sexta parte helices

8/4/2019 Sexta Parte Helices

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Hlices

Por Manuel Cavero


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Historia de las hlices

(Proyecto "Focke-Wulf VTOL")

Es muy poco lo que se conoce sobre el Proyecto "Focke-

Wulf VTOL" (vertical takeoff and landing = despegue y

aterrizaje vertical). Nada se sabe de las dimensiones, del

peso o de la perfomance de la mquina. Toda la aeronave

era un gran "plano de sustentacin" con dos enormes hlices

localizadas en el centro del fuselaje. Las mismas giraban en

direcciones opuestas (contra rotativas), evitando de esemodo los problemas de torque. A bajas velocidades, el

control se obtena variando la potencia de cada hlice.


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Historia de las hlices

La fuerza impulsora iba a estar provista por un motor turbo

jet que se encargara de mover las hlices. La propulsin

hacia adelante estara generada por la aspiracin forzada de

aire a travs de dos toberas ubicadas en ambos bordestraseros. Es decir que los gases forzados del escape del

motor turbo jet generaran el empuje necesario para

desplazarse y volar. El tren de aterrizaje consista en dos

"patas" principales ubicadas a ambos lados de las hlicescentrales y una pequea rueda en la cola. El piloto se

instalaba en una cabina que sobresala del frente del fuselaje.


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Que es una hlice?

Una hlice es un elemento que transforma la energa

mecnica que se genera en el motor en fuerza impulsora,

que hace que el avin pueda avanzar hacia adelante al

estar asida firmemente al eje del cigeal, el trabajodesarrollado por motor en sus explosiones es traducido

en un movimiento giratorio de la propia hlice.


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La hlice es un dispositivo constituido por un nmero variable

de aspas o palas (2, 3, 4...) que al girar alrededor de un ejeproducen una fuerza propulsora. Cada pala est formada por un

conjunto de perfiles aerodinmicos que van cambiando

progresivamente su ngulo de ataque desde la raz hasta el

extremo (mayor en la raz, menor en el extremo).

La hlice est acoplada directamente o a travs de engranajes o

poleas (reductores) al eje de salida de un motor (de pistn o

turbina), el cual proporciona el movimiento de rotacin.


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Terminologa


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Terminologa

Pala: se denomina asi a aquella parte

de la helice (brazo) que al girar,

produce una fuerza de traccion.

Aunque existen hlices de una solapala, las hlices que a menudo se

utilizan estn conformadas por mas de

una pala.

Cubo: es la parte central de la hlice

en donde se encuentra el agujero parafijacin en el eje del motor. Es

tambin la base de fijacin de las

palas.


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Terminologa

Borde de Ataque: la hlice es

un perfil aerodinamico, por lo

tanto tiene borde de ataque (elde ms curvatura) y borde de

salida.

Radio: se denomina radio de

una hlice a la distancia entre elcentro de la hlice y el extremo

de cada pala.


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Terminologa

Plano de Rotacion: Es un plano

imaginario perpendicular el eje de

la helice. Es el plano que contiene

la circunferencia en donde rotanlas palas.

Angulo de la Pala: Es aquel

angulo formado por la linea de

cuerda de la pala y el plano derotacion. Este varia desde el cubo

hasta las puntas (torsion).


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Terminologa

Angulo de Ataque: es el angulo

formado por la linea de cuerda de

la pala y el viento relativo. La

mayor eficiencia de la helice esobtenida con un angulo de ataque

de entre 2 y 4 grados.

Trayectoria de la Pala: Es la

trayectoria descrita por loselementos de la pala en la

direccion del movimiento


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Terminologa

Pitch: se define como la distancia recorrida por un objeto

espiralado en una revolucion. De manera muy similar a un

sacacorchos cuando se inserta en un corcho describiendo un

recorrido en espiral, la helice se mueve enroscandose en el aire.


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Terminologa

Geometric Pitch: Es la distancia teorica que avanzaria una helice en

una revolucion como si estuviese girando en un solido.

Effective Pitch: Es la distancia actual que una helice avanzaria en un

revolucion en el aire. El effective pitch es siempre menor que el

geometric pitch debido a que el aire es un fluido y este tiene menor

densidad. La diferencia entre ambos se conoce como slip.


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Tipos de Palas

Pala Standard

Ha demostrado un gran rendimiento tanto

en versin bipala como tripala. Puede ser

usada en motores de 2 y 4 tiempos.

Pala 'Florian'

Pala diseada para aviones con altas

prestaciones.

Pala 'VW'Fabricada especialmente para ser usada en

motores de toma directa.


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Fuerzas que actuan en una Hlice

Traccion; es la fuerza del aire la

cual es paralela a la direccion de

vuelo.Fuerza Centrifuga; se debe a la

rotacion de la helice y tiende a

separar las palas de su centro.

Fuerzas de Torsion; en las palas

mismas, la resultante de la fuerzadel aire tiende a torcer la pala hacia

la parte de menor angulo.


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Fuerzas que actuan en una Hlice

Geometric Pitch: Es la distancia

teorica que avanzaria una helice en

una revolucion como si estuviese

girando en un solido.

Effective Pitch: Es la distancia

actual que una helice avanzaria en

un revolucion en el aire. El effective

pitch es siempre menor que el

geometric pitch debido a que el airees un fluido y este tiene menor

densidad. La diferencia entre ambos

se conoce como slip.


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Funcionamiento de la hlice

Los perfiles aerodinmicos que componen una hlice estn

sujetos a las mismas leyes y principios que cualquier otro perfil

aerodinmico, por ejemplo un ala. Cada uno de estos perfiles

tiene un ngulo de ataque, respecto al viento relativo de la palaque en este caso es cercano al plano de rotacion de la hlice.


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Funcionamiento de la hlice

El giro de la hlice, que es como si se hicieran rotar muchas

pequeas alas, acelera el flujo de aire hacia el borde de salida de

cada perfil, a la vez que deflecta este hacia atrs (lo mismo que

sucede en un ala).


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Tipos de Hlices


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Hlice de paso fijo

Hlice de paso variable

Hlice de paso variable y velocidad constante

Hlice de paso variable y velocidad constante y

enbanderamiento


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Hlice de paso fijo.

En este tipo, el paso est impuesto por el mejor criterio del

diseador del aeroplano y no es modificable por el piloto. Este

paso es nico para todos los regmenes de vuelo, lo cual

restringe y limita su eficacia; una buena hlice para despegueso ascensos no es tan buena para velocidad de crucero, y

viceversa. Una hlice de paso fijo es como una caja de

cambios con una nica velocidad; compensa su falta de

eficacia con una gran sencillez de funcionamiento y bajoprecio.


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Hlice de paso variable.

Este tipo de hlice, permite al piloto ajustar el paso,acomodndolo a las diferentes fases de vuelo, con lo cual

obtiene su rendimiento ptimo en todo momento. El ajuste se

realiza mediante la palanca de paso de la hlice, la cual

acciona un mecanismo que puede ser mecnico, hidrulico oelctrico. En algunos casos, esta palanca solo tiene dos

posiciones: paso corto (menor ngulo de las palas) y paso

largo (mayor ngulo de las palas), pero lo ms comn es que

pueda seleccionar cualquier paso comprendido entre un

mximo y un mnimo.


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Hlice de velocidad constante.

Es una hlice de paso variable, cuyo paso se regula de formaautomtica, manteniendo fija la velocidad de giro de la hlice,

con independencia de los cambios de potencia en el motor.

Estas hlices tienen un regulador que ajusta el paso de las palas

para mantener las revoluciones seleccionadas por el piloto,

utilizando ms eficazmente la potencia del motor para

cualquier rgimen de vuelo.


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Eficiencia de la Hlice


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Por Manuel Cavero

Fin de la ultima parte

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