Il 17 dicembre 1903, i fratelli Wright hanno fatto la storia con il primo volo controllato di successo al mondo di una macchina volante più pesante dell’aria. Molti considerano il volantino di essere più di una singola invenzione, ma la combinazione di molte innovazioni che hanno lavorato insieme per creare propulsione, aerodinamica, e controllo. Nel processo di progettazione del primo aereo di successo, i fratelli Wright hanno anche progettato la prima elica di successo con un design a profilo alare contorto.
Le prime versioni dell’elica dell’aereo erano basate su un design a vite rotante. A metà del 1700, gli inventori iniziarono a utilizzare la tecnologia a vite rotante per le eliche delle barche, e dal 1800 le eliche erano la tecnologia standard su una varietà di navi.
Alla fine del 1800, diverse macchine volanti emersero dai primi pionieri che basarono le loro eliche sul design a forma di vite. Ma furono i fratelli Wright che furono i primi a riconoscere che un’elica di un aereo doveva essere modellata più come un’ala che come una vite.
I due fratelli ragionavano che le eliche potevano agire come ali rotanti che giravano nell’aria. L’idea era che le pale dell’elica rotante avrebbero agito come” profili alari ” (forme alari) che producono un differenziale di pressione, spostando l’aria all’indietro per produrre una spinta in avanti.
Utilizzando i dati dei loro esperimenti in galleria del vento, i Wrights hanno creato un efficiente design dell’elica modellato su una delle loro forme alari. Hanno quindi deciso di inventare un sistema di propulsione che utilizzasse un piccolo motore e due grandi eliche a rotazione lenta.
Le eliche del Flyer erano scolpite a mano in abete rosso e avevano un diametro di oltre 8 piedi. Le punte delle pale dell’elica erano coperte con tessuto di tela e vernice per evitare che il legno si spaccasse. I Wrights hanno aggiunto una torsione lungo la lunghezza della lama per creare un angolo di attacco più coerente per la lama, assicurando che la lama tirasse una quantità costante di aria verso il piano ad ogni rotazione.
I fratelli hanno testato il loro progetto iniziale di elica nel loro negozio di biciclette a Dayton, Ohio utilizzando un motore a due cavalli. Il loro design ha funzionato e si stima che il progetto finito produca una massima efficienza di circa il 66-70%. Le eliche di oggi sono circa il 90% efficienti.
Il Flyer del 1903 lanciò l ‘ “era pioniera” dell’aviazione, e i Wrights aprirono la strada all’industria aeronautica come la conosciamo oggi. Ma era la loro progettazione innovatrice dell’elica dell’aeroplano che ha preso le eliche funzionali degli aerei da un’idea alla realtà.
Le eliche di oggi sono realizzate in legno, alluminio o compositi. Mentre la potenza del motore aumentava negli anni ‘ 40, i progettisti di eliche utilizzavano pale rettangolari larghe che potevano assorbire più energia delle pale a punta tonda. Eliche oggi possono avere ovunque da due a sei lame.
Hartzell Propeller ha migliorato il design dell’elica sin dai primi giorni dell’aviazione, dopo che Orville Wright suggerì a Robert Hartzell di iniziare a produrre eliche intagliate a mano dalla sua fabbrica di legno di noce nel 1917. Oggi, i progettisti dell’elica di Hartzell continuano a cercare la prestazione massima mentre incontrano i limiti su diametro, peso, forza e rumore. Puoi saperne di più sul design dell’elica dell’aeroplano Hartzell qui.