Costruzione Aereo a vapore! Help!

[Marcodecortes]

Salve ragazzi, mi sono appena iscritto a questo forum perché credo e spero possiate darmi una mano. Mi interessa molto il campo fisico-aerodinamico e frequento il 4 liceo scientifico. Per questo motivo ho intenzione di provare a realizzare un esperimento che credo a nessuno verrebbe mai in mente di fare: realizzare un piccolo motore a vapore e applicarlo ad un modellino aereo costruito da me. Il motore potrebbe essere anche bicilindrico e le eliche potrebbero anche essere 4, è tutto da vedere mentre per l'aereo credo di farlo in legno di balsa che è reperibile, economico e ha le caratteristiche giuste. Ora vi chiedo delle informazioni: quanto giri al minuto deve avere su per giù un modellino per mantenerlo in volo (e non fare una figura ....)? Detto ciò accetto ovviamente consigli circa materiali, peso, caratteristiche aerodinamiche e meccaniche! È un progetto giovane quindi ogni possibile soluzione e confronto è apprezzato!
Grazie a tutti.

[gnaogab]

Gnao!

mi sa che più del vapore ti sei fumato qualcosa di tosto.....

Se non hai mai volato lascia stare la balsa.......
Meglio il polistirene o il depron: più economico, versatile e facile da costruire.

Per volare piano e in linea retta ti servono 200W/kg.... trasformali in joule e capisci che un motore a vapore non ce lo metti.
Il numero dei giri di un motore è proporzionale al passo dell'elica e non messo lì a caso.... idem se vuoi usare un bipala un tripala e quadripala...
Domanda: come porti a ebollizione l'acqua quando sei in volo?
Se vuoi fare "il diverso" magari pensa al ghiaccio secco.......

Non hai ancora le idee chiare, prima pensa al propulsore.

Gnao
Gab

[Marcodecortes]

Portare in ebollizione l'acqua durante il volo non è un problema, mi sono informato e ho trovato che un motore di quelli gira a 1300 rpm, tu dici che non basta? Anche utilizzando il depron?
Cosa intendi per il ghiaccio secco poi?
Scusa le domande ma quanto è vero che mi piace questo campo è anche vero che sono abbastanza ignorante in questo. Comunque non volevo fare il "diverso" ma semplicemente mi piace sperimentare le leggi fisiche

[gnaogab]

Gnao!

Ok, ho capito che vuoi sperimentare, ma la cosa è poco fattibile.

Considera che un modello di circa 600gr (modello base in depron per un volo tranquillo) di solito monta un motore da 250W che monta un'elica 10x5 (in pollici) che a pieni giri fa 15500 rpm... la velocità di "crociera" di solito è al 50%.... tradotto in spazio/tempo sono poco meno di 40Km/h...
Ammettiamo per assurdo che fai delle ali molto grandi per abbassare il carico alare al minimo e la velocità di stallo la porti a 10km/h (per comodità di calcolo e per assurdo) dovresti montare un'elica con un passo minimo di 9, e non ti basterebbe, con un motore che ti fa 1300rpm...
L'acqua bolle a 100°C (ma dai?), naturalmente non puoi pensare di mettere una fiamma diretta... hai presente cosa è successo al Zeppelin? E poi con il vento anche se usi una caldaia d alcool...
Una soluzione è una resistenza a batteria nel serbatoio, ma ti serve una batteria da camion per portarla in ebollizione e sviluppare il vapore....
Prova a fare due calcoli..
Ghiaccio secco:
Non è altro che CO2, anidride carbonica, che solidifica a -78°C diventando così ghiaccio secco.
A temperatura ambiente ha uno sbalzo termico di circa 90°C quindi evapora sviluppando gas (CO2), ergo pressione in un contenitore chiuso.
Il ghiaccio secco evaporando si espande di 4 volumi.
Se posto in un liquido organico (etanolo, acetone ecc) l'evaporazione è più veloce portando il liquido a circa -40°C. Utilizzando etere etilico la temperatura sarà di -75°C.

A vapore sarà difficile, aria compressa, gas vari sotto pressione hai più probabilità di riuscita...

Ciò non toglie che la tua idea vada scartata, ma deve solo essere perfezionata.
MAi gettare la spugna, è solo una questione di tempo.

Gnao
Gab

[Marcodecortes]

Ho capito cosa intendi ma lasci che sto spieghi meglio: una pentola a pressione su gas produce vapore che attraverso quei tubocini lunghi in silicone trasparenti e lunghi (come quelli della macchinetta del caffè usati per prendere l'acqua). Quindi l'aereo avrebbe solo qualche parte meccanica che forma il motore. Potrei pensare anche di montarne due di motori per avere più potenza. Per farti capire intendo una cosa del genere https://m.youtube.com/watch?v=M8e40rgS1iI. In definitiva che ne pensi ora che i ho illustrato bene ?

[gnaogab]

Gnao!

è un motore Stirling, ne puoi trovare in tutte le salse e in tutte le misure, anche già fatti, ma alla fine è sempre una caldaia in metallo e acqua, a parte il peso come scaldi l'acqua? Non ci puoi mettere una vaschetta di alcool e dargli fuoco... o il cannello di Butano!
A si spegne
B un aereo di balsa o di polistirolo? un pochino infiammabile credo..

Citazione:
"una pentola a pressione su gas produce vapore che attraverso quei tubocini lunghi in silicone trasparenti e lunghi (come quelli della macchinetta del caffè usati per prendere l'acqua). Quindi l'aereo avrebbe solo qualche parte meccanica che forma il motore."

La caldaia a terra e la parte rotante sull'aereo che vola? Devi trovare dei tubi belli lunghi....

Avere due motori (vale per tutti) non equivale a raddoppiare il peso/potenza, si usa quando si vogliono usare motori a bassi numero di giri ma il loro peso è contenuto.

Sulle macchine volanti lo Stirling è una partita persa... anche i Fratelli Wright usarono un motore a benzina da 15 cavalli...


Gnao
Gab

[Marcodecortes]

Si per i tubi lo so ma non mi sembra impossibile trovare dei tubi lunghi (ho intenzione di farlo volare anche in moto circolare così da risparmiare qualche metro e semplificare il tutto .. in definitiva so che è molto complesso ma ci proverò, never give up. Se hai qualcosa altro magari detto in modo più semplice da consigliarmi è ovviamente ben accetto

[gnaogab]

Gnao!

va bene, ma i tubi che tengono la temperatura non sono in lattice di silicone (morbidi), ma un impasto con teflon e rimangono belli rigidi.
Fare un modello VVC (volo vincolato circolare ndr) deve avere un motore potente.

Ragiona sui gas compressi: avresti sempre il corpo del motore a pistone o a turbina per dare il moto, e il serbatoio a tenuta (idem per il vapore) con la differenza che un gas compresso è già pronto e deve solo espandersi. Non devi produrlo come il vapore.

Non mollare.

Gnao
Gab

[Marcodecortes]

D'accordo proverò a cambiare la baseline del progetto per andare sui gas compressi, grazie per le dritte! Ti terrò aggiornato. Nel caso in cui sarà veramente irrealizzabile probabilmente virerò su una locomotiva o automobile
Grazie mille, ciao

[Marcodecortes]

Gab ma secondo te creare un motore a scoppio? Francamente non voglio abbandonare l'idea di creare un aereo.. come dovrei muovermi secondo te e magari con un motore a scoppio andrebbbe meglio?

[Litto97]

Progettare un motore a scoppio è MOLTO più difficile della realizzazione di un propulsore a vapore inoltre dovresti sapere come si realizzano le fusioni e come lavorare i pezzi ( e quindi una minima conoscenza del disegno tecnico e tipi di lavorazioni da effettuare)

[Marcodecortes]

Lo so lo avevo immaginato ma il mio gruppo di lavoro lo ha comunque proposto dato che potrebbe dare più potenza.. che ne pensate?

[gnaogab]

Gnao!

Andiamo per ordine: Non so esattamente quali devono essere le peculiarità del vostro progetto, ma presuppongo che debbano essere innovative e fuori dall'ordinario; una locomotiva a vapore è banale, oltre che semplice da fare. Non hai problemi di pesi, misure, design o altre cose da tenere a mente.
Una macchina? una bella replica delle macchine a vapore del 1812 e sei sistemato. Anche qui non ti ha poca importanza il peso e estetica.
Aereo o qualcosa che vola? Fino ad ora li hanno fatti solo a scoppio o elettrici.
Elettrico con tutti i tipi di batteria o accumolo energetico, ma alla fine sempre con un motore elettrico che in fondo non è così difficile da fare da zero.
A scoppio a grandi linee li puoi trovare in tre versioni:
Glow: motori a due tempi a metanolo e nitrometano; difficile da fare dato che normalmente raggiunge i 3000rpm.
4 Tempi: motori a benzina (miscela). Difficili da costruire
Diesel: che vanno a con una miscela di Kerosene, etere e olio. Ormai abbandonati da anni ma quelli che ci sono in giro sono dei veri muli.
E a tal proposito la costruzione di un motore diesel non è poi così impossibile, ma bisogna essere bravi con il tornio. Ma anche se li fai male funzionano sempre. Si possono fare da un blocco di alluminio.
Pulsoreattori e Turbina... qui siamo su un'altro pianeta... lascia perdere

A questo punto bisogna scegliere:
terra o aria?
Motore a combustibile o elettrico... anche a gas compresso (nota: hanno già presentato la prima auto omologata per due persone ad aria compressa)...
Adesso bisogna scegliere la via che si avvicina di più al tuo obbiettivo.
Scegli prima il propulsore e poi dove montarlo.

Gnao
Gab

[Marcodecortes]

Concordo pienamente con te Gab: la locomotiva è banale e l'auto alla fine si è un po' impegnativa ma si fa: a me piace molto sperimentare, provare ciò che per un ragazzo di 17 anni molti pensano sia impossibile ma a volte basta un po' di ingegno e impegno.. detto ciò lascerei stare i motori a scoppio perché qua veramente si va oltre ogni possibilità dato che sono sotto 0 in quanto a possibilità di crostruzione delle parti ecc .. quello che mi interessa e mi attrae ma francamente non mi è chiaro al 100% è sempre l'aereo ma come avevi detto a gas compressi .. se puoi/vuoi continuerei la corrispondenza via mail
Grazie, ciao

[gnaogab]

Gnao!

No esta problema, amigo!

la mia mail la trovi in firma, e se vuoi venirmi a trovare puoi venire al campo al sabato... anche perchè se non hai mai volato... c'è da ridere...
Ma credo che il discorso possa interessare anche ad altri che ci possono dare un contributo.

Gnao
gab