piccole cavitazioni che si verificano nello stesso posto. Questi sono generalmente dovuti a un difetto minore o un difetto in una vite. Anche questo può causare danni e guasti prematuri.