Approfondimenti tecnici sulle eliche

Girando in rete ho trovato questi appunti della Quicksilver sulle eliche, mi sembra interessante e utile, sia per chi ne sa poco ma anche per chiarire qualche argomento a chi ne sa dippiù.
Buona lettura

PARTE 1
Eliche
Eliche per la nautica da diporto

Eliche | Elica Giusta | Terminologia | Parti Elica | Funzionamento | assetto motori | La fissa dell'elica


Storia e sviluppo dell'elica

Il concetto di un mezzo di propulsione simile a quello che (oggi viene definito "elica a vite" non è certamente una novità. L'esperienza che gli antichi hanno maturato spingendo i buoi, unitamente agli ultimi sviluppi di motori rotanti, hanno ,suggerito una combinazione di una serie di piastre inclinate assicurate ad un mozzo rotante. Nel 945 A.C. gli egizi utilizzavano un mezzo a vite per l'irrigazione. Ad Archimede (187-212 A.C.), il primo scienziato che produsse un effetto durevole sulla storia dell'architettura navale e della propulsione delle navi, è stata attribuita l'invenzione della vite.



Egli inventò la vite per fare emergere imbarcazioni sommerse.
La pompa a vite, progettata da Archimede per fornire acqua ai fossi di irrigazione, è stata il precursore dell'elica a vite.
Disegni di Leonardo da Vinci (1452-1519) illustrano progetti di viti per il pompaggio dell'acqua. Il progetto di rotore da elicottero (Leonardo da Vinci) è più simile a viti marine.
Nonostante queste acquisizioni, l'applicazione della propulsione a vite per le imbarcazioni e le navi non ha avuto luogo prima dell'avvento dei motori a vapore.
La prima imbarcazione utilizzò la ruota a pale in quanto più adatta ai primi motori a vapore a basso regime. Nel 1661, Toogood e Hays adottarono la vite come elica per una imbarcazione. Dai loro progetti sembrava fosse addirittura prevista anche una propulsione tipo idrogetto.
Agli inizi del 19simo secolo, la propulsione ad elica era considerata un mezzo di secondaria importanza per spingere una imbarcazione sull'acqua. Lo sviluppo della propulsione a vite ha comunque avuto luogo proprio in questo secolo. Nel 1802, il colonello John Stevens costruì e sperimentò un'imbarcazione a vapore dapprima con una singola elica poi con una doppia elica. Sfortunatamente, la mancanza di interesse per le sue idee fecero passare le sue scoperte in secondo piano.

L'invenzione dell'elica

L'invenzione dell'elica è stata attribuita contemporaneamente a due uomini, Francis Petit Smith e John Ericsson.
Nel 1836, Smith ed Ericsson ottennero i brevetti per eliche a vite, determinando l'inizio dell'era moderna.
II brevetto di Ericsson incluse una ruota a pale controrotante, per installazioni a doppia e singola elica. Il progetto dell'elica di Ericsson raccolse i vantaggi delle caratteristiche uniche della ruota a pale.
La ruota ha permesso di ottenere la spinta maggiore di un largo numero di pale in un piccolo diametro senza ingombrare l'area adiacente al mozzo. Entrambe gli elementi interni ed esterni fornivano spinta propulsiva.
II design della ruota era estermamente resistente, senza materiale inutile che poteva interferire con il suo funzionamento base.
L'anello esterno serviva anche a tenere corde, ghiaccio e detriti lontano dalle pale.
Non vi è stato un'evoluzione netta e immediata dalla ruota a pale alla moderna elica, anche se la ruota a pale possedeva molte delle caratteristiche di un mezzo di propulsione di successo.
Sembra che sia stata utilizzata nella forma originale di Ericsson e poi abbandonata in favore della vite convenzionale.

Il fortunato incidente

Quasi tutti i successivi sostenitori del progetto della vite di Archimede suggerirono molto poco per migliorare la configurazione dell'elica per l'utilizzo quale mezzo di propulsione.
Le principali modifiche consistettero nel cambiare il numero delle spire o alterare il diametro lungo tutta la lunghezza della vite.
Francis Petit Smith scoperse accidentalmente i vantaggi della vite di Archimede accorciata.
Originariamente il progetto dell'elica in legno aveva due rotazioni complete. Ma dopo una collisione nel canale di Paddington dove una metà delle pale fu trascinata via, l'imbarcazione guadagnò in velocità.
Smith fece tesoro di questa osservazione incrementando il numero di pale e diminuendo la larghezza - il risultato fu un progetto non molto lontano dalle moderne eliche.
Nel 1839, I.K. Brune], favorevolmente impressionato dalle prestazioni ottenute dall'elica di Petit Smith, modificò il progetto della Great Britain, una nave in ferro allora in costruzione, e previde la propulsione a vite.
Il Great Britain aveva 1500 cavalli indicativi e raggiunse una velocità di 11 nodi. Nonostante questo successo, solo molti anni dopo le eliche sostituirono le ruote a pale nelle applicazioni marine.

Il prossimo passo

Anche se la vite di Archimede nelle sue varie forme continuò ad essere proposta per la propulsione delle imbarcazioni, la transizione finale al tipo di propulsione adesso riconosciuto come elica è da attribuire a George Rennie ed alla sua elica conoide.
Rennie combinò le idee di maggiore passo, filettature multiple, e minime spire in quello che egli chiamò elica conoide, che fu brevettata nel 1839.
Nonostante i successi di Smith ed Ericsson, molti problemi dovevano ancora essere risolti nella progettazione, costruzione e funzionamento delle navi con propulsione ad elica.
Le prime navi con carena in legno erano soggette a forti vibrazioni, ed è stato quindi necessario sostituìre il cono con il ferro nettamente più resistente.
In considerazione del fatto che l'albero ed i macchinari erano situati sotto la linea di galleggiamento è stato necessario predisporre scatola stagna di tenuta nell'albero rotante. Inoltre si è provveduto ad installare dei cuscinetti di spinta per trasmettere la spinta esercitata dall'elica sulla carena. In seguito sono stati sviluppati dei motori più veloci in modo da sfruttare le potenzialità dell'elica e si sono rese necessarie delle tecniche di fusione e di lavorazione di metalli resistenti.
Quando tutte queste difficoltà furono gradualmente superate e furono sviluppati dei motori più potenti, vennero installate sempre più eliche per supplire o sostituire le ruote a pale.
Nel 1869, C. Shai-p di Philadelphia in Pennsilvania, brevettò un'elíca parzialmente sommersa per la propulsione di imbarcazioni di poco pescaggio. Utilizzava un grande angolo straorzata per combattere le forze trasversali generate dalla stessa elica, un passo alto e pale curve o concave. Sir Charles Parsons scoperse accidentalmente il fenomeno della cavitazione dell'elica, quando la sua prima nave a turbine, denominata Turbinia, inizialmente mancò di raggiungere la velocità di 30 nodi a causa dell'avvolgimento delle pale dell'elica in cavità. Il problema fu risolto ínstallando tre eliche su ciascuno dei tre alberi. L'invenzione degli ingranaggi di riduzione rese presto inutile l'utilizzo di eliche multiple per un singolo albero.

Le eliche installate nell'anno 1860 mancavano di rifiniture, ma le loro prestazioni superavano di gran lunga tutti gli altri mezzi concepiti fino ad allora. La ruota a pale divenne obsoleta e venne sostituita con l'elica.
Nel corso del 20simo secolo, l'arte e la tecnologia nella progettazione delle eliche marine si è sviluppata costantemente per una maggiore efficienza, maggiore affidabilità nei progetti e prestazioni, migliori materiali, e resistenza alla cavitazione.

Calcolare l'elica

Il miglior rendimento globale si ottiene quando il motore a tutto gas funziona entro il campo di giri/minuto raccomandato dal costruttore del motore stesso, senza però superarlo.
Accoppiando al motore un'elica non idonea, non solo si riduce il rendimento, ma in pratica si danneggia il motore. Un motore che a tutto gas non raggiunge il numero di giri/min. stabilito è in condizioni di "overpropping", cioè monta un'elica troppo grande che ne lega il libero funzionamento. Questa forte coppia determina un carico enorme sui pistoni, sull'albero e sui cuscinetti.
Si può verificare il surriscaldamento del motore derivato da un errato anticipo all'accensione o da miscela aria/carburante troppo magra ed anche da scarsità di olio nella benzina. Lo stress meccanico che un "over-propping" può causare al motore marino è simile a quello cui va incontro un motore d'automobile che viene avviato ai piedi di una collina, inserendo la terza marcia. Questo sforzo violento può comportare battito in testa, grippando dei pistoni e danni al motore.
D'altra parte, un motore il cui numero di giri/min. è superiore a quanto raccomandato dalla Casa costruttrice, andrà incontro ad un'usura superiore al normale e potrà anche essere danneggiato nelle parti sottoposte a sforzi eccessivi. Questo è il motivo per cui è particolarmente importante sapere quale sia l'elica più idonea per la vostra imbarcazione e per il vostro motore sia il tipo di navigazione che volete seguire.
Per fare questa scelta, sono state pubblicate delle tabelle per un uso corretto delle eliche Quicksilver. Tuttavia, esse non intendono esprimere valori assoluti, in quanto imbarcazioni e condizioni di funzionamento variano di volta in volta. Usate quindi la tabella-guida suggerita, ma ricordate che la scelta dell'elica più idonea alle vostre esigenze viene determinata solo dall'esperienza. In realtà potreste scegliere più di un'elica. Se intendete usare la vostra imbarcazione per attività diverse, quali crociere, pesca, e sci d'acqua, dovreste avere a disposizione eliche differenti che vi consentano le migliori prestazioni in ogni diverso tipodi attività che svolgete. In ogni caso, dovreste sempre tenere a bordo un'elica di scorta, insieme ad una chiave fissa per fissare il dado dell'elica, delle pinze, un dado di scorta e una rondella di sicurezza

.

Come leggere una tabella per la scelta dell'elica

Le tabelle delle eliche Quicksilver includono una gamma di velocità approssimative dell'imbarcazione che sono in diretto rapporto con il peso lordo, la larghezza e la lunghezza dell'imbarcazione.
L'interrelazione esistente fra questi fattori ha un marcato effetto sulla velocità ed il rendimento delle imbarcazioni che rientrano in ciascuna categoria assegnata.
In generale, il peso lordo è il fattore determinante (è il peso totale che comprende imbarcazione, motore, carburante, passeggeri ed equipaggiamenti vari). Il peso lordo, quindi, è il primo elemento essenziale che si deve prendere il considerazione quando si sceglie un'elica.
Ad esempio, quando l'imbarcazione ha un peso lordo di kg. 1323 (2941 libbre) ed una lunghezza di m. 6,10 (20'). Per trovare un'elica adatta bisogna riferirsi alla tabella, dove viene indicato un motore da 200 HP e localizzare il peso lordo sulla tabella stessa. La tabella indica che saranno idonee eliche con passo 23", 21" e 19". Se il carico passeggeri fosse ridotto ad una sola persona, o in generale di circa 230 kg, non sarebbe adatta l'elica da 19". Perciò, le prove dovrebbero iniziare con eliche di passo 23" e 21", sia in alluminio, sia in acciaio inox.
Il passo superiore può consentire un funzionamento più veloce, ma quello inferiore, in definitiva, imprime una migliore accelerazione.
Tuttavia, non si dovrebbero superare 5600 giri/min. a tutto gas con un carico leggero a bordo, mentre non si dovrebbe mai scendere al di sotto dei 5000 giri/min con qualsiasi tipo di carico a bordo.
La gamma delle eliche Quick Silver è studiata in modo che ogni passo successivo modifichi i giri/min del motore da 300 a 500.
Cosi, se i giri del motore diminuiscono troppo con la prima eliche che scegliete, cercate di aumentarli con un'elica di passo inferiore. Le eliche con passo superiore riducono i giri/min del motore.

Come calcolare la variazione del passo dell'elica

Con un facile calcolo si può determinare quale deve essere la variazione del passo dell'elica. Ecco come si deve procedere:

1. Consultare sul vostro manuale d'uso del motore le tabelle che riguardano il campo di giri/min. raccomandato per il vostro motore a tutto gas (WOT). Sarà necessario avere a disposizione un contagiri per determinare i giri/min a tutto gas.
2. Spingere il motore installato sull'imbarcazione a tutto gas per determinare il massimo numero di giri/min. Regolare l'angolo di alzo del motore per un funzionamento ottimale.
3. Se il numero di giri/min. a tutto gas è inferiore a quelli raccomandati per il vostro motore, prendete nota del dato indicato dal contagiri e sottraetelo dal valore massimo del numero di giri/min a tutto gas.

Esempio:
Numero di giri/min a tutto gas = 5000-5600 RPM
Valore massimo del nr di giri/min = 5600 RPM
Valori dei contagiri = 4800 RPM
Differenza = 800 RPM

4. Ogni variazione di passo di 1 pollice modificherà di ca 200 giri/min i giri del motore. Conoscendo questo dato, prendete la differenza che sulla tabella è di 800 giri/min e dividetela per 200. Il risultato sarà 4. La nuova elica da provare quindi dovrà avere un passo di 4 pollici inferiore a quello della precedente usata per la prima prova. Dovreste così avere l'elica giusta o quella più vicina all'optimum. Vi sono numerosi termini per descrivere le caratteristiche e le prestazioni di un'elica. Vi offriamo una breve spiegazione di ognuno di loro in modo che possiate familiarizzare con i termini più ricorrenti in questa pubblicazione.

diametro
Si ottiene tracciando un cerchio che confini con le punte delle pale quando l'elica è in movimento.
La scelta del diametro è determinata principalmente dal numero di giri dell'elica e dalla quantìtà di potenza disponibile all'elica.
L'angolo dì ìnclinazione dell'elica che può anche lavorare semissommersa e la presunta spinta di avanzamento hanno un ruolo estremamente importante nel determinare ìl diametro pìù adatto.
Nella elencazione di una gamma completa di eliche, il diametro generalmente aumenta quando si tratta di una imbarcazione pesante e diminuisce quando l'imbarcazione è veloce.
Se tutte le variabili rimangono tanti il diametro dovrà crescere in proporzione alla potenza; il diametro dovrà anche aumentare per un minore numero di giri dell'elica (minore potenza o velocità del motore e o maggiore riduzione degli ingranaggi); ed il diametro dovrebbe aumentare quando la superficie dell'elica aumenta.



Passo
Il passo è la distanza che un'elica percorrerebbe in un giro completo se potesse muoversi in un solido morbido, come una vite nel legno.
Quando un'elica viene identificata con 13 314 x 21, le sue caratteristiche sono:diametro 13 314" (35 cm) e passo 21" (53 cm). Teoricamente questa elica si sposterebbe dì 21" ìn un giro.
Il passo è misurato sulla faccia della pala. Talvolta ìl passo stampigliato sull'elica non corrisponde esattamente al passo effettivo dell'elica. Una piccola deformazione può derivare dal processo di fusione o raffreddamento. Potrebbero essere statì effettuati piccoli aggiustamenti o modifiche nei centri di riparazione. E infine, potrebbe essere occorsa una piccola invisibile alterazione.
Vi sono due tipi di passo: uno definito quale passo costante (anche chiamato "vero" o "piatto") e l'altro denominato passo progressívo.
Il passo costante sìgnifìca che ìl passo è lo stesso in tutti i punti dal bordo di uscita al bordo di attacco. Il passo progressivo (denominato anche "blade camber") inizia basso sul bordo di attacco della pala e aumenta progressivamente verso il bordo di uscita.
Il numero di passo assegnato (per esempio 21") rappresenta il passo medio lungo tutta la pala.




Il passo progressivo permette un incremento delle prestazioni in marcia avanti e la velocità di rotazione si alza se l'elica lavora semisommersa. Questo tipo di passo è comunemente utilizzato per eliche Quicksilver destinate a motori di potenza medio/alta.
Il passo è tanto importante quanto gli ingranaggi. Per uno specifico motore che deve girare ad un specifico regime, si dovrà scegliere un passo relativamente alto per ottenere la massima velocità dell'imbarcazione.
Se scegliete un passo basso, il motore "girerà" troppo velocemente (sopra il limite di giri raccomandato dal Costruttore), provocando quindi uno stress molto maggiore su più parti in movimento.
Potrete forse ottenere una maggiore accelerazione, ma la vostra velocità di punta ne soffrirà sensibilmente e l'efficienza della vostra elica non sarà quella desiderata.
Se invece il passo scelto è troppo alto, costringerete il vostro motore a girare ad un regime troppo basso (al di sotto di quello raccomandato) e cioè con una coppia maggiore e ciò può quindi essere estremamente dannoso per lo stesso. La velocità di punta potrebbe non soffrirne, ma l'accelerazione sarebbe ridotta sensibilmente.

Inclinazione delle pale("rake")
Poniamo che un'elica venga sezionata direttamente attraverso il centro del mozzo. L'inclinazione della pala viene definita quale l'angolo formato da una linea retta che passa attraverso la sezione della pala rispetto ad un piano perpendicolare all'asse dell'elica.
Se la faccia della pala è perpendicolare al mozzo dell'elica, l'elica ha un inclinazione di 0°. Se la pala è inclinata verso poppa, l'angolo delle pale aumenta. Per eliche standard, l'inclinazione delle pale varia da -5° a 20°. Le eliche standard per motori fuoribordo e-gruppi poppieri hanno in genere un'inclinazione di circa 15°.
Eliche con pale più inclinate (high-performance) hanno spesso un'inclinazione progressiva che può arrivare fino a 30° rispetto alla punta della pala. L'inclinazione può essere piatta (diritta), o curva (progressiva).



Un angolo di inclinazione maggiore generalmente incrementa le capacità dell'elica di un funzionamento ottimale in una situazione di cavitazione o ventilazione, quando, per esempio, le pale rompono la superficie dell'acqua. Con il funzionamento in superficie, un'inclinazione maggiore delle pale può "tenere" meglio l'acqua quando viene gettata in aria dalle forze centrifughe, e facendo così, crea più spinta di un elica simile ma con inclinazione delle pale minore.
Su imbarcazioni leggere e veloci, il piede installato ad un altezza superiore, l'inclinazione maggiore spesso incrementa le prestazioni tenendo la prua dell'imbarcazione più sollevata, con una velocità maggiore dovuta al minore attrito della carena.
In altri casi, con imbarcazioni molto leggere e veloci, la maggiore inclinazione può causare un'eccessiva alzata della prua, rendendo l' imbarcazione instabile. In questo caso un'elica con inclinazione minore potrebbe essere una scelta più indicata.

Coppa (orecchietta)
Quando il bordo di uscita della pala è formato o fuso con un arrotondamento a ricciolo (lontano dalla barca), l'elica viene definita con pala con orecchietta.
Originariamente, la coppa era stata studiata per ottenere qualche vantaggio come descritto nel passo progressivo e nell'inclinazione delle pale. I benefici di questa particolare conformazione sono così rilevanti che tutte le eliche da diporto, hi-performance o da competizione ne sono dotati.

L'orecchietta normalmente riduce la velocità di rotazione di 150-300 giri/min rispetto all'elica dello stesso passo che ne è priva. Un'officina specializzata può incrementare o diminuire l'orecchietta di un'elica per adattarla al regime di funzionamento richiesto dal motore.
Perchè l'orecchietta delle pale sia più efficiente, dovrebbe essere completamente concava (sul lato di pressione della pala) e finire con un bordo di uscita affilato. Qualsiasi arrotondamento sul bordo di uscita della coppa, sul lato di pressione, ne limita l'efficienza.
La forma a coppa è generalmente di poco valore sulle eliche utilizzate in applicazioni da lavoro dove l'elica rimane completamente sommersa.

L'importanza delle forma delle pale
Poniamo di utilizzare un'elica con pale arrotondate: se la superficie delle pale è concava, il concavo aumenta il passo, proteggendo anche l'elica dalla cosiddetta ventilazione.
Se il concavo è posto in modo da intersecare la linea di inclinazione delle pale, questo accresce l'inclinazione stessa delle pale (vedi "rake").
Vi è chiaramente una sovrapposizione degli effetti laddove il concavo influenza sia il passo sia l'inclinazione delle pale.
In alcuni casi, la presenza di un normale concavo può ridurre anche di 1000 i giri del motore. Questo può accadere se l'elica senza concavo veniva fatta funzionare in condizioni di parziale ventilazione, situazione questa che passa inosservata fino a quando non si prova un'elica concava. Un'elica che funzioni in parziale ventilazione dà una sensazione di scarsa spinta e di poca governabilità del mezzo; inoltre può provocare turbolenza. Un accurato calcolo del regresso può essere conveniente in questi casi. II regresso passa generalmente da un normale 10-15% a più del 20% per un'elica parzialmente in ventilazione su un'imbarcazione normale o leggera.
La modifica del concavo su un'elica modello "cleaver", è più difficile, dato che il bordo di uscita è più spesso ed ha una linea di inclinazione diritta, ogni modifica avrebbe meno effetto che il cambiamento dell'inclinazione. L'incremento di passo ottenuto grazie al concavo delle pale può essere ridotto sensibilmente limando o rettificando la superficie del concavo. Allo stesso tempo, anche l'inclinazione delle pale può essere leggermente alterata. Per avere minore inclinazione, si diminuisce la coppa nell'area vicino alla punta. Per ottenere una maggiore inclinazione, si deve ridurre la coppa nell'area vicino al mozzo. Naturalmente, qualsiasi riduzione della coppa significa un aumento dei giri/min.

Direzione di rotazione dell'elica
Vi sono eliche con rotazione destrorsa (RH) e con rotazione sinistrorsa (LH). La maggior parte dei motori fuoribordo e gruppi poppieri montano eliche a rotazione destrorsa. Per riconoscere un'elica a rotazione destrorsa e noterete che le pale dell'elica destrorsa sono inclinate verso l'alto da sinistra verso destra. Un'elica a rotazione sinistrorsa avrà l'inclinazione opposta verso l'alto da destra verso sinistra. La pala sale nella direzione della rotazione. L'inclinazione delle pale di un elica destrorsa si può paragonare alla filettatura di una comune vite sempre a rotazione destrorsa. Un altro modo per riconoscere i due tipi di eliche è osservare la rotazione dell'elica in marcia avanti da dietro l'imbarcazione. Un'elica a rotazione destrorsa ruota in senso orario, mentre a rotazione sinistrorsa gira in senso antiorario.

Numero di pale
Un'elica con una singola pala sarebbe la più efficace, se le vibrazioni che provoca potessero essere tollerate. Per ottenere un livello di equilibrio accettabile e vibrazioni minori, un'elica a due pale, teoricamente, sarebbe la più efficiente. Quante più pale si aggiungono, tanto diminuisce l'efficienza, ma lo stesso accade per le vibrazioni.
La maggior parte delle eliche hanno 3 pale come risultato di compromesso tra vibrazioni, dimensioni, rendimento e costo. La differenza di efficacia tra eliche a 2 ed a 3 pale è considerata meno rilevante della differenza del livello di vibrazioni. Praticamente tutte le eliche da competizione sono a 3 od a 4 pale.
La tendenza degli ultimi anni all'installazione del motore ad un'altezza maggiore tale che l'elica operi quasi in superficie, ha fatto si che le eliche a 4 o 5 pale siano diventate le più popolari. Esse riducono sensibilmente il livello di vibrazioni ed incrementano l'accelerazione grazie al fatto che una più grande parte delle pale è sommersa. Possono inoltre incrementare l'efficacia dell'inclinazione della pala, facendo sollevare la prua della barca per maggiore velocità. L'inclinazione delle pale può essere aumentata, agisce efficacemente e può migliorare l'assetto e le prestazioni.




Spessore della pala
Come un ramo d'albero è più grosso vicino al tronco, anche la pala è di maggiore spessore nel punto di attacco al mozzo (radice della pala). Più ci si allontana lungo la pala verso la punta, più questa diventa sottile. Paragoniamo la pala ad una trave: il carico che ogni sezione di pala/trave deve sostenere è quello tra quella sezione e la punta. Sulla punta quindi vi sarà assenza di peso e di conseguenza non sarà necessario uno spessore rilevante. Vi è comunque un determinato limite di spessore per ogni tipo di materiale e di elica.
Considerando inoltre che la potenza massima erogata è ben definita, le pale dovrebbero essere tanto più sottili possibile (sempre tenendo presente la resistenza del materiale utilizzato), per contenere il fabbisogno di potenza per muovere attraverso l'acqua una pala con più spessore .
Come influisce la variazione di spessore dal bordo di entrata al bordo di uscita? Se si osserva la sezione di una pala di un' elica a passo costante ad un determinato raggio dal centro, si noterà una superficie quasi piatta sul lato di pressione positiva ed una superficie arcuata sulla parte di pressione negativa, con un maggiore spessore al centro. I bordi della pala sono in genere di uno spessore da .06" a .08" (da 1,5 mm a 2,0 mm) per eliche in alluminio e più sottili per eliche in acciaio inox.
Per eliche intese ad operare in superficie, come per quelle da competizione, la forma della pala "cleaver" è la più comune. La sezione della pala è normalmente a cuneo. Pale con bordo di uscita di spessore rilevante come in questo caso dovrebbero essere utilizzate solo in superficie. Ove questa elica dovesse funzionare completamente sommersa, poichè il bordo di uscita dell'elica non può essere ventilato, la sua resa sarebbe,decisamente minore.

Contorno delle pale
Il contorno è la forma delle pale vista direttamente da sopra la pala e da dietro. Il contorno è generalmente arrotondato, comunemente chiamato a forma di "orecchietta" o formato con un bordo di uscita diritto, di norma chiamato "cleaver".

Forma obliqua
Una pala ripiegata verso una pala che è simmetrica al contorno è detta essere obliqua. Una maggiore obliquità è di aiuto per permettere all'elica di tagliare le alghe. Tuttavia utilizzata in superficie ridurrebbe le vibrazioni provocate dal rientro in acqua di un'elica.

ventilazione
La ventilazione è un fenomeno che si verifica quando l'aria sulla superficie dell'acqua o i gas di scarico si trovano in prossimità delle pale dell'elica.
II normale carico di acqua sull'elica viene ridotto e l'elica va in "fuorigiri", perdendo gran parte della sua spinta. Il momentaneo fuorigiri dell'elica causa la cavitazione (vedi "Cavitazione") che a sua volta può produrre un ulteriore alleggerimento del carico sull'elica fino ad annullare ogni spinta in avanti della stessa. Questa condizione continua fino a quando la velocità di rotazione dell'elica diminuisce a tal punto da consentire alle bolle d'aria di salire in superficie, eliminando quindi la causa della cavitazione. Questa condizione si può verificare frequentemente in fase di virata, in modo particolare quando si cerca di mantenere la planata in una virata stretta o con il fuoribordo/il gruppo poppiero "trimmato" in fuori.
Tutti i motori fuoribordo ed entrofuoribordo sono dotati di una grande piastra "antiventilazione" fusa con la scatola ingranaggi direttamente sopra l'elica. Tale piastra è frequentemente ma non correttamente definita quale piastra di cavitazione o anticavitazione. Il compito di questa piastra è di eliminare o ridurre la possibilità che l'aria venga aspirata dalle punta delle pale dell'elica.
Per migliorare le prestazioni del vostro motore e della vostra imbarcazione, la maggior parte delle eliche Quicksilver sono dotate di un design del mozzo con un bordo di uscita svasato o "anello diffusore". Ciò assiste la diffusione dei gas di scarico e fornisce una barriera di alta pressione che aiuta a prevenire il ritorno dei gas di scarico sul lato negativo delle pale che equivarrebbe ad un'altra forma di ventilazione.

cavitazione
Tutti sanno che l'acqua bolle a 100°C alla normale pressione atmosferica a livello del mare. Tuttavia l'acqua può anche bollire a temperatura ambiente se la pressione atmosferica è abbastanza bassa.
Quando un corpo passa attraverso l'acqua ad una velocità crescente, la pressione contro i lati e dietro il corpo è diminuita. A seconda della temperatura dell'acqua, quando la pressione raggiunge un livello sufficientemente basso, questa inizia a bollire (cioè si ha la formazione di vapori acquei). Questo accade piuttosto frequentemente su di un'elica in prossimità del bordo di entrata. Quando la velocità diminuisce e la pressione aumenta, scende la "bollitura", in quanto le bolle di vapore cercano la zona di alta pressione incapace di mantenere la bollitura e ritornano allo stato liquido.
Questo fenomeno fa sì che le bolle rilascino energia che scheggia le pale, provocando la bruciatura da cavitazione o erosione del metallo.
Le cause iniziali della bassa pressione possono essere delle nicchie nel bordo di entrata, una "coppa" eccessiva, angoli troppo affilati del bordo di entrata, pulitura non ben eseguita, o, qualche volta, il progetto dell'elica stessa. Una cavitazione massiccia è rara, ed è spesso causata da un'elica piegata o le cui punte delle pale sono rotte, diventando quindi un'elica di diametro troppo piccolo per il motore (vedi "Ventilazione",per altre cause comuni).
La sezione di una pala di un'elica nella mostra un esempio di causa della cavitazione. In questo caso, un bordo di entrata squadrato produce la cavitazione e la conseguente bruciatura in quanto le bollicene condensano dietro nella parte della pala. Tale bruciatura da cavitazione può essere corretta riparando o arrotondando il bordo di entrata ìn prossimìtà della bruciatura. La cavitazione e le relative bruciature possono formarsi anche a lato della vostra scatola ingranaggi. Ciò sarà sempre il risultato di un angolo squadrato direttamente sopra la bruciatura. L'arrotondamento del bordo squadrato eliminerà il problema.

Angolo di attacco
Per comprendere il funzìonamento delle eliche, è importante conoscere il concetto di "angolo di attacco". (Importante anche per capire il regresso dell'elica). Per comprendere questo concetto, è di aiuto paragonare il funzionamento di una pala di un'elica all'ala di un aeroplano. Infatti, l'ala di un aeroplano e la sua capacità di portare il peso dell'aereo fornendo la spinta in alto è molto simile alla corsa a spirale della pala dell'elica, che a sua volta fornisce la spinta.
Se l'aria si muove simmetricamente sotto e sopra un'ala aerodinamica, si forma una pressione bilanciata sopra e sotto la stessa. Mancherà quindi la spinta per il sollevamento. In questo casi si dice che l'ala ha un angolo di attacco di 0°.
L'esistenza di un angolo di attacco, crea una differenza di pressione tra le parti superiore ed inferiore dell'ala, che provoca quindi il sollevamento essendo la pressione negativa (minore) in alto e la pressione positiva (maggiore) in basso.
Quando le pale hanno un angolo di attacco di O°. La pressione sulla pala non è nè positiva nè negativa e quindi, non vi può essere nè sollevamento nè spinta. La presenza di un angolo di attacco di qualche grado crea una pressione negativa (minore) su di un lato ed una pressione positiva (maggiore) sull'altra parte. La differenza di pressìone provoca il sollevamento degli angoli più a destra della pala. Il sollevamento può essere diviso in una componente di spinta nella direzione della corsa ed una componente di coppia nella direzione opposta alla rotazione dell'elica.

PARTE 2

Il regresso dell'elica
Il regresso è il termine più frainteso riguardante le eliche, probabilmente perchè suona come qualcosa di indesiderabile. Il regresso non è una misura del rendimento di un'elica (vedi Rendimento). Il regresso è invece la differenza tra la corsa teorica e quella reale che a sua volta dipende da un determinato angolo di attacco delle pale di un'elica (vedi Angolo di attacco). Per esempio un'elica passo 10" avanza di soli 8 1/2" in un giro, che rappresenta l'85% dei 10", lasciando un regresso di 15%. Se l'angolo di attacco della pala fosse di 0°, non vi sarebbe regresso; ma, naturalmente, non vi sarebbe alcun tipo di pressione sulle pale e quindi non vi sarebbe spinta.
Per ottenere la spinta vi deve essere angolo di attacco o regresso. L'obiettivo del progetto dell'elica è di raggiungere la giusta quantità di regresso o di angolo di attacco, valutabile in circa 4°.
Ciò si ottiene scegliendo il giusto diametro e area delle pale per l'esistente potenza di motore e giri/min. all'albero elica. Un diametro e/o area di pale eccessivo ridurrebbero il regresso ma anche l'efficienza dell'elica, determinando quindi prestazioni ridotte.
II regresso è la differenza tra corsa teorica e corsa reale e dipende dall'angolo di attacco.




Assenza di regresso
Si verifica quando l'elica gira a mulinello (la barca sta accostando o è a rimorchio)
regresso eccessivo
Si verifica quando il diametro dell'elica è troppo piccolo per la potenza e per il carico Può anche verificarsi in caso di ventilazione o cavitazione che riducendo l'area delle pale a contatto con l'acqua ricrea le condizioni di un'elica che in effetti è troppo piccola per il carico di potenza. L'eccesso provocherebbe la cavitazione sul lato di pressione negativa.
regresso troppo piccolo
L'elica ha un diametro eccessivo per il motore. Viene sprecata troppa potenza per l'attrito delle pale piuttosto che produrre spinta.
regresso corretto
Impiego ottimale della potenza all'albero elica.


Le eliche sono di primaria importanza nel determinare le prestazioni di una imbarcazione. Sono seconde solamente alla potenza del vostro motore. Senza la spinta dell'elica, l'imbarcazione non si muove.
L'elica determina le prestazioni della vostra imbarcazione in ogni fase di navigazione - manovrabilità, confort di guida, velocità, accelerazione, durata del motore, risparmio di carburante e sicurezza.
Come i pneumatici in un auto, l'elica "trasmette" la potenza dal vostro motore alla "strada". La vostra elica è il principale collegamento tra il vostro motore e l'acqua. La scelta dell'elica o delle eliche è quindi di primaria importanza per ottenere le prestazioni ottimali della vostra imbarcazione.

Le parti dell'elica

Il primo passo per comprendere le modalità di funzionamento delle eliche è di familiarizzare con le parti di cui sono costituite.
A. Punta della pala
E' la massima distanza di ogni pala dal centro del mozzo dell'elica. Separa il bordo di attacco dal bordo di uscita.
B. Bordo di attacco
La parte della pala più vicina allo scafo, che taglia per prima l'acqua. Si estende dal mozzo alla punta.
C. Bordo di uscita
La parte della pala più lontana dallo scafo. Il bordo dal quale l'acqua lascia la pala. Si estende dalla punta al mozzo (vicino all'anello diffusore nelle eliche con scarico dei gas "Jet-Prop").
D. Coppa ("Cup")
Una piccola curva o labbro sul bordo di uscita della pala, che permette all'elica di "tenere" meglio l'acqua e che aggiunge circa da 1/2" (12.7mm) a 1" (25.4 mm) di "passo".
E. Faccia della pala
Si intende la parte della pala non rivolta allo scafo, conosciuta come il lato di pressione positiva della pala.
F. Lato posteriore della pala
La parte della pala rivolta verso lo scafo, conosciuta come il lato dì pressione negativa (o aspìrazìone) della pala.
G. Radice della pala
Il punto dove la pala si attacca al mozzo.
H. Mozzo interno
Contiene il parastrappi in gomma (descritto di seguito). L'estremità anteriore di questo mozzo è la superficie metallica che trasmette la spinta dell'elica, tramite il mozzo reggispinta della marcia avanti all'albero dell'elica e questo, a sua volta, alla barca.
I. Mozzo esterno
Per eliche con scarico dei gas Jet-Prop. E' la zona del mozzo a contatto diretto con l'acqua ed alla quale sono attaccate le pale. La superficie interna è a contatto con il passaggio dello scarico e con le costole di adesione del mozzo esterno con quello interno.
J. Costole
Per eliche con scarico dei gas Jet-Prop. I collegamenti fra mozzo interno ed esterno. Vi sono normalmente tre costole, occasionalmente due, quattro o cinque. Le costole sono normalmente parallele all'albero elica (diritte) o parallele alle pale (elicoidali).
K. parastrappi in gomma
E' di gomma modellata su mozzo interno per proteggere il sistema di trasmissione dell'elica dai danni provocati dagli urti contro ostacoli sommersi e per potersi flettere quando iene manovrato il cambio motore; per ridurre il colpo secco che si ha quando si manovra il meccanismo di ingranaggi ed di innesto del cambio motore.
L. Anello díffusore
Aiuta a ridurre la contropressione dello scarico e previene il possibile ritorno dei gas sulle pale dell'elica.
M. Passaggio gas scarico
Per eliche con scarico dei gas Jet-Prop. E' la zona vuota tra il mozzo interno ed il mozzo esterno, attraverso la quale i gas di scarico sono convogliati. In alcuni gruppi poppieri, dove iene utilizzato lo scarico attraverso lo specchio di poppa, questo passaggio scarica aria.





Configurazioni del mozzo
Il mozzo è la parte centrale dell'elica. Se i gas di scarico vengono espulsi nell'acqua attraverso l'elica, si tratta di un'elica Jet-Prop. Notare il parastrappi in gomma che fa da ammortizzatore.
Se i gas di scarico non vengono espulsi dal motore attraverso la parte immersa del gambale, si tratta di un' elica con scarico sopra il mozzo (non Jet-Prop). Questo design consente al motore di alzarsi rapidamente quando l'elica gira nell'acqua e nello scarico. La velocità di punta può aumentare a causa della riduzione dell'attrito associato al mozzo esterno, ma in generale l'accelerazione ne soffre. Vi sono due tipi di eliche Non-Jet: uno con il parastrappi in gomma (rotondo o quadrato), l'altro con il mozzo massiccio. Le eliche con mozzo massiccio vengono utilizzate generalmente sui motori da competizione, i quali generalmente non hanno ingranaggi del cambio e che quindi non sono soggetti al "colpo secco" tra meccanismo ingranaggi/innesto del cambio.





Il concetto di spinta e tiro
Per comprendere questo concetto, cerchiamo di immaginare che la figura sia tridimensionale e che quindi una pala sia proiettata fuori dalla pagina. Si tratta di un'elica con rotazione destrorsa, la cui pala in proiezione ruota dall'alto al basso. L'elica si muove da sinistra verso destra. Quando la nostra pala ruota e l'elica si muove in avanti, l'acqua viene spinta verso il basso e indietro proprio come accade alla vostra mano quando nuotate. Contemporaneamente, l'acqua viene attirata dietro la pala e si muove rapidamente per riempire lo spazio lasciato "libero" dalla pala in movimento. Ciò provoca una differenza di pressione ai due lati della pala: una pressione positiva. o effetto spinta, sul lato inferiore, ed una pressione negativa sul lato superiore. Naturalmente questa azione avviene su tutte le pale dell'elica quando essa viene azionata dal motore. L'elica quindi viene contemporaneamente spinta e tirata dall'acqua.



Il momento di spinta
I due tipi di pressione fanno si che l'acqua sia attirata nell'elica dalla parte anteriore e spinta via dalla parte posteriore; lo stesso principio che ritroviamo nel funzionamento dei ventilatori da tavolo che "aspirano" l'aria da dietro per poi "soffiarla" in avanti.
L'elica marina attira o spinge l'acqua dall'estremità frontale attraverso un immaginario cilindro del diametro leggermente maggiore di quello dell'elica. La detta estremità frontale è rivolta allo specchio di poppa. Quando l'elica gira più veloce, l'acqua viene accelerata attraverso la stessa, creando una flusso/movimento di alta velocità dietro l'elica. Il getto di acqua che ne deriva ha un diametro più piccolo di quello dell'elica. Il getto dell'acqua, la cui azione è di attirare l'acqua per poi spingerla via a maggiore velocità, incrementa il "momentum" dell'acqua. Ed è proprio il "momentum" o l'accelerazione dell'acqua che genera una forza che possiamo definire "spinta".



SCELTA DELL'ELICA IN BASE ALLA POTENZA DEL MOTORE

Installazione singola e doppia del motore
Quando l'imbarcazione è equipaggiata con un solo motore, si usano di norma, eliche a rotazione destrorsa. Questa scelta è ormai entrata nella tradizione ed è perpetuata dai costruttori di imbarcazioni da diporto che situano la posizione del pilota sul lato destro dello scafo per bilanciare il rollio dell'imbarcazione verso sinistra dovuto all'impiego di un'elica destrorsa.
Quando un'imbarcazione è equipaggiata con due motori, si preferisce usare eliche controrotanti, in modo da bilanciare ogni manovra quando si deve trimmare il fuoribordo o il piede. I piloti più esperti preferiscono far ruotare le eliche in fuori, cioè rotazione destra sul lato destro e rotazione sinistra sul lato sinistro, ritenendo di migliorare in tale modo il controllo globale dell'imbarcazione. Questo sistema comporta anche una guida più equilibrata quando si è costretti a manovrare con un solo motore. Molte imbarcazioni con doppia installazione usano eliche con la stessa rotazione. Questa scelta comporta, però, degli svantaggi, quali: una maggiore sforzo quando il motore viene trini mato in fuori o in dentro (sempre che il motore non sia dotato di servosterzo) e, in acque particolarmente agitate, se lo scalo esce dall'acqua, una tendenza ad inclinarsi della parte poppiera, verso destra se vengono impiegate ad esempio eliche destrorse.

Per fuoribordo fino a 30 HP
I motori di minore potenza sono equipaggiati con eliche in alluminio. La più parte è dotata di elica di passo medio, con pale inclinate e anti-alghe. Ogni motore ha a disposizione almeno un'altra elica di passo differente per altri tipi di navigazione; in generale si può affermare che a basse velocità corrispondono carichi pesanti, forte spinta in retromarcia, mentre a velocità maggiori corrispondono peso più leggero a bordo. ecc.
Tutte le eliche normali sono anti-alghe, durano a lungo perchè più robuste e, grazie al loro passo ed angolo di inclinazione, sono facili da riparare.
Funzionano completamente sommerse, cioè l'elica si muove con tutte le pale molto al di sotto della superficie dell'acqua (diversamente da quelle eliche che funzionano parzialmente in superficie).



Molteplici sono le eliche dalla forte spinta in retromarcia disponibili per motori da 4 a 25 HP. Queste eliche non hanno forma anti-alghe, ma sono dotate di pale simmetriche arrotondate e di omogenea distribuzione del passo così che offrono le stesse prestazioni impiegando un sistema bidirezionale brevettato. Queste eliche sono studiate appositamente per funzionare sott'acqua su imbarcazioni a dislocamento, lente o pesanti, quali barche a vela, da lavoro, ecc. Per migliorarne la manovrabilità, sviluppano la stessa spinta sia in marcia avanti sia in retromarcia, grazie ad un sistema speciale adottato per deviare in retromarcia i gas di scarico dalle pale dell'elica.

Per fuoribordo da 40 a 70 HP
Queste potenze impiegano gli stessi tipi di eliche. Molteplici sono le prestazioni di questi motori, per cui le eliche usate devono essere idonee a tutti i tipi di imbarcazioni, dalle case galleggianti che si spostano lentamente ai veloci "motoscafi".
Le imbarcazioni lente a dislocamento useranno eliche di passo inferiore con grande diametro e pale di grande superficie, cioè diametro 12-1/2" x passo 8", oppure 12 I/4" x 9" oppure 12" x 10 -1/2".
La maggior parte dei motoscafi usa passi medi, con grande inclinazione, di 12"-16".
Se sono richieste (o se si vogliono) eliche estremamente robuste, vi sono le eliche in acciaio inossidabile (QSS) per tutti ipassi dal 12" al 16". Con queste eliche si può verificare un numero di giri inferiore, generalmente tengono meglio nelle virate grazie alla parte terminale della pala "ad orecchietta".
Eliche in alluminio con passo superiore da 17" e 19" sono disponibili per imbarcazioni più leggere e più veloci.

Per fuoribordo da 75 a 115 HP
Imbarcazioni da lavoro, chiatte, o altre grosse imbarcazioni
Queste imbarcazioni usano eliche in alluminio dai passi più piccoli esistenti, cioè 11" e 13". Sono eliche spesse, robuste, di largo diametro e con pale di grandi dimensioni. Ci sono anche eliche in acciaio inossidabile (QSS) di passo piccolo, 10" e 12", che sono più robuste e durature.
Più adatte per far planare imbarcazioni pesanti sono le eliche in alluminio, con passo 13" o 15" e quelle in acciaio inossidabile con passo 14" o 16". In generale questo tipo di elica presenta un diametro leggermente inferiore e un maggiore angolo di inclinazione rispetto all'elica di passo inferiore. Le imbarcazioni pesanti, idonee per lo sci d'acqua e quelle che operano a maggiori altitudini, possono impiegare questo tipo di elica.

Imbarcazioni da diporto
Sono così denominate quelle usate per il tempo libero e sono di diverso tipo e lunghezza, in generale fra i 4-6 metri, con pesi diversi e carene di varia foggia, usano queste eliche con passo specifico determinato dal tipo di attività, dall'effettivo peso totale dell'imbarcazione e dalla potenza installata. Le eliche usate più comunemente sono quelle in alluminio di passo 17"-21" e quelle in acciaio inossidabile (QSS) di passo 16"-22". Tali eliche sono disponibili per una vasta gamma di prestazioni.

Barche con basso pescaggio e barche leggere da pesca
Richiedono eliche con passo superiore e possono richiedere l'angolo di inclinazione maggiore delle eliche Laser II per la tenuta dell'imbarcazione e per sollevare la prua. Le imbarcazioni con velocità superiore ai 70 km/h e motorizzate con una potenza di 90 o più cavalli possono usare questo tipo di elica che aiuta a ridurre la resistenza idrodinamica dell'imbarcazione.
Le eliche a cinque pale HighFive sono studiate per un ampia gamma di motori ed imbarcazioni, dalle imbarcazioni per pesca sportiva e ad alte prestazioni fino ai cruiser. Queste eliche permettono di planare più facilmente, di migliorare l'accelerazione (possibilità di planata) e la tenuta (soprattutto nelle virate) rispetto alle eliche a tre o quattro pale, potenziando anche le prestazioni di punta.

Imbarcazioni ad alta velocità
Se l'imbarcazione è molto veloce (95 km/h), le eliche migliori da usare sono le Mercury Cleaver Hi-Performance, con cui le imbarcazioni planano facilmente e che consentono una stabilità globale dell'imbarcazione ad alta velocità. Naturalmente, è sottinteso che su queste imbarcazioni veloci le eliche funzionino in superficie sia con i fuoribordo sia con i gruppi poppieri.

Per fuoribordo V-6 e gruppi poppieri MerCruiser
La scelta dell'elica per le imbarcazioni che montano fuoribordo V-6 e gruppi poppieri MerCruiser prevede il funzionamento totalmente sott'acqua. Le eliche funzionano sommerse quando il loro diametro rimane sotto, la superficie dell'acqua. Sono parzialmente sommerse quando una parte del loro diametro è in superficie.
La profondità in cui lavorano dipende dall'altezza dello specchio di poppa. Generalmente, le eliche totalmente sommerse sono considerate la norma, offrendo nel complesso buone prestazioni. Le eliche parzialmente sommerse su motori montati più alti sullo specchio di poppa, sono più adatte per favorire velocità di punta anche se il tempo di planata è più lungo.

Imbarcazioni da lavoro, per servizio pubblico e cruiser
Le imbarcazioni da lavoro e per servizio pubblico motorizzate con fuoribordo e gruppi poppieri Alpha One ed i cruiser da 27" richiedono eliche che funzionano completamente sommerse, con passo piccolo (11 ", l3" e 15"), tutte disponibili nella gamma delle eliche standard in alluminio. Se è richiesta una maggiore robustezza, si può usare un'elica QQS di passo corrispondente, ove disponibile.
Le imbarcazioni pesanti e di grosse dimensioni con motore singolo, V-6 Alpha One, gruppo poppiero V-8 e fuoribordo V-6 richiedono eliche standard in alluminio con passo piccolo 12", 14" e 16", di grande diametro e con pale di grandi dimensioni. L'accelerazione, il rendimento in navigazione e la spinta in retromarcia ne traggono notevoli benefici.
Imbarcazioni più piccole, più leggere e più veloci per pesca d'altura, per crociera e per servizio pubblico
Le precedenti raccomandazioni si riferiscono anche a questi tipi di imbarcazioni motorizzate con fuoribordo V-6 e da gruppi poppieri Alpha One V-6 e da V-8.
I gruppi poppieri Bravo One V-8 avranno migliore rendimento con eliche Mirage. Questo tipo di elica può essere usato anche su imbarcazioni per pesca d'altura motorizzate con fuoribordo V-6, quando è necessaria la tenuta dell'elica nelle grandi onde oceaniche. Tuttavia, non si avrà un rendimento ottimale dell'accelerazione.
Le imbarcazioni più piccole, leggere e veloci, adibite ad attività sportive ed al servizio pubblico, con altezza regolare dello specchio di poppa possono usare eliche standard in alluminio con passo medio (17"~21 ") ottenendo buone prestazioni. Le eliche in acciaio inossidabile QSS, dello stesso passo, offrono una maggiore durata, una capacità di tenuta leggermente superiore e una maggiore velocità di punta dovuta alla sezione più sottile delle pale. Le eliche QSS consentono inoltre di montare il motore un pò più in alto sullo specchio di poppa migliorandone la resa.
Le eliche Laser 11, HighFive e Mirage possono essere impiegate per incrementare al massimo la velocità sempre con un aumento dell'altezza dello specchio di poppa su imbarcazioni motorizzate con fuoribordo V-6 e Bravo One V-8 . Le imbarcazioni motorizzate cori Alpha One V-6 e con V-8 funzionano meglio con eliche Laser II e HighFive di diametro inferiore.
Le Laser II e le HighFive sono ottime per lo sci d'acqua e funzionano completamente sommerse. Per ottenere risultati migliori, in genere si riduce il passo di queste eliche di 2" sempre facendole funzionare completamente sommerse. Le prestazioni in accelerazione di un'imbarcazione motorizzata MerCruiser che utilizza elica Laser II di passo medio (19"21") possono essere migliorate installando i tappi di chiusura che annullano gli effetti di ventilazione, la quale ventilazione permette al motore di girare più velocemnte senza tuttavia migliorare l'accelerazione.

Imbarcazioni sportive
Le imbarcazioni sportive più veloci motorizzate con. fuoribordo e gruppi poppieri possono usare eliche in acciaio inossidabile con passi alti (da 23" in su). Generalmente, valgono le stesse osservazioni fatte in precedenza. Le imbarcazioni veloci di questa gamma tendono ad avere altezza dello specchio di poppa tale che le eliche funzionino in superficie. E' quindi necessario usare le Laser II, le Chopper, le Cleaver, le Mirage e le HighFive, quando la velocità massima è l'elemento che più interessa.
Le eliche Chopper sono destinate solo ad imbarcazioni leggere motorizzate con fuoribordo. Esse consentono di raggiungere velocità di punta con imbarcazioni che richiedono l'applicazione più alta possibile sullo specchio di poppa. Tuttavia, l'accelerazione è frequentemente inferiore rispetto alle eliche jetprop che isolano i gas di scarico dalle pale dell'elica stessa.

Applicazioni Hi-Performance
Per applicazioni Hi-Performance su fuoribordo V-6 e gruppi poppieri Mei-Cruiser Alpha One e Bravo One, si può scegliere fra tre differenti gamme di eliche: Laser II, HighFive e Mirage.
Le eliche Laser Il e HighFive sono appositamente studiate per i fuoribordo V-6, per i modelli Alpha Oné edi V-8. La Laser Il consente una velocità di punta, mentre la HighFive consente migliore accelerazione e tenuta. Quest'ultima è l'ideale per lo sci nautico.
La Mirage è l'elica ideale per i Bravo One V-8. Il maggiore diametro e la grande superficie delle pale, unitamente ad una maggiore potenza, consente eccellenti accelerazioni, ottima tenuta e prestazioni d'alto livello alla massima velocità. Le eliche Mirage di passo inferiore consentono anche di migliorare le prestazioni dei gruppi poppieri di minor potenza. Alcune imbarcazioni con carena a tunnel, più leggere e veloci, motorizzate con fuoribordo o gruppo poppiero, richiedono un passo molto elevato (da 25" in su). Questo tipo di scafo consente alla prua di sollevarsi senza l'ausilio dell'elica. Le eliche Cleaver, la cui azione sulla prua è minima, sono le più idonee per questo tipo di scafo.
La scelta dell'elica per quelle imbarcaazioni con fuoribordo o gruppo poppiero, che possono sviluppare una velocità al di sopra delle 90 Mph, rientra nel campo delle categorie HiPerformance e competizione e non rientrano nel settore della nautica da diporto per alte prestazioni. A questo proposito, dovete contattare il Reparto Hi-Performance Mercury.

Come scegliere un nuovo tipo di elica
Quando passate-da un tipo di elica ad un altro, la regola fondamentale è di cominciare dal passo. Se doveste passare da una Laser II passo 19" ad una HighFive. Quest'ultima dovrebbe avere anch'essa passo l9 ".
Se passate da un'elica a passo fisso alla Quicksilver Power2. dovrete scegliere la Power2 con passo corrispondente all'elica che state usando, cioè se usate un'elica di passo 19", dovrete scegliere un'elica Power2 con passo 13"-19".
Se passate da una Laser II installata su un V-6 a una Mirage, avrete bisogno di un passo inferiore di 2" se volete che il motore funzioni con un numero di giri limitato. Di contro, quando passate da una Mirage a un Laser II o HighFive, avete bisogno di un passo superiore.

La fissa dell'elica
Dalla tabella sottostante si può verificare se sulla propria barca conviene , ai fini della perdita di velocità, tenere oppure no l'elica bloccata.




Si vede che per rapporti da 0.3 a 0.75 conviene l'elica bloccata, oltre tale valore conviene tenere l'elica libera. Nelle barche moderne, mediamente il valore di p/d è inferiore a 0.6, e comunque già decine di anni indietro, le eliche consigliate per le barche a vela avevano rapporti compresi fra 0.3 e 0.7. Considerando l'usura e la rumorosità conviene comunque senpre tenere l'elica bloccata, a meno di vibrazioni e risonanze innescate dalla turbolenza e dalla cavitazione. Inoltre influisce anche il tipo di carena sulla quale l'elica è montata. esempio: Il valore del rapporto Rea per un elica è compreso fra valori sopra e sotto l'unità(1,0). Se si trova al di sotto all'unità indica naturalmente la maggiore resistenza dell'elica libera, viceversa se il valore è superiore.Quindi se prendiamo il rapporto fra passe e diametro della nostra elica e lo andiamo a collocare all'interno della zona tratteggiata, se ci troveremo a sinistra dell'unità converrà l'elica bloccata, viceversa se ci troviamo a destra converrà l'elica libera.

Testi e figure sono liberamente tratti dalla quarta edizione de"Tutto quello che dovete sapere sulle eliche" edizioni Quicksilver