Le eliche queste sconosciute

In effetti di eliche se ne fa un gran parlare ma i termini esatti per identificarle sono speso sconosciuti o usati a sproposito. Colmiamo questa lacuna.

“Tutto quello che avreste voluto sapere delle eliche e non avete mai osato chiedere”. Forse non c’era bisogno di scomodare la citazione del mitico film di Woody Allen per presentare un glossario che permetta di conoscere tutto sulle eliche, ma comunque eccolo.

Consigliamo anche la lettura del test con diversi tipi di modelli Mercury dove sono evidenziate le differenze di prestazioni, con diverse barche e motori, in termini di velocità e consumi.

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Diametro delle eliche

È la circonferenza del “cerchio” alle punte delle pale ottenuto con la rotazione dell'elica. Il diametro di ogni modello di elica è determinato dalla progettazione dell’elica e dall’applicazione prevista. Un diametro maggiore spinge più acqua e le pale raggiungono più profondità in acqua, quindi le eliche con grande diametro sono tipicamente utilizzati per le grandi imbarcazioni pesanti. Un diametro minore viene normalmente utilizzato su imbarcazioni più leggere, in cui l’elica opera meno in profondità nell’acqua o quando è desiderato un incremento di giri motore.
Nell’ambito di una gamma specifica di elica, all’aumentare del diametro il passo generalmente diminuisce.

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Passo delle eliche

Il passo è la distanza che un’elica percorrerebbe in un giro completo, come se viaggiasse attraverso un solido. L’elica giusta consente al motore, con un carico normale/pesante, di raggiungere la porzione superiore della gamma di giri massimo motore indicata dal costruttore senza superarlo. Un passo minore avrà una maggiore accelerazione e “potenza di spinta”, ma una velocità massima inferiore. Un passo maggiore offrirà minore accelerazione, ma un maggiore potenziale di velocità di punta.

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Angolo di attacco delle eliche

L’angolo di attacco è l’angolo delle pale rispetto all’asse dell’elica ed è espressa in gradi. Un’elica con alto angolo di attacco è più adatto per motori con montaggio alto, così si riduce la ventilazione e aumenta il sollevamento della poppa. Tuttavia, un angolo di attacco troppo alto può influire negativamente sulle prestazioni, la maneggevolezza e lo sforzo al motore, provocando una diminuzione dell’accelerazione da fermo. Un’elica con basso angolo di attacco provoca meno sforzo sul motore, con conseguente migliore accelerazione e superiore regime di giri alla massima potenza.

Dimensione delle eliche

La dimensione dell’elica è tipicamente espressa dal suo diametro e passo in pollici. Il diametro è il primo numero e il passo è il secondo. Quindi un 14x17 dovrebbe misurare 14” di diametro con 17” di passo. Questa stessa elica può essere indicata come 14x17x 3 che indicherebbe una tre pale.

Cos’è il Cup delle eliche

Il cup è il piccolo labbro curvato sulla punta della pala o bordo di uscita. In quantità adeguate, il cup riduce la ventilazione e lo slittamento, consentendo maggiori altezze di montaggio e conseguente sollevamento della poppa. Tuttavia, troppo cup può causare un’eccessiva coppia di sterzo e di sollevamento della poppa, portando a limitare la capacità del motore di sviluppare e mantenere il corretto regime di giri.

Geometria e superficie delle pale delle eliche

La geometria della pala si riferisce alla forma reale del pala dell’elica. Manipolando la forma della pala, il diametro e la progressione del passo, si possono creare diverse tipologie di eliche per differenti esigenze prestazionali.
Maggiore è la superficie della pala di un’elica, maggiore è la quantità di acqua che si spinge. Questo si traduce in una migliore accelerazione e maggiore efficienza di planata. Tuttavia, un’eccessiva superficie della pala può creare molta più resistenza, potenzialmente limitando i giri del motore e causando problemi di gestione della barca.

Numero di pale delle eliche

Le eliche più comuni sono generalmente a tre pale e offrono una buona prestazione complessiva, velocità massima ed efficienza per la maggior parte delle applicazioni. Quelle a quattro pale forniscono un’accelerazione maggiore, più portanza alla poppa e ridotta ventilazione. Tuttavia, la loro maggiore superficie può creare una maggiore resistenza sul motore, con conseguente riduzione della velocità di punta e una manovrabilità differente della barca.

Ventilazione delle eliche

La ventilazione è quel fenomeno che si verifica quando l’aria viene aspirata intorno alle pale dell'elica. Normalmente, questo fenomeno provoca un aumento di giri del motore, e una diminuzione della velocità, perché le pale non sono “in presa” nell’acqua “pulita”. Questo si verifica di solito in virate strette o in determinate condizioni come il mare mosso. La ventilazione controllata può essere utile, portando all’aumento del numero di giri del motore durante una forte accelerazione. In alcune eliche, di solito per motori a due tempi, la ventilazione può avvenire grazie alla presenza di piccoli fori posti nella parte laterale del mozzo dell’elica. Questi permettono ai gas di scarico, durante le accelerazioni, di essere intenzionalmente diretti intorno alle pale, aiutando il motore a due tempi ad aumentare i giri e quindi riducendo i tempi di planata. Le eliche per i motori a quattro tempi in genere non hanno fori di ventilazione.

Cavitazione delle eliche

La cavitazione si verifica quando la pressione sulla superficie dell’acqua attorno alla pala è ridotta al punto di diventare vapore acqueo, con la conseguente formazione di bolle. Se queste bolle scoppiano possono causare un “bruciatura da cavitazione”, che può deteriorare la superficie dell’elica e causare prestazioni negative come l’aumento di giri del motore ed è spesso confusa con la ventilazione.

Regresso nelle eliche

Il regresso è la quantità di energia “sprecata” da un’elica. In altre parole, il regresso è la differenza tra il reale avanzamento dell’elica al compimento di un giro di rotazione e la misura del passo ed è di solito espresso come “percentuale di inefficienza”. Anche se questo potrebbe non sembrare un vantaggio, una certa quantità di regresso è stato progettato in ogni tipo di eliche perché contribuisce a creare eliche dalle prestazionali differenti.

Rapporto di trasmissione

Non riguarda proprio le eliche, ma il rapporto di trasmissione di un motore marino si riferisce agli ingranaggi utilizzati nella sua unità inferiore (piede). È importante scegliere un’elica che consenta al motore di funzionare entro il regime di giri massimo consigliato dal costruttore del motore con carichi e condizioni normali. Maggiore è il rapporto, più alta sarà la spinta sviluppata dal motore. Minore è il rapporto, più alta sarà la velocità sviluppata dal motore.