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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso

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Gizmo

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« en: 22 de Junio de 2006, 18:10:27 pm »
Voy a intentar no enrrollarme mucho. Todos sabemos, espero, que un avion vuela por la forma aerodinamica del ala. La curvatura del perfil hace que el aire circule mas rapido en la parte superior, y en la inferior mas lento. Esto causa una depresion en la parte superior que succiona el ala hacia arriba. Esto que sucede con un solo perfil, pasa a lo largo de todo el ala, quedando como resultado una fuerza que se descompone en dos: la parte perpendicular a la corriente de aire (sustentacion) y la paralela al aire (resistencia inducida). La sustentación es la que nos hace volar, la resistencia (que es una suma de resistencia inducida -la debida a la sustentacion-, resistencia de forma -la debida al objeto y su forma- y resistencia de interferencia -no se explica muy bien de donde sale, pero segun como montes los componentes "interfieren" mas o menos entre ellos y generan resistencia), la resistencia es la que nos hace que necesitemos un motor para volar.

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Gizmo

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #1 en: 22 de Junio de 2006, 18:22:52 pm »
La fuerza de sustentación varía linealmenbte con el ángulo de ataque del ala (angulo que forman la corriente incidente y la cuerda del perfil), y se trabaja con ella de forma adimensional, así que CL=a*alfa+b, siendo alfa el angulo de ataque. La resistencia varía de forma cuadrática, siendo la polar del avión la curva de la resistencia (también de forma adimensional) CD=c*alfa^2+d*alfa+e. aunque tambien se puede expresar como CD=c'*CL^2+d'*CL+e'

la fuerza de sustentación es L=0.5*ro*CL*S*v^2 siendo ro la densidad del aire en la que se mueve el perfil (de ahi, que cuanto mas alto volemos, menos sustentacion, pues la densidad baja), CL el coeficiente de sustentacion (que depende de la geometri adel ala y su perfil además del ángulode ataque), S la superficie alar en planta, y v la velocidad relativa ala-aire. Ahora podemos entender... a mas altura, menos sustentacion. Cuanto mas calor haga, menos denso el aire (y vice-versa) y menos sustentacion, a mas pequeño el ala, menos sustentacion -y mas rapido ha de volar el avion para conseguir que la sustentacion sea igual al peso!!, que los flaps lo que hacen es modificar el CL y por eso aumenta la sustentación, y que si son flaps fowler además aumenta la superficie alar...

La resistencia es D=0.5*ro*CD*S*v^2, y con las ecuaciones anteriores también podemos ver como cuanto mas rapido volemos más potencia necesitaremos para igualar la resistencia (la potencia se puede medir en Empuje, para los motores a reaccion, y este ha de ser igual a la resistencia para un movimiento rectilineo y uniforme, o en caballos en caso de motor de hélice, entonces tendremos en cuenta que la potencia del motor es igual a la tracción que necesita el avión -que al igual que el empuje ha de ser igual a la resistencia- por la velocidad P=T*v=D*v). Cuanto más alto volemos, menos resistencia... etc etc etc...

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Gizmo

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #2 en: 22 de Junio de 2006, 18:29:11 pm »
La helice se puede considerar un ala girando entorno a un eje, con un perfil aerodinamico muy cambiante desde el encastre a la punta de ala, y con el angulo de ataque también cambiante. Vamos a partirla en muchas rodajas y nos quedamos solo con una de ellas, tenemos un perfil. (vamos a hacer muchas simplificaciones, pero asi nos entendemos mejor).

Esa rodaja es un perfil aerodinámico, y ya sabemos como funciona. Al girar el aire incide en ella con cierto ángulo de ataque. Se produce la sustentación (que ene ste caso es paralela al eje del avión) y la resistencia (que podemos considerarla contenida en el eje de giro de las palas -y no aspas ¬¬ - de la hélice). Si sumamos el efecto de todos esos miniperfiles, tendremos una fuerza resultante paralela al eje del avión (la tracción) y otra contenida el eje de giro (la que nos dá el par resistente necesario vencer con la potencia del motor).

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Gizmo

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #3 en: 22 de Junio de 2006, 18:38:31 pm »
Como paso de la hélice, si la memoria no me traiciona, se coje el ángulo que forma la cuerda del perfil que esta al 75% del radio de la hélice con el plano de giro de la hélice. Si aumentamos el paso de la pala, aumenta el angulo de ataque de cada uno de los perfiles que forman la hélice, y también aumenta la tracción, peeeeeeeero por eso mismo aumenta (y de forma cuadrática) la resistencia que da cada uno de esos perfiles, así que también aumenta la potencia necesaria para mover la hélice.

Conclusión, con pasos "finos", es decir, bajo angulo de ataque, el avión necesita poca potencia para mover la hélice, se genera poca tracción (por eso se revoluciona más el motor, para poder generar mas tracción, y por eso se calienta más), y es el paso usado en despegue y trepada. Como bien decia en un post Toro, es el equivalente de la 1ª de un coche.

Los pasos "bastos" son altos, aumenta mucho la tracción, también la potencia necesaria para hacer girar la hélice, pero "corre más". Es la ideal para crucero. Es la equivalente a la 5ª.

En los aviones de hélice de paso fijo, ha de optimizarse el paso de ésta para alguna condición, ascenso, o crucero, o... así que se llega a soluciones de compromiso.

Las helices ajustables en tierra no solucionan el problema de las anteriores, optimizan solo el avión para un tipo de vuelo.

Las hélices ajustables en vuelo, hacen que un buen piloto saque un rendimiento idóneo de su motor y su avión, es la caja de cambios manual.

Las hélices de velocidad constante se conocen así por ser su velocidad angular constante. Su paso se adapta automaticamente a la potencia que estamos enviando con la palanca de gases, para que el motor gire siempre a las rpm que se hayan considerado como optimas.

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Gizmo

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #4 en: 22 de Junio de 2006, 18:39:01 pm »
ahora, en el PF, hagáis las aclaraciones necesarias de como se maneja la hélice en el mundo OLEG

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DReaper

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #5 en: 22 de Junio de 2006, 18:49:32 pm »
Soberbio. :dios::dios::dios::dios:

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Gizmo

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #6 en: 23 de Junio de 2006, 16:10:40 pm »
ponemelo una chincheta, asi nbo hay que volver a repetirlo en caso de que alguien pregunte mas veces...

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Toro1

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #7 en: 23 de Junio de 2006, 17:15:07 pm »
Tremenda explicación. :pulgares: :maestro:

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Jaker

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #8 en: 23 de Junio de 2006, 18:09:01 pm »
Jodó... y tan tremenda... ahora mostraré un poco más de respeto por los aviones de paso variable  :shock:  :?
Lo que se pueda, cuando se pueda y si se puede...


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Seasick

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #9 en: 23 de Junio de 2006, 18:20:09 pm »
Por fin lo he podido leer. Gracias Gizmo :pulgares:
Una preguntita: en las hélices de velocidad constante, además de la potencia (gases) se puede modificar también las revoluciones ¿no?

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Gizmo

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #10 en: 23 de Junio de 2006, 18:29:43 pm »
Cita de: "Seasick"
Por fin lo he podido leer. Gracias Gizmo :pulgares:
Una preguntita: en las hélices de velocidad constante, además de la potencia (gases) se puede modificar también las revoluciones ¿no?


NO. Por eso se llama de velocidad constante! porque la velocidad angular con la que giran (es decir radianes por segundo o revoluciones por minuto) son constantes...

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Seasick

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #11 en: 23 de Junio de 2006, 21:20:17 pm »
Quizá me estoy explicando mal. Me refiero a si las revoluciones del motor se gestionan sólo con la palanca de gases o además con un control específico. Alguno de las aviones representados en PF tenían hélice de velocidad constante, y se gestionan las revoluciones del motor con el mismo mando del pitch  (compromisos necesarios, supongo).

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« Respuesta #12 en: 23 de Junio de 2006, 22:25:52 pm »
Cita de: "Seasick"
Quizá me estoy explicando mal. Me refiero a si las revoluciones del motor se gestionan sólo con la palanca de gases o además con un control específico. Alguno de las aviones representados en PF tenían hélice de velocidad constante, y se gestionan las revoluciones del motor con el mismo mando del pitch  (compromisos necesarios, supongo).


la velocidad angular sigue siendo constante. Si llevas una reductora, la relacion entre el motor y ha helice es siempre la misma. si la helice gira a vel cte, el motor, gira a vel cte.

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Seasick

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #13 en: 23 de Junio de 2006, 23:19:13 pm »
Me engañas, Gichmo, me engañas  :wink:

Yo me refiero a esto:

Citar
With a fixed pitch propeller power is set according to the RPM setting of the engine which is set by the Pilot setting the throttle. With a constant speed propeller, the pilot sets the speed of the propeller in RPM and then adjusts the throttle to the desired manifold pressure with the combination of propeller RPM and manifold pressure determining the power setting of the engine.


http://www.geelongflightcentre.com.au/AdvCSU.htm

La velocida es constante, pero no fija, la establece el piloto.

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DReaper

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Como se genera la traccion en una hélice, y el paso
« Respuesta #14 en: 23 de Junio de 2006, 23:36:38 pm »
El problema es que estais usando "paso fijo" como "paso constante", que no es lo mismo, me parece a mí. ;)

 

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