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Cos'è un EDF, la ventola intubata elettrica

Un EDF (electric ducted fan) è una ventola multi-pala azionata da un motore elettrico e racchiusa in un condotto. Somiglia a un piccolo motore a reazione, ma non brucia nulla: accelera l'aria con la ventola e la guida con il condotto.

Com'è fatto

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Condotto e labbro d'ingresso

Il condotto avvolge la ventola. Il bordo d'ingresso arrotondato accelera l'aria in entrata e, in hovering, produce esso stesso una parte della spinta.

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Ventola multi-pala

Un rotore con molte pale corte che gira ad alto numero di giri, con gioco minimo tra punta delle pale e parete.

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Statore e raddrizzatori

Palette fisse a valle della ventola che recuperano la rotazione del flusso, trasformandola in spinta utile, e sostengono il motore.

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Ugello o diffusore

La forma dell'uscita regola velocità e pressione del getto: più chiusa per velocità, più aperta per efficienza in hovering.

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Motore brushless

Motore elettrico senza spazzole, al centro del condotto, comandato da un regolatore elettronico (ESC).

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Regolatore ESC

Converte la corrente continua della batteria o del bus in corrente trifase e controlla i giri su comando del controllore di volo.

Come genera spinta

Ogni sistema di propulsione a elica, aperta o intubata, funziona allo stesso modo: prende aria ferma e la spinge all'indietro (o verso il basso). La spinta è la reazione a questa accelerazione. Esistono due modi per ottenere la stessa spinta: muovere molta aria lentamente, oppure poca aria velocemente. Il primo modo consuma meno energia.

Qui sta il punto chiave degli EDF. Il condotto migliora l'efficienza di una ventola di un certo diametro: riduce le perdite alle punte delle pale e il labbro d'ingresso contribuisce alla spinta. Ma gli EDF sono in genere piccoli, quindi muovono poca aria a velocità elevata. Rispetto a un'elica aperta molto più grande, per sollevare lo stesso peso richiedono più potenza. In termini tecnici: hanno un carico sul disco (spinta divisa per l'area della ventola) elevato.

Perché allora usarli

  • Protezione: le pale sono racchiuse, un vantaggio vicino a persone, superfici e ostacoli.
  • Compattezza: molte unità possono essere affiancate senza che i dischi delle eliche si sovrappongano.
  • Distribuzione: molte unità piccole permettono ridondanza e controllo fine della spinta.
  • Rumore lavorabile: il condotto scherma parte del rumore delle punte e può ospitare trattamenti acustici; il rumore resta però concentrato a frequenze alte, più fastidiose all'orecchio.

Per un confronto diretto con l'elica aperta, in parole semplici, leggi EDF vs elica aperta.

Parametri che contano nella scelta di un EDF

ParametroCosa indicaPerché conta
Diametro della ventolaArea attraverso cui passa l'ariaA parità di spinta, più area significa meno potenza richiesta
Carico sul discoSpinta per unità di areaPiù è alto, più energia serve per restare in hovering
Spinta su potenzaGrammi o newton di spinta per wattLa misura pratica dell'efficienza in hovering
Velocità del gettoQuanto veloce esce l'ariaUtile in volo veloce, costosa in hovering
Massa del condottoPeso aggiunto rispetto a un'elica apertaRiduce il carico utile disponibile
Temperatura di motore ed ESCMargine termico in funzionamento continuoGli EDF lavorano spesso vicino ai limiti termici

Domande frequenti

EDF è la stessa cosa di un motore a reazione?

No. Un motore a reazione brucia combustibile e usa i gas caldi per generare spinta. Un EDF è una ventola elettrica in un condotto: l'aspetto è simile, il principio no.

Gli EDF sono più efficienti delle eliche?

A parità di diametro una ventola intubata ben progettata può essere più efficiente di un'elica libera. Ma gli EDF sono di solito molto più piccoli delle eliche che sostituiscono, quindi per sollevare lo stesso peso consumano di più.

Perché gli EDF fanno un fischio acuto?

Girano a molti giri e hanno molte pale: il rumore principale si concentra a frequenze alte, che l'orecchio percepisce come un sibilo.

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