Como a relação de solidez da lâmina está relacionada ao empuxo / potência / torque de uma hélice?

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por algum tempo eu estava usando a fórmula ABBOTT para estimativa de empuxo estático em hélices de duas pás:

$$ T = 6.8 \ times10 ^ {- 5} \ times D ^ {3} \ times p \ times RPM ^ {2} $$

$ T $ é impulso estático (N); $ D $ é o diâmetro da hélice (m), $ p $ é o passo da hélice (m); RPM (1 / s)

No entanto, não consegui encontrar nenhuma fórmula que incluísse o número de pás da hélice.

Os métodos de estimativa de empuxo padrão parecem confiar na "área do disco da hélice" , que é sempre assumida para hélices de duas pás.

O mais próximo que consegui foi algo chamado "proporção de solidez da lâmina" ou "solidez do rotor" :

$$ \ sigma = (B c) / 2 \ pi R $$

onde $ B $ é o número de pás de hélice, $ c $ é o acorde de cada pás, $ R $ é o raio do rotor.

A questão é: como a solidez da lâmina está relacionada ao empuxo / potência / torque?

    
por FlegmatoidZoid 04.05.2017 / 15:34

2 respostas

Você encontrará essa informação na literatura sobre design de desempenho de helicópteros. A potência para acionar o rotor (e uma hélice) pode ser subdividida em três partes: potência útil, potência induzida e potência do perfil. A taxa de solidez aparece na parte de potência do perfil.

Assim como na aerodinâmica, as equações de potência / empuxo são freqüentemente tornadas adimensionais e avaliadas em coeficientes. From Helicopter Test and Evaluation por Cooke and Fitzpatrick, seção 2.4:

$ C_P = C_T \ left (\ frac {V_C + v_i} {V_T} \ right) + \ frac {s \ cdot C_D} {8} $

com $ s $ sendo a taxa de solidez. Portanto, a taxa de solidez aparece na parte de poder de arrasto do perfil, o que faz sentido.

    
05.05.2017 / 07:54

Cada pá de hélice é uma asa em si, e como uma asa carrega o peso do avião, a lâmina da hélice carrega sua fração do impulso total da hélice. Quanto mais lâminas, menor a fração de cada lâmina.

As baixas cargas de disco são < href="https://aviation.stackexchange.com/questions/29611/how-to-calculate-the-thrust-of-a-piston-or-turboprop-engine/29612#29612"> associado com propulsores de duas ou três pás. Essas podem ser encontradas em aeronaves GA e mais velhos, projetos lentos como aeronaves pré-Segunda Guerra Mundial. Com turboélices e , mais lâminas são necessárias para distribuir as cargas aerodinâmicas e reduzir o coeficiente de sustentação, especialmente nas pontas.

Não existe uma fórmula estrita, mas, em geral, uma maior carregamento de disco é associadas com um maior relação de solidez .

    
04.05.2017 / 16:45