quinta-feira, 9 de junho de 2016
Helice tripa x bipa
Quanto mais pás mais, mais uma entra na turbulencia da anterior, ficando menos eficiente.
Nos avioes 1:1, a vantagem de aumentar o numero de pas e' conseguir mais potencia sem aumentar excessivamente o diametro (que aumenta o trem de pouso e a velocidade da ponta) e a rotacao (que aumenta a velocidade da ponta). Lembrando que nestes e' preciso tomar cuidado para a ponta da helice nao atingir a velocidade do som.Acontece um efeito chamado ressonancia harmonica... já vi testes em helices feitas com camera super hiper lenta e uma onda se propaga por toda helice fazendo ela oscilar cada vez mais e mais até que cada nó da oscilação se parte... ou seja é helice voando pra todo lado. Nos nossos modelos podemos aumentar bastante a rotacao sem este risco, portanto melhor uma bipá em uma rotacao maior.As hélices normais, assim como as asas normais, não funcionam bem acima da velocidade do som. As pontas das hélices sempre se deslocam no ar bem mais rápido do que o avião no qual estão instaladas, pois sua velocidade é a velocidade do avião mais a velocidade linear da ponta da hélice. Por causa disto, a máxima velocidade teórica para aviões a hélice fica em torno de Mach 0.7.
O arrasto da hélice, e portanto o torque necessário para girá-las, aumentam significativamente, assim como o ruído devido à formação de ondas de choque.
Para uma hélice funcionar bem acima da velocidade do som, é necessário que sejam bem finas, curvas (em formato de cimitarra) e de preferência contra-rotativas. Neste arranjo elas são eficientes acima da velocidade do som, chegando a ser mais eficientes do que turbofans. Nunca ouvi, mas dizem que o russo Tu-95, o mais rápido avião a hélicie ( Mach 0.82) faz um baita barulho.Nos elétricos não temos muito com que nos preocupar. As hélices grandes giram mais devagar, as que giram rápido são pequenas. Normalmente as hélices de modelos rápidos têm pequeno diâmetro. Uma 5x3 a 30000rpm já dá mais de 700g de empuxo.
A velocidade angular da ponta da hélice pode ser calculada:
Va=diametro * pi * rpm / 60
Para uma hélice de 5 polegadas a 30000rpm isto dá:
Va=0,12 * 3,14 * 30000 / 60, ou seja, 188m/s
Somando a velocidade linear (Vl) do modelo, digamos que seja uns 50m/s, a velocidade resultante fica:
V=raiz(Vl²+Va²)
V=194,5m/s, equivalente aproximadamente a mach 0.57
Agora, suponhamos que seja um pylon racer elétrico gigante, uma 10x6 girando a 30000rpm dá uns 5,5Kg de empuxo, e sua velocidade seria de:
Va=diametro * pi * rpm / 60
Va=0,25*3,14*30000/60=392m/s, que já passou da velocidade do som e portanto dá porcaria.
Para evitar sito nos elétricos não seria muito difícil, bastaria usar um motor de Kv mais baixo e uma hélice com passo maior. Uma 10x9 daria o mesmo empuxo com pouco mais de 16000rpm, aí a velocidade da ponta já cai bem.Regra Geral de Conversão de Hélices Bipá para Tripá: Diminuir 1 polegada do diâmetro e aumentar 1 polegada do passo. Exemplo: uma hélice 10x6 bipá converte-se em uma hélice 9x7 tripá
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