SISTEMAS DE HÉLICES Y GOBERNADORES (4)

SISTEMAS DE HÉLICES Y GOBERNADORES

• DESCRIPCIÓN.• PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DE LA HÉLICE.• HÉLICES PARA MONOMOTORES Y POLI

MOTORES.• HÉLICES DE PASO VARIABLE DE SIMPLE Y

DE DOBLE PASO.• REQUISITOS GENERALES DE LAS HÉLICES.• SINCRONIZACIÓN DE LAS HÉLICES.• BANDERA AUTOMÁTICA DE LA HÉLICE• RENDIMIENTO DE LA HÉLICE.• EL RUIDO EN LA CABINA Y SU CONTROL.

HÉLICES

• La hélice tiene dos elementos principales: buje y palas. El buje es la parte central de la hélice. La pala esta formada por secciones llamadas “secciones de pala”.

Cubo de la hélice y sus elementos.

1. Angulo de pala; 2. Intrados, o superficie inferior del perfil aerodinámico de la pala; 3. Extrados, o superficie exterior del perfil aerodinámico de la pala; 4. Estación de pala; 5. Espiga; 6. Pasador de acero para retención de pala.

Secciones de pala de hélice, un concepto útil para explicar el funcionamiento de la hélice.

TERMINOLOGÍA DE LA HÉLICE

• Angulo de ataque• Angulo de pala• Angulo de la hélice• Bandera.• Borde de ataque.• Borde de salida.• Cuerda.• Disco de la hélice.• Pala.• Paso geométrico.• Paso efectivo.• Resbalamiento.

PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DE LA HÉLICE.

Fuerzas que actúan sobre la hélice:

• Fuerza centrifuga de la pala.

• Tracción.• Par de reacción.• Momento

aerodinámico de torsión.

• Momento centrifugo de la pala.

HÉLICES PARA MONOMOTORES Y POLIMOTORES

• Hélices de paso fijo Son en las que el paso no se puede

alterar en el vuelo, se clasifican en: hélices de paso fijo, hélices de paso ajustable, hélices de paso variable.

• Hélices con sistema de abanderamiento

El borde de ataque de la pala esta alineado con la dirección de la velocidad de la corriente libre en un ángulo de 90º.

• Hélice reversible. Es de velocidad constante y con

sistema de abanderamiento. Tiene la capacidad de invertir el paso.

Posición de la hélice en diversas situaciones de funcionamiento.

HELICES DE PASO VARIABLE DE SIMPLE Y DE DOBLE EFECTO

Vistas como sistema, las hélices de paso variable se dividen en dos grupos: hélices de simple y de doble efecto.

Se dice que una hélice es de simple efecto si el pistón del cilindro hidráulico esta preparado para recibir presión solo por un lado del mismo. Es el caso de las hélices de monomotores y bimotores ligeros, incluidos turbohélices. La hélice de simple efecto es la hélice estándar actualmente.

Por el contrario, si el pistón del cilindro hidráulico que cambia el paso de la hélice esta diseñado para recibir presión de aceite en amabas caras del pistón, se dice que la hélice es de doble efecto. Es el caso de las hélices de grandes aviones, hoy no muy frecuentes, que necesitan fuerzas hidráulicas de accionamiento importante.

REQUISITOS GENERALES DE LAS HELICES.

• Requisitos operacionales de las hélices:

1. Durante el despegue y ascenso la hélice debe limitar la velocidad.2. Durante el funcionamiento en tierra, la hélice no debe superar la

velocidad minima del motor para despegue.3. En vuelo, la hélice no debe permitir que el motor gire a velocidad

máximas.

• Requisitos de diseño:

1. Distancia del suelo: la distancia minima no debe ser inferior a 22,8 cm para avión con tren de aterrizaje convencional y 17,8 cm para tren de aterrizaje triciclo.

2. Distancia local: la distancia del disco de la hélice a la estructura del avión no debe ser inferior a 2,54 cm.

SINCRONIZACION DE LAS HELICES

La sincronización de las hélices permite ajustar todos los reguladores de hélice a las mismas revoluciones.

El sincronizador es un equipo que compara las RPM del motor denominado motor maestro, con las revoluciones del otro motor (o resto de motores) llamados esclavos.

La sincronización de fase permite ajustar el paso angular de las palas de una hélice respecto a otra, con el fin de aminorar aun mas el ruido que transmiten las hélices.

BANDERA AUTOMÁTICA DE LA HÉLICE

• Posición ARM (armado). El sistema pone en bandera la hélice del motor

disminuyendo el par motor por debajo de un determinado valor o el generador de gas debe estar por arriba de una cierta velocidad.

• Posición TEST. Es una posición momentánea del interruptor, de

prueba, que permite comprobar el funcionamiento del sistema simulando una caída de par motor.

PRUEBAS OPERACIONALES DE LA HÉLICE

• Si la instalación cuenta con interruptor de prueba de los reguladores de la hélice, antes del despegue: mando de paso hacia delante; interruptor del regulador en posición TEST; incrementar RPM de la hélice. Disminuir revoluciones y soltar el interruptor de prueba que vuelve a la posición normal.

• Bandera automática. También antes del despegue.

RENDIMIENTO DE LA HÉLICE EN FUNCION DE LA VELOCIDAD

Se llama rendimiento de la hélice la potencia útil para el vuelo que produce dividida por la potencia que el motor entrega a su eje.

El rendimiento de las hélices de velocidad constante es alto y es usual encontrar valores del orden de 80 y 85 por cien.

En las hélices de alta velocidad existen numerosas zonas de los extremos de la pala donde la corriente es sonica o ligeramente sonica.

EL RUIDO EN LA CABINA Y SU CONTROL

En el caso del avión reactor el ruido exterior que predomina se debe a las vibraciones que introduce la turbulencia del aire en la pared exterior del fuselaje.

Tradicionalmente, la insonorización de la cabina de los aviones se ha realizado por el sincronizador de las hélices (sincronizador de fase). En la actualidad se considera que el sincronizador de fase no cubre las expectativas del pasajero. Por esto se han desarrollado otras técnicas mas generales, como la aplicación de forros aisladores y bloques de masas resonantes interpuestas en el fuselaje.