Foro Militar General

Hola

La comparación de Mma de la hélice de velocidad constante y un cambio de marchas no es del todo correcta.

A ver si consigo explicarlo, el concepto es sencillo, pero explicarlo, no tanto.
En un coche el motor tiene una serie de regimenes para cada marcha (por ejemplo, de 2.000 a 6.000 vueltas) y lo que se hace es cambiar el uso de esa vueltas: en primera, se corre poco pero se acelera mucho, en sexta se corre mucho pero se acelera poco (hasta aquí todo correcto)

En un avión no es así. El régimen de uso es muy limitado, pocos cientos de rpm. Muy pocos cientos de rpm. Por ejemplo (datos reales de un avión) crucero lento: 2.300 rpm, crucero medio: 2.400 rpm y crucero alto 2.500. Es decir, el motor anda siempre dando entre el 80 y el 100% de su potencia (de hecho, es lo mejor para los motores)

¿cómo funciona la hélice? Pues tu le fijas los parámetros de presión de admisión y revoluciones del motor/helice (van solidarios) y una cosa llamada gobernor se encarga de regular el paso de hélice para que se mantengan (siempre claro, dentro de un orden, no puedes ir con 29 pulgadas de admisión y 1.500 rpm sin reventar el motor) En el caso del coche, es como si el motor girara siempre a 2.500 rpm, pero para acelerar, la rueda se redujera y a medida que aumenta la velocidad, la rueda aumenta de tamaño, para tener siempre el motor del coche a la misma velocidad. En el caso del avión, una vez alcanzado el equilibrio entre paso de hélice y presión, si el avión sube, se acorta el paso para mantener las rpm, si baja, se alarga (siempre teniendo en cuenta que un cambio en la altura hace variar la presión de admisión, claro)

Creo que no hace falta decir que este sistema es mucho mas eficiente para el motor que una hélice de paso fijo o variable por pasos (como eran los primeros Spitfires, con dos únicos pasos de hélice)

Espero haberme explicado.

El número de palas de la hélice como han dicho mma, es sólo un parámetro más. Si la de cuatro palas es mas eficiente que la de dos no es solo por el número de palas sino porque en general son más eficientes.

Y si queremos hélices con muchas palas y eficiente, sólo tenemos que ver las hélices contrarrotantes de 8 palas del Tu-95 (que es más rápido que un B-52) el A-400 M o en AN-70 (16 palas por hélice) Al final, depende del diseño (las palas del A-400 M o del AN-70 se parecen como un huevo y una castañas a las de un caza de la SGM)

Saludos

Hola

Sam JOhnson escribió:aspas, es interesante que el mismo Dornier usara hélices de 4 aspas para motores de 610 hp en su barco volador en 1929 y hélices de 3 aspas en su flecha con motores de 1,600 hp.

Es absurdo comparar una hélice de madera de paso fijo con una de velocidad constante.

Sam JOhnson escribió: Lo mas increible es que la mejor hélice que he visto la uso un oficial naval francés Felix du Temple de la Croix en 1872, tenia doce aspas a bajisimas revoluciones para solo 6 caballos, asi que casi toda la potencia se usaba para mover aire, en lugar de para hacer turbulencia y ruido. Es increible que el mundo lo haya ovidadado, les recomiendo el artículo en Wikipedia. Los Wright usaron dos helices de 2 aspas (4 aspas en total) para solo 12 caballos y giraban a solo 350 RPM asi que produjeron mas fuerza propulsora por caballo de fuerza (130 libras/12 caballos) y menos ruido y turbulencia, que todos los aviones motorizados que les siguieron.

Ya puestos podemos hablar de hélices con seis aspas que a 200 rpm son capaces de mover cientos de miles de tm en un petrolero ... y encima, son de paso fijo

No estaría de más pensar un poco a qué velocidad se movía ese maravilloso aparato con 6 CV y ver que pasaría con una hélice moviendose a 300 rpm a 500 km/h. Los aerogeneradores creo que se mueven a unas 60-120 rpm, pero igual es que son un poco grandecitos ...

obviamente una hélice de paso fijo es menos eficiente que una de paso variable y obviamente una hélice de 4 aspas de paso variable es mas eficiente que una helice de 3 aspas de paso variable. De lo contrario los ingleses y americanos no hubieran gastado mucho mas en hélices de 4 y 5 aspas si una de 3, mucho mas economica hubiera funcionado.
¿Si no importa el número de aspas, porque no usaron hélcies de paso variable de 2 aspas en sus aviones los alemanes, mucho mas economicas? como la de Lindbergh en su motor de 223 hp del Espiritu de San Luis.
saludos

Bueno, la pregunta se podria volver del reves: ¿Por que si lo que importa es el número de palas los aviones no llevan 20, 30 o cuarenta?

Si importa el número de palas, pero NO es el factor básico a la hora de definir el rendimiento. Es solo uno mas de muchos y desde luego no el mas importante.

El diseño de una helice, como el de todas las cosas, es una solución de compromiso entre todos los parametros que lo definen. No por tener veinte palas una hélice es mejor ni por tener dos es peor, depende de lo que se vaya buscando en cada momento. Un mayor número de palas supone mayores pesos y por tanto mayores inercias. Y si en ese compromiso se comprueba que alargandola se consigue el mismo rendimiento pero disminuyendo esas inercias, se elegirá esa opción.

Si por el contrario no se puede alargar (porque supone hacer un tren muy largo, por ejemplo) pues hay que asumir esas penalizaciones porque el resultado final compensa.

Pero decir que una hélice de cuatro palas es mejor que una de dos simplemente porque tiene mas palas es un error. Y decir que hace menos ruido porque teniendo mas palas gira mas lento, pues tambien. La velocidad de giro vendrá determinada, además de por su longitud, por la velocidad útil del motor y por la desmultiplicación que apliquemos. Principalmente por estas dos cosas y la hélice lo que hace es adaptarse a ellas, no al reves.

Buscando por la red aparecen muchas cosas. Esta página es de aeromodelismo pero para los efectos los principios son exactamente los mismos variando la escala. Y se puede ver que el número de palas es un factor marginal, es mucho mas importante la cuerda de estas (porque incide directamente en el consumo, para las mismas revoluciones una helice mas ancha "mueve" mas aire), el perfil, el paso y el diametro, los dos factores básicos.

http://www.mh-aerotools.de/airfoils/jp_ ... design.htm

Buena pregunta, yo estoy haciendo experimentos virtuales con una hélice de 36 aspas, 3m, a 700 rpm para una turbina de 600 hp (un turboprop) con excelentes resultados de fuerza propulsora por hp y poca turbulencia (ruido) y vibración.
Ademas si quieres acabar de convercerte de la importancia del número de palas, ve el super tucano con 5 aspas para una turbina de 1,600 hp y observa cuantas aspas tiene el fan de la turbina GE de 100,000 hp del 787, este fan no es mas que una hélice, ya que mueve mucho mas aire del que necesita la turbina para la combustion (es un turbofan, mucho mas eficiente que un turbojet).

la helice de los Wright funcionaba a 350 y su motor a 1,000 rpm, la helice de un turboprop puede girar a la velcodad que quieras, aunque la turbine opere a 30,000 rpm, para eso hay reductores de engranes, cilcoidales y hasta poleas para los motores pequeños.
pero veo que jamas te convencere asi que me retiro

Sam JOhnson escribió:Buena pregunta, yo estoy haciendo experimentos virtuales con una hélice de 36 aspas, 3m, a 700 rpm para una turbina de 600 hp (un turboprop) con excelentes resultados de fuerza propulsora por hp y poca turbulencia (ruido) y vibración.

Tu lo has dicho, virtuales.

Esos estudios ya se han hecho y los resultados son extraordinarios (teoricamente), sobre todo en lo referente al consumo. Al pasar a un modelo real como puede ser un unducted-fan ese mayor numero de palas ha resultado en una aumento de vibraciones y de ruido con respecto a un motor convencional de similares caracteristicas.

Sam JOhnson escribió: Ademas si quieres acabar de convercerte de la importancia del número de palas, ve el super tucano con 5 aspas para una turbina de 1,600 hp y observa cuantas aspas tiene el fan de la turbina GE de 100,000 hp del 787, este fan no es mas que una hélice, ya que mueve mucho mas aire del que necesita la turbina para la combustion (es un turbofan, mucho mas eficiente que un turbojet).

Hombre, no creo que se pueda comparar una hélice con un fan porque tengan aspas.

La misión de la hélice es transmitir directamente la potencia del motor al aire, la misión del fan es comprimir el aire para que el motor entregue el trabajo en la turbina.

Son dos cosas completamente distintas aunque movamos aire.

Sam JOhnson escribió: Ademas si quieres acabar de convercerte de la importancia del número de palas, ve el super tucano con 5 aspas para una turbina de 1,600 hp y observa cuantas aspas tiene el fan de la turbina GE de 100,000 hp del 787, este fan no es mas que una hélice, ya que mueve mucho mas aire del que necesita la turbina para la combustion (es un turbofan, mucho mas eficiente que un turbojet).

No se puede comparar una hélice con el fan de un turbofan (por ejemplo, el Fan del turbofan es de paso fijo) Tienen misiones distintas. Una tracciona y el otro, comprime aire. Una no funciona en supersónico, el otro si, ...

Es como el contraejemplo que hice con la hélice de un barco.

me han hecho regresar.
El unducted fan opera a altas revoluciones, si hubieras puesto atencion sabrias que mi hélice opera a 700 rpm, asi que la vibración y eficiencia debe ser desastrozas, como dices.

lo interesante de la helice de 36 aspas y la turbina de 600 hp, es que si pones una enfrente del avion y otra en la cola, como la flecha dornier, tienes 72 aspas y 1,200 hp por avion y produces mas tracción que el super tucano con 1,600 hp, con mucho menos cumbustible, ruido y turbulencia en alas y fuselage y si una turbina falla en medio de la selva o es dañada en combate, te queda otra para regresar. La hélice costara cerca de U$ 40,000, pero creo que el aumento en eficiencia, etc, lo justifica.
Una variante con alas en flecha excede los 720 km/h y sería buena para entrenar los pilots.

Sam JOhnson escribió:me han hecho regresar.
El unducted fan opera a altas revoluciones, si hubieras puesto atencion sabrias que mi hélice opera a 700 rpm, asi que la vibración y eficiencia debe ser desastrozas, como dices.

O nó.

Corrigeme si me equivoco pero de los varios modelos construidos de UDF el de Pratt & Whitney/Allison, el 578-DX, también llevaba una caja reductora para disminuir el ruido y las vibraciones.

Despues de varias pruebas se decidió dejarlo para mejor ocasión porque aunque disminuian ambas los niveles seguian siendo superiores a los de los fan convencionales. El GE90 de GE/Nasa, sin caja reductora, tenia mayores niveles pero era mucho menos pesado y de mantenimiento mas sencillo. Asimismo mejoraba el consumo (no se pierde rendimiento en la reductora).

Supongo que lo habras leido:
http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/1988/TM-101361.pdf

todas las pruebas se hicieron con turbinas de miles de hp y requerian altas revoluciones, claro que no tan altas como la turbina de 30,000 rpm o mas y un reductor bajaba la velocidad, pero aún las velocidades mas bajas que usaron eran muy altas, para poder transmitir los miles de caballos. La única razon por la que yo puedo usar bajas revouciones es porque estoy usando solo 300 y 600 hp. si tuviese que usar 10,000 o hasta 100,000, como el 787 tendria que usar mucho mas rpm y generar mucho mas turbulencia, vibracion y ruido.

en cuanto al rendimiento, todos los turbofans de ultima de generacion de maxima eficiencia tienen reductores. las perdiadas en el redutcor son minimas, mucho menores que las generadas por la compresibilidad, turbulencia y vibracion si tuvieras el fan a 30,000 rpm de 3m de diametro.
Los turboprops son mucho mas eficientes que los turbojets y aún que los turbofans y tienen que tener reductor.

Claves para su derrota:

(1) La capacidad industrial alemana fue demolida por los bombardeos aliados; es decir las perdidas ya no se podian reponer.
(2) Las materias primas se volvieron escasas a medida que avanzaba la guerra; y
(3) Las directrices insensataz de Hitler y Goering. Ejemplo: el ME262 estaba listo desde 1943, sin embargo Hitler insistio en que se convirtiera en caza-bombardeo...cuando rectifico esta instruccion ya era demasiado tarde.

Ptyseminole escribió:(1) La capacidad industrial alemana fue demolida por los bombardeos aliados; es decir las perdidas ya no se podian reponer.

No deja de ser curioso que las cifras de produucción alemana hayan alcanzado sus máximo en el plena campaña de bombardeos de 1944.

Va a ser que no.