Elica: necessito aiuto concreto

[rebzone]

So che ci sono 1000 thread su questo argomento, e in parte me li sono anche . ho necessità di un approccio estremamente pratico, in quanto a seguito della sostituzione dell'elica lo scorso ottobre, dopo diverse prove fatte questa primavera e negli ultimi week end, sono giunto alla conclusione di esser stato mal consigliato nel dimensionamento, ragione per cui ora mi trovo costretto a sostituirla nuovamente dopo nemmeno un anno 

La storia, in breve, è questa: Bavaria 32 Holiday del 1998 con motore Volvo Penta Md2020B e saildrive con rapporto di cambio: 1:2.48.
L'elica sostituita era una 2 pale fisse 16x11 con cui era uscita dal cantiere e che mi consentiva di andare a 5/5,5 nodi a 2000 giri.

Ad un certo punto, la scorsa estate, ho iniziato ad avvertire una vibrazione piuttosto forte, accompagnata a calo di velocità di crociera e, dopo diverse prove che sono culminate con alaggio extra della barca e verifica dell'elica al banco, è emerso che la stessa era deformata, cosa che causava le problematiche descritte.
Il motore, inoltre, non raggiungeva i suoi giri massimi, ma col senno di poi ho ipotizzato che potesse anche esser causa (almeno in parte) della deformazione suddetta.

Richiesto a più produttori di eliche preventivi e dimensionamenti, alla fine ho optato per una nuova 2 pale fisse Volvo, ma dimensionata 15x11. Una volta in acqua le vibrazioni erano sparite, e il regime massimo di giri veniva soddisfatto, MA! ...la velocità di crociera, ora a 2200 giri, era di 4,5 . fatto prove di tutti i tipi, valutando correnti, vento e mare (che portavano la velocità anche a 3,5/4 nodi), ma i 5 nodi non li ho più raggiunti se non in condizioni di estremo favore.
Ragion per cui, mi trovo costretto a cambiare nuovamente elica: per ogni buona cosa, non voglio di affrontare il mare in queste condizioni.

Le opzioni che vedo, a questo punto, sono 2:
1) rimontare una 16x11 2 pale fisse
2) fare una scelta leggermente più drastica puntando su una 3 pale fisse, sacrificando un po' le prestazioni a vela (comunque non ho una barca da regata)

Vorrei escludere la prima soluzione, in quanto vorrei avere una buona spinta anche in condizioni non troppo favorevoli (un po' di onda o correnti e vento forte da fronteggiare in fase di ormeggio).
Ora però che ho già un'elica nuova sostanzialmente da buttare, sono a chiedere come stimare la dimensione corretta, per non doverne buttare anche una seconda.

Da quanto mi par di capire, aggiungendo una terza pala, non posso pensare di rimanere su 16" di diametro, in quanto il motore ne soffrirebbe . quindi lavorare sul passo abbassandolo a ., idealmente, una 15x10...è corretto il ragionamento?
Oppure, come posso fare per farmi indirizzare correttamente dai rivenditori di eliche?

Grazie a chiunque avrà la pazienza e la bontà di supportarmi in questa (ennesima) spesa imprevista  

P.S. Non intendo valutare eliche orientabili e/o abbattibili: ho ricevuto dei preventivi lo scorso anno e sono assolutamente fuori budget 

[bludiprua]

Mi sfugge il perché è stato ridotto il diametro, visto che l'elica originaria andava bene.
Tornerei senza dubbio alla 16x11 bipala.
Mi sembra solo un po' strano che ci sia così tanta differenza tra le due eliche, la differenza dovrebbe essere minore.
Ma con la prima elica (quando andava bene ovviamente) a quanti giri massimi arrivava il motore?

[Wally]

A té decidere con una elica tripala se rischiare un sovraccarico con una 16 x10.
Oppure forse leggermente scarica una 16 x 9.

[rebzone]

Mi sfugge il perché è stato ridotto il diametro, visto che l'elica originaria andava bene.
Tornerei senza dubbio alla 16x11 bipala.
Mi sembra solo un po' strano che ci sia così tanta differenza tra le due eliche, la differenza dovrebbe essere minore.
Ma con la prima elica (quando andava bene ovviamente) a quanti giri massimi arrivava il motore?

Come dicevo sopra, con la vecchia elica (16x11) il motore non arrivava ad erogare i giri massimi: non superava i 3000 giri a . meccanico che mi stava seguendo ipotizzò immediatamente un sovraccarico dato da elica troppo grande (ed è un meccanico in zona riconosciuto come molto bravo e preparato).
Quello che potrebbe essere sfuggito, in quanto emerso successivamente (ma questo è solo un pensiero mio) è che il motore non riuscisse a salire ulteriormente di giri in quanto la deformazione dell'elica e la vibrazione da ciò generata lo ponesse ancora più sotto sforzo, da cui l'ipotesi che FORSE l'elica 16x11 andasse di fatto benone (e se Bavaria la montava di serie, forse qualche prova l'aveva fatta).

Tuttavia...

Da breve confronto telefonico odierno con il rivenditore di eliche Volvo, in attesa di calcoli più accurati, sembrerebbe (e ciò anche per dar seguito a quanto scritto da @wally) che per la 3 pale il dimensionamento potrebbe essere 15x12. La spiegazione "semplice" è che avendo l'elica circa un 30% di superficie in più rispetto a quella a 2 pale è necessario scendere di dimensione per compensare tale maggior superficie (al fine di non sovraccaricare il motore), ma allo stesso tempo sarebbe necessario aumentare il passo a 12 per evitare nuovamente l'effetto "frullino" di quella attuale e farla "mordere" meglio.

...ora vediamo cosa esce dai calcoli, ma seppure sia molto tentato di andare sulla 3 pale per i motivi di cui sopra, ho davvero paura di trovarmi con un'altra elica da buttare, e quindi forse la scelta migliore è tornare alla 16x11 originara...

[bludiprua]

Quello che potrebbe essere sfuggito, in quanto emerso successivamente (ma questo è solo un pensiero mio) è che il motore non riuscisse a salire ulteriormente di giri in quanto la deformazione dell'elica e la vibrazione da ciò generata lo ponesse ancora più sotto sforzo, da cui l'ipotesi che FORSE l'elica 16x11 andasse di fatto benone (e se Bavaria la montava di serie, forse qualche prova l'aveva fatta).

Mah. io rimarrei sull'elica originaria a maggior ragione se era quella montata di serie.

[Wally]

Andava benone perché la piú economica, comunque se non già fatto ti suggerisco di cercare i forum dei Bavaria credo che ci troverai molte risposte

[lorenzo.picco]

stessa barca, stesso motore, stesso rapporto, stessa elica bipala 16 x 11

montata tripala da 14 x 11 con consiglio mai eseguito a portarla a 13,56 x 11

i puri diranno che mettere una tripala è come mettere un secchio a poppa ma io mi ci trovo bene visto che faccio crociera tranquilla e mi piace così

in condizioni ottimali arrivo al massimo a 6,3 6,6 nodi

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stessa barca, stesso motore, stesso rapporto, stessa elica bipala 16 x 11

montata tripala da 14 x 11 con consiglio mai eseguito a portarla a 13,56 x 11

i puri diranno che mettere una tripala è come mettere un secchio a poppa ma io mi ci trovo bene visto che faccio crociera tranquilla e mi piace così

[Mikey]

io invece metterei un bella autoprop. Lo so costa ma guadagni a motore e a vela, sono soldi ben spesi

[rebzone]

stessa barca, stesso motore, stesso rapporto, stessa elica bipala 16 x 11

montata tripala da 14 x 11 con consiglio mai eseguito a portarla a 13,56 x 11

i puri diranno che mettere una tripala è come mettere un secchio a poppa ma io mi ci trovo bene visto che faccio crociera tranquilla e mi piace così

in condizioni ottimali arrivo al massimo a  6,3 6,6 nodi

. risposta più mirata di questa direi che faccio fatica a pensarla  grazie infinite del riscontro

...e grazie a tutti per i suggerimenti e l'interessamento...

[bullo]

Lorenzo un secchio ha 35 cm diametro, uguale alla tua elica,è la stessa cosa.
Comunque in media fai 1/10 di meno, con poco vento anche 2/10 meno

[Wally]

Una cosa, io preferirei avere lo stesso risultato con maggior diametro e minor passo, non il contrario, perché é spinge meglio con mare contro ed ha meno regresso. Per comprendere guarda le eliche dei rimorchiatori (non quelli con il VOITH) e le eliche dei motoscafi.

[rebzone]

Mah, . al secchio, tutte le persone con cui ho parlato mi hanno fatto esattamente lo stesso ragionamento di . realtà credo che anche la 2 pale fisse causi un qualche tipo di rallentamento (un secchiello, se vogliamo )...quindi ok 1/10 di meno, ma in realtà, se paragonato con la 2 pale, si può ipotizzare che l'appesantimento sia un po' inferiore.

Come Lorenzo, inoltre, anch'io non ho velleità da regatante (e vorrei anche vedere, dato che la barca è un camper) e, anche se mi piace correre sotto vela, rinunciare a mezzo nodo per la tranquillità della spinta in caso di necessità e la velocità in un trasferimento senza vento, mi sembra un prezzo accettabile da pagare.

Detto questo, Wally introduce uno spunto . procediamo per gradi: 16 bipala è FORSE il dimensionamento corretto, da cui, sempre ipoteticamente, con tripala bisogna scendere almeno a 15 per non sovraccaricare il . scrivevo sopra, l'ipotesi rapida era stata un 15x12 (sto ancora attendendo i calcoli corretti, che vi comunicherò). Questo significa riduzione di dimensione e aumento di passo.
Ora Lorenzo dice che la sua, 14x11, va benone: questo significa che nel caso specifico l'elica rende riducendo ulteriormente il diametro e non toccando il ., questo mi suona strano a livello teorico, ma evidentemente ci sono altre variabili che ignoro che fanno sì che invece tutto giri correttamente.
Aggiungo che, tornando anche al ragionamento di Bullo, se aumento ulteriormente il diametro, es. a 15, il secchio diventa da 38cm anzichè 35... quindi sotto vela comporterà una resistenza ancora maggiore. Può tornare come ragionamento?

[clavy]

Ma io ripartirei un attimo anche dai numeri:
Il bavaria 32 holiday ha una lunghezza al galleggiamento di 26.4' con il numero di Froude, vuol dire una velocità critica di 6.88 nodi.
Il motore ha un regime massimo di 3.000 giri/min => il regime di crociera dovrebbe attestarsi tra il 66% e il 75% dei giri = 2.000-2.250 giri/min
Di norma, si dice che l'elica va dimensionata in modo che si raggiunga la velocità critica con mare liscio e carena pulita.
A me sembra che tu avessi un'elica un po' carica, perché 5-5,5 nodi a 2.000 giri significa (con un regresso lineare) 7,5-8 nodi a 3.000 giri e mi sembra che le indicazioni di Lorenzo siano coerenti...
Ragionerei su un'elica a pale orientabili, senza andare sulle abbattibili, tutti concordano che danno anche meno effetto evolutivo in manovra.

[marmar]

Come Wally sconsiglierei - ma sconsiglierei decisamente - una riduzione così importante del diametro. Se poi si optasse per una tripala orientabile, per alcune tipologie non di ultimissimo grido, il diametro non va proprio ridotto ma il lavoro va fatto solo sul passo.
Altre considerazioni per la serie 2020, il regime massimo è nel range 3200-3600 la coppia massima a 2500 e quindi si ha un regime di crociera confortevole tra 2200 e 2500 giri nei quali è comunque utile dare un carico adeguato al diesel che lo gradisce per cui un'elica leggermente carica proprio non stona se comunque poi si raggiungono almeno i 3200 giri.
Se proprio si vuole tripala fissa, ridurre il diametro al limite a 15 pollici poi va valutato molto attentamente il passo, essendo elica fissa. E tuttavia se fissa su una barca a vela con ausiliario la scelta più equilibrata è la bipala.