Não é bem assim. A hélice acelera o ar e a seção transversal do ar acelerado é ligeiramente menor que a área do disco de sustentação. No entanto, este jato de ar irá varrer o ar circundante com ele, portanto não há um limite claro. Além disso, a fuselagem ou nacele do motor deslocará o fluxo de escorregamento / esteira da hélice, portanto, você precisa verificar qual seção transversal é necessária para acomodar ambos. Se você olhar agora para a área molhada no rastro da hélice, precisará calcular dois efeitos:
- Aumento da pressão dinâmica e da velocidade da superfície com camada limite totalmente turbulenta, causando mais atrito e resistência à pressão e
- Redemoinho da hélice, que cria força adicional de elevação / lateral nas superfícies na esteira de propulsão. Incluir arraste de compensação para neutralizar os efeitos de redemoinho.
Se você calcular o arrasto sem a hélice, e depois com ele. A diferença é a contribuição da esteira da hélice. Por simplicidade, assuma uma velocidade constante sobre a seção transversal da esteira da hélice e não inclua a aceleração do ar ao redor. Para maior precisão, tente adicionar a deflexão da esteira da hélice pela asa e considere que a aceleração do fluxo de ar através do disco da hélice é normal para ela enquanto o próprio fluxo de ar vem de uma direção descrita pelo ângulo de ataque e pelo ângulo de sideslip. Se estes não forem zero em relação à hélice, a esteira da hélice terá uma direção diferente do fluxo de ar circundante.
Se $ \ Omega $ for a velocidade angular da hélice, $ v _ {\ infty} $ da sua velocidade de voo e $ \ Delta v $ o aumento de velocidade devido à hélice do diâmetro $ d $, o seu redemoinho $ \ omega $ é $$ \ omega = \ frac {2 \ cdot \ Delta v \ cdot (v _ {\ infty} + \ frac {\ Delta V} {2})} {d ^ 2 \ cdot \ Omega} $$ O aumento de velocidade na hélice da hélice de propulsão para um determinado impulso $ T $ é $$ \ Delta v = \ sqrt {v _ {\ infty} ^ 2 + \ frac {4 \ cdot T} {\ pi \ cdot d ^ 2 \ cdot \ rho}} - v _ {\ infty} $$ no ar da densidade $ \ rho $. O empuxo é a potência do eixo do motor vezes a eficiência da hélice.
Este esboço mostra o tubo de fluxo passando pelo disco da hélice (cinza claro) e abaixo do perfil de pressão no tubo de fluxo. O ar é sugado para dentro da hélice e empurrado para fora na parte traseira, e a seção transversal do tubo de fluxo é proporcional ao inverso da velocidade de fluxo. No disco de hélice, apenas metade do aumento da velocidade $ \ Delta v $ ocorreu (hipótese de Froude).
EDITAR:
Esta resposta por @xxavier me levou a um papel muito interessante em que o arrasto de um Lucombe 8b com e sem empuxo foi comparado. Uma maneira muito pensada foi usada para chegar a números zero-thrust, e o resultado mostrou que o arrasto adicional dos efeitos da hélice era de cerca de 30% do total de arrasto de levantamento zero sem empuxo.