A hélice

A hélice é o elemento do aeromodelo que transforma o movimento de rotação do motor no de translação do aparelho. É constituída por duas ou mais lâminas, dispostas com certa inclinação, que tomam o nome de pás, e pelo cubo, que é a parte central, vizinha do eixo. As suas características aerodinâmicas são muito semelhantes às de uma asa e, assim, distinguem-se: o bordo de ataque, o bordo de fuga, os bordos marginais, os perfis, etc. 1 – bordo de ataque; 2 – bordo de fuga; 3 – perfil; 4 – bordo marginal. As hélices podem ser tratores ou propulsores e esquerdos ou direitos. A hélice trator está colocada, e exerce a sua ação, à frente do centro de gravidade e a hélice propulsora atrás daquele centro. Uma puxa outra empurra. Segundo o sentido de rotação, temos, ainda, esquerdas e direitas. As mais utilizadas são às direitas, em virtude de ser esse o sentido universal dado aos motores. Características principais: Diâmetro: é a medida da circunferência descrita pelas extremidades das pás na sua rotação. O passo: é à distância percorrida pela hélice numa rotação completa. A hélice ao rodar, impulsionada pelo motor, perfura o ar como um parafuso penetrando na madeira. A força que a chave de fenda exerce no parafuso para que ele avance pode comparar-se à potência que o motor fornece a hélice. O seu deslocamento cria, como uma asa, forças de depressão no dorso das pás e de pressão no ventre, o que chamamos de força de tração. Pode dizer-se que as pás são asas giratórias e que a força de tração na hélice tem idêntica origem à da sustentação na asa. Recuo: O avanço efetivo da hélice não corresponde, em virtude das perdas e resistências, ao passo teórico, chamando-se a essa diferença o recuo. O passo prático: é a distância que, na realidade, a hélice avança numa volta completa – que somado ao recuo, dará, o passo teórico. Imagem Um hélice de bom rendimento terá um passo constante, isto é, todas as seções da pá terão o mesmo avanço. As mais próximas do eixo terão maior inclinação que as seções mais afastadas, por ser a velocidade periférica naqueles pontos inferiores à das extremidades, já o avanço será idêntico. Para que o passo seja constante, os ângulos das diversas seções das pás serão tanto maiores quanto mais próximas estiverem do cubo, em virtude da velocidade relativa dos diversos pontos da pá crescer na razão direta da distância desses pontos ao eixo da hélice. Por exemplo: uma hélice de 8" de diâmetro aplicado num motor que desenvolva 17 0 r.p.m. - é fácil comprovar que a extremidade deste hélice atingirá a velocidade de 639 km/h, enquanto um ponto situado, a ¼ da pá a partir do eixo, rodará apenas a 160 km/h. Os turbilhões que se desprendem dos extremos e do centro do hélice, provocados pela velocidade de rotação, assumem valores importantes e fazem com que a zona de maior rendimento se encontre a cerca de 3/4 do comprimento da pá, a contar do eixo. Ponto onde, normalmente, a pá é mais larga. Torque: É a reação criada pela força rotacional da hélice, que tende a fazer rodar o modelo no sentido oposto ao do deslocamento das pás. Demonstrar-se isto fazendo correr o modelo pelo solo, sem asas. O torque fará rodar a fuselagem no sentido contrário ao da rotação do hélice. Podes-se isto se modificando o anglo relativo entre o eixo do motor e o do aeromodelo. Em vôo, a força de torque é amortecida pela asa, mas mesmo assim faz baixar uma das pontas, atuando sobre a superfície de uma das semiasas. Um corpo que gira a elevada velocidade tende a manter inalterável a posição do seu eixo de rotação, e o efeito é tanto maior quanto maior for à velocidade rotacional e o peso do corpo. Contudo, quando o eixo é obrigado a mudar de posição, desloca-se como se a força fosse aplicada num ponto situado a 90º, no sentido da rotação.- é o efeito giroscópio. Efeito giroscópico: Esta força especial de reação, que é aplicada sobre um eixo normal ao eixo de rotação. Assim, por exemplo, um modelo que tenha a tendência de rodar à esquerda está sujeito ao efeito giroscópico que o obriga a cabrar, se a hélice com que está equipado for direita. Podes-se isto se modificando o anglo relativo entre o eixo do motor e o do aeromodelo. Escolher uma hélice representa estabelecer o diâmetro, o passo, a área das pás e o perfil. Esses elementos determinam-se tendo em conta diversos fatores, tais como: a classe do modelo (modelo com motor de borracha, elétrico, velocidade, acrobacia, etc.), a potência do motor, a carga alar, a envergadura, a superfície sustentadora, e etc. O diâmetro: é uma das principais características a se determinar, depende da envergadura e superfície alar e do peso do modelo. Pode dizer-se, que um modelo pesado deve ter uma hélice de grande diâmetro, exigindo-se o mesmo a modelos de grande envergadura ou de elevada carga alar, salvo nos modelos de velocidade pura. O passo: este está diretamente relacionado com a potência do motor e velocidade requerida. Quanto maior for o passo, maior será o avanço, se se dispuser da potência necessária. O passo varia ainda, na razão inversa, com a área alar e carga do modelo. Passo e diâmetro são, no entanto, características intimamente ligadas. Assim, pode dizer-se que um modelo de vastas dimensões e pesado deve ter um hélice de passo fino e grande diâmetro, ao contrário de um modelo leve e de grandes proporções este poderá ter um hélice também de grande diâmetro e passo mais elevado. Generalizando: Pode-se afirmar que a superfície das pás variam com o número de rotações pretendido - quanto maior rotação, menor a área da pá. É por isso que, nos modelos de velocidade, se empregam hélices de pás muito estreitas, enquanto nos lentos a área das pás chega a ultrapassar, por vezes, 15 % da área alar. Como já foi dito, que a hélice é uma asa sob o ponto de vista aerodinâmico, o perfil das pás segue as mesmas regras que o das asas. Assim, se se tratar de um hélice destinado a girar lentamente (caso dos modelos com motor de borracha ou indoor), o perfil das pás será fino, côncavo-convexo e de grande curvatura. Nos modelos com motor de pistão ou elétricos, o perfil da hélice será côncavo-convexo de muito pequena curvatura. Para se obter um rendimento elevado, usa-se seguir as de tabelas e recomendações fornecidas pelo fabricante do motor, havendo o trabalho de interpretar esses valores de acordo com as normas recomendadas para cada caso, dentro de cada modalidade e características do próprio modelo.Nos motomodelos de voo livre usam-se normalmente hélices com um diâmetro compreendido entre 1/7 e 1/8 da envergadura alar, andando o passo por, mais ou menos, metade do diâmetro. A parte mais larga da pá, que situa-se, aproximadamente, a 2/3 a partir do cubo, anda por cerca de 10 % do diâmetro. De uma forma geral, e dentro destes princípios, pode dizer-se que um motomodelo com uma carga alar elevada deve ter um hélice de grande diâmetro e pequeno passo, enquanto para cargas alares inferiores o hélice terá um diâmetro menor e um passo mais elevado.Nos modelos de acrobacia, combate e treinamento as características dos hélices não variam muito em relação aos de voo livre, já que naquelas modalidades se pretende também uma potência constante, e não uma elevada velocidade.já nos modelos de velocidade, o diâmetro é bastante mais reduzido. O passo é sempre superior ao diâmetro e as pás são muito estreitas e finas, com as extremidades arredondadas, para reduzir ao mínimo as resistências marginais. Para se calcular uma hélice apropriada, deve, consultarem-se as tabelas publicadas interpretá-las de acordo com as regras aconselhadas para cada caso. Sabe-se, no entanto, que, em vôo, e para a mesma afinação de motor, o recuo do hélice diminui, aumentando o número de r.p.m. Assim, nos modelos de alta desempenho verifica-se um aumento do número de r.p.m. do motor da ordem dos 10 %, ao passo que nos restantes modelos - de tipo sport, motomodelos de vôo livre. - esse aumento atinge em regra os 20 % De qualquer modo, porém, serão as experiências de campo que, finalmente, determinarão o hélice que dá maior rendimento ao modelo, seja ele de acrobacia, de velocidade ou de vôo livre. É aconselhável usar-se, nas primeiras experiências, o hélice teoricamente mais indicado e tomar nota dos resultados. Depois, deve-se experimentar-se outras hélices, de diâmetros e passos ligeiramente superiores e inferiores, e comparar os resultados obtidos, para se chegar a conclusões definitivas.