A hélice 1 é sempre mais eficiente que 2?

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Com base em outras respostas, li aqui (1) (2) (3) , uma única hélice de lâmina grande é o tipo mais eficiente de empuxo que você pode obter.

Existem 2 motivos para isso (pelo que entendi). Em primeiro lugar, porque cada lâmina na hélice causa vórtices de ponta de asa quando o ar de baixa pressão encontra o ar de alta pressão.

Em segundo lugar, cada lâmina na hélice adiciona área de superfície à aeronave, aumentando arrasto parasitário .

Então, minha pergunta é se as duas hélices estão cercadas por um duto? Supondo que seja um encaixe perfeito, o ducto vai neutralizar os vórtices das pontas das asas, então agora tudo o que resta é o arrastamento parasitário.

Agora você não poderia usar apenas duas hélices que igualam a área de superfície de uma única hélice grande e obter a mesma eficiência sem nenhum arrasto parasitário?

Em uma nota semelhante, você poderia usar apenas uma pequena hélice cercada por um duto e atingir eficiência semelhante (se não melhor) do que uma hélice grande cercada pelo mesmo duto?

Eu digo "se não melhor" porque a hélice menor teria menos área de superfície, portanto menos arrasto parasitário.

    
por YAHsaves 15.07.2018 / 09:07

2 respostas

Os dutos são usados somente para altamente carregados hélices de raio muito pequeno, ou seja, o estágio do ventilador dos motores turbofan. Para cargas de disco mais baixas, uma cobertura ou duto criaria mais atrito do que economiza em eficiência.

Se o número da ponta do Mach da hélice for baixo o suficiente (digamos abaixo de Mach 0,9), então a única hélice de diâmetro máximo será a maneira mais eficiente de criar o empuxo. Essa condição é atendida quando a velocidade de vôo e o empuxo por área de disco da hélice (carga do disco) são baixos.

À medida que a aeronave fica mais rápida, o número da ponta Mach pode ser melhor limitado, reduzindo o diâmetro da hélice. Agora mais lâminas serão necessárias para criar o empuxo desejado e a interferência entre eles reduzirá a eficiência. Além disso, o maior carregamento de disco resultará em mais redemoinho de perdas , e agora ele se torna atraente para operar uma segunda hélice contra-rotativa atrás da primeira. Os dois podem ser juntos ou - melhor ainda - em extremidades opostas da aeronave .

    
15.07.2018 / 22:43
Olhando para uma lâmina de hélice de rotação estática, como em uma bancada de testes, é fácil imaginar como uma hélice de pás seria mais eficiente e como as multiblades não teriam fluxo de ar "limpo" devido à turbulência da lâmina. Isso é verdade e muito perceptível quando se comparam fãs com adereços e é uma teoria popular.

No entanto, é importante perceber que um propulsor que se move através do ar segue um caminho helicoidal em 3 dimensões. Se estiver viajando rápido o suficiente, que 2 lâminas não irão interferir. Este seria um excelente projeto de túnel de vento. Além disso, o arremesso teria um papel, e o estudo do arremesso versus "velocidade mínima de interferência para x número de lâminas em várias condições de campo" seria minha dissertação do tempo, ou por muitos meses.

Em segundo lugar, os suportes de lâmina única são muito resistentes em rolamentos e são conhecidos por sofrerem problemas de vibração, que devem ser evitados como praga em aeronaves.

O suporte de 2 lâminas pode ser perfeitamente balanceado e é muito eficiente. Não é surpresa que seja a lâmina de escolha para aeronaves leves, com a lâmina de 3 também bastante comum quando a distância do solo se torna um problema com motores mais potentes.

A lâmina 1, apesar de ter sido aplicada com motores de baixa potência no passado (Piper Cub), produzindo alguma melhoria na eficiência, deve ser balanceada com o contrapeso.

    
09.11.2018 / 11:20

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