PRP30: TEORIA DA HÉLICE E APLICAÇÕES Lecture 3: DESEMPENHO DE HÉLICES Departamento de Engenharia...

PRP30: TEORIA DA HÉLICE E APLICAÇÕES

Lecture 3: DESEMPENHO DE HÉLICES

Departamento de Engenharia Aeronáutica

Instituto Tecnológico de Aeonáutica

Cristiane Martins

Exercício 1 - Distribuição de Corda e Torção

Desempenho de HélicesModelo da Teoria de Momento Linear e

Modelo da Teoria Elementar de Pás

Prof.a Cristiane MartinsEngenharia Aeronáutica

Conceito de Potência Propulsiva

Propulsão a Hélice

A potência propulsiva da hélice corresponde ao produto da força propulsiva

ou tração T gerada pela hélice (em unidade N) e a velocidade da aeronave V (em

unidade m/s);

A força propulsiva ou tração é calculada pela multiplicação da variação de

velocidade de um fluxo mássico ao atravessar a hélice;

A unidade de potência propulsiva é N.m/s, que corresponde a W;

Pode ser expressa ainda em hp, realizando a conversão 1hp = 745 W.

T VP

Conceito de Eficiência Propulsiva

Propulsão a Hélice

A eficiência propulsiva da hélice ou simplesmente eficiência da hélice,

é calculada pela razão entre a potência propulsiva e a potência de eixo

entregue a hélice pelo motor:

e eixopotência d

T V

eixodepotência

propulsivapotênciaH

Para o caso de uma aeronave parada com o motor totalmente acelerado

(máxima rotação), a potência de eixo disponibilizada pelo motor poderá

ser máxima; a tração gerada pela hélice é máxima; entretanto a potência

propulsiva será nula (velocidade da aeronave nula), conseqüentemente a

eficiência propulsiva será nula.

ATENÇÃO:

Hélices – Métodos de Análises

• Teoria de Momento

• Teoria de elemento de Pá

• Teoria Vortex

• Teoria combinada elemento de pá

• Fuido dinâmica computacional

empuxo?

eficiência?

potência?

Modelos de Desempenho de Hélices

Apresentação dos Modelos

Modelo Baseado na Teoria de Momento Linear: modelo simplificado

para determinação da eficiência propulsiva ideal da hélice. A eficiência é

calculada através de velocidades do escoamento na hélice.

Modelo de Baseado na Teoria de Elementos de Pás: modelo

aperfeiçoado para determinação da tração total e do torque total gerados

pela hélice com finito número de pás. Os parâmetros de desempenho são

calculados com base nas características geométricas e aerodinâmicas das pás da

hélice.

Teoria Clássica de Momento

• Desenvolvida para hélices marítimas por Rankine (1865), Froude (1885)

• Extendida para incluir swirl por Betz (1920)

Teoria do Momentum - Modelo

• Hélice é modelada como um disco atuador o qual adiciona momento e energia ao fluxo

• Preocupa-se com balanço global de massa, momento e energia

• Desconsidera detalhes do fluxo em volta das pás

• Fornece boa representação do que ocorre longe da hélice

Teoria de Momento considera que

• Disco tem espessura nula

• Existe uma esteira suave e bem definida

• Fluxo é incompressível.

• Fluxo é permanente, inviscico e irrotacional.

• Fluxo é uni-dimensional e uniforme através do rotor do disco, e na esteira posterior

• Não existe fluxo rotacional na esteira

Teoria do Momento

Modelo de Desempenho de Hélices pela Teoria de Momento Linear

Descrição Geral do Modelo

No modelo de momento linear, a hélice é tratada como um disco de

massa desprezível que produz uma distribuição de tração uniforme ao longo do

comprimento radial da pá

Essa distribuição uniforme de tração é gerada devido a diferença de

pressão uniforme entre a parte frontal e posterior do disco da hélice;

Como a distribuição de pressão é uniforme antes e depois do disco, as

linhas de corrente do escoamento são constantes ao longo do comprimento radial

da pá;

Considera-se que o disco gera um incremento de pressão instantânea

sobre o escoamento de ar quando esse atravessa o disco da hélice;

O ar é assumido com um gás perfeito, invíscido e incompressível.

5 posições axiais importantes

• 1. Longe na parte anterior ao disco, ar ambiente não perturbado

• 2. Exatamente antes do disco rotativo (hélice)

• 3. Metade do caminho através da hélice

• 4. Exatamente após a hélice

• 5. Longe na posterior da hélice

52

3

41


Pressões e Velocidade ao Longo do Disco

P ~ pressão antes e depois do disco (distante)

P ’ ~ pressão exatamente antes do disco

P ~ incremento de pressão no disco

V ~ velocidade antes do disco

V + v1 ~ velocidade após o disco

V + v ~ velocidade no disco

D ~ diâmetro do disco da hélice


Relações Matemáticas de Desempenho

1)( vvVAT

ΔPAT 22 )(1

2

1VvVρΔP

2

)1( VvVvV

22 )(12

1VvVAρT

vv 21


Desempenho da Hélice - Eficiência Propulsiva da Hélice

A eficiência propulsiva da hélice é calculada a partir dos valores de

potência propulsiva e potência cinética entregue ao escoamento (aumento

da energia cinética do escoamento):

cinéticaenergiadeaumento

ropulsivapotência p

cinéticapotência

propulsivapotência

v V

V

v)T (V

T Vη


v V

V

v)T (V

T Vη

2

)1( VvVvV

Considerando-se que:

VvVVvV

V

v)T (V

T Vη

11

2

2)1(


VvVVvV

V

v)T (V

T Vη

11

2

2)1(

Desempenho da Hélice - Eficiência Aerodinâmica da Hélice

• Observe que: V + v1 = velocidade de saída do jato

» V = velocidade de entrada

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 1 2 3 4 5

(V+v1) /V

efic

iênc

ia p

ropu

lsiv

a

região de hélice


Considerações sobre o Modelo

A eficiência propulsiva da hélice calculada pelo modelo equivale a

eficiência da hélice ideal (máxima eficiência )que opera acelerando o

escoamento entre as duas velocidades (V + v1) e (V);

Na prática, esse modelo não pode ser aplicado para cálculos de

desempenho visto que não se pode estimar a tração gerada pela hélice sem que

seja conhecida a velocidade do escoamento após a hélice;

A eficiência propulsiva real de uma hélice será sempre menor que a

eficiência ideal calculada pelo modelo;

As limitações do modelo é que ele não considera efeitos aerodinâmicos

de sustentação e arrasto gerado pelas pás, perdas por deslizamento do

escoamento na pá, interferência de pás e número de pás.


Considerações sobre o Modelo

Como demonstrado anteriormente, a eficiência propulsiva da hélice será

nula no caso da aeronave parada. Isto pode ser comprovado através da

equação da eficiência propulsiva ideal fazendo V nulo;

Como o modelo de momento linear não leva em consideração parâmetros

operacionais da hélice, como rotação, ângulo de ataque e passo da

hélice, não é possível introduzir equações para cálculo do torque de

acionamento da hélice;

Mesmo a eficiência propulsiva sendo nula, é necessário uma quantidade

de momento angular na forma de torque para girar a hélice. Como o

modelo não introduz equação para o torque, não é possível realizar esse tipo

de análise de desempenho.

Uma hélice de aeronave e rotor de turbina de vento são completamente reversíveis. Descritos pela mesmas considerações teóricas.

Desempenho de HélicesModelos de Desempenho de Hélices

Baseado na Teoria de Elementos de Pá

Tópicos Abordados

● Descrição do Modelo da Teoria de Elementos de Pá;

● Parâmetros Geométricos e Aerodinâmicos do Elemento de Pá;

● Tração e Torque no Elemento de Pá;

● Distribuição de Tração e Torque no Elemento de Pá;

● Eficiência Aerodinâmica da Hélice;

● Cálculo do Desempenho de Hélice;

● Método Simplificado para Desempenho de Hélices a ¾

No modelo de elementos de pá, a pá de uma hélice é considerada como

um aerofólio rotativo, o qual descreve um movimento helicoidal e reage

aerodinamicamente como um aerofólio convencional;

A pá da hélice é dividida no sentido do comprimento radial em finitos

elementos bi-dimensionais, daí o nome da teoria de elementos de pá;

Cada elemento da pá consiste de um elemento aerodinâmico que possui

características geométricas e aerodinâmicas específicas, como curvatura

aerodinâmica, corda, espessura relativa, coeficientes de sustentação e

arrasto e ângulo geométrico de pá;

Cada divisão elementar da pá é definida a partir de um comprimento em

relação a linha de centro da hélice, chamada de estação da pá, expressa

no radial, no sentido da raiz para a ponta da pá;

Descrição Geral do Modelo da Teoria de Elementos de Pá

Estações em uma Pá de Hélice Típica


No modelo de elementos de pá, em cada elemento são considerados os

efeitos aerodinâmicos de sustentação e arrasto atuando sobre o perfil do

aerofólio, cuja combinação gera uma força aerodinâmica resultante

atuando sobre o aerofólio;

A direção da força resultante depende do ângulo geométrico da pá e do

ângulo resultante entre a sustentação e o arrasto gerados pelo aerofólio;

A força propulsiva gerada pela pá corresponde a parcela da força

resultante decomposta na direção de movimento da aeronave;

Da mesma forma, a parcela da força resultante decomposta

paralelamente ao plano de rotação da hélice gera uma força resistiva

ao movimento da hélice, ou seja, um torque resistivo de rotação, o qual deve ser

fornecido pelo motor para movimentação da hélice;


Os resultados de desempenho calculados pela teoria de elementos de pá

consideram a força propulsiva gerada por uma hélice livre, ou seja, uma

hélice que gira livremente no ambiente sem bloqueio aerodinâmico;

O caso de hélice livre corresponde a condição ideal de operação de uma

hélice, onde o escoamento ao atravessar a área da hélice não encontra

restrição a montante ou a jusante da hélice;

Para uma hélice livre, não são considerados os efeitos de interação da

hélice com estruturas físicas da aeronave, como a nacele do motor, estrutura

da fuselagem ou asas;

Na prática, devido a presença de estruturas físicas, geralmente a

jusante da hélice, ocorrerá um bloqueio restritivo ao escoamento após esse

atravessar a hélice, reduzindo a força propulsiva gerada pela hélice;


• Modelo de Desempenho de Hélices pela Teoria Elementar de Pás

c

T = força axial

D, drag

VR, velocidade relativa, velocidade resultante

L, lift

F, força rotacional

drcVCdAVCdL RLRL 2

1

2

1 22

Para um dado elemento da pá em movimento rotativo, os incrementos de

sustentação dL e arrasto dD gerados pelo aerofólio desse elemento são:

drcVCdAVCdD RDRD 2

1

2

1 22

)(sen V

VR

A velocidade resultante do escoamento sobre a pá é calculada em função

da velocidade de vôo da aeronave por:

Relações Matemáticas de Desempenho no Elemento da Pá

Coeficientes de lift e drag CL e CD são funções do ângulo de ataque e forma do aerofólio

curva típica

Decompondo a componente do incremento de sustentação dL na direção

do incremento da força aerodinâmica resultante dR no elemento da pá:

)cos(dL

dR

Decompondo a componente do incremento da força resultante dR na

direção do incremento de força propulsiva dT, tem-se:

)( cos dRdT

)( cos)cos(

dL

dT


Substituindo o incremento de sustentação dL e a velocidade resultante VR

no elemento na pá na equação do incremento de tração, obtém-se:

)(sen )cos(

)( cos

)sen(

2

1

)cos(

)( cos

2

12

2

2

drc

VCdrcVCdT LRL

A distribuição de tração gerada por qualquer elemento da pá pode ser

obtida através do reagrupamento da equação acima, dada por:


Decompondo a componente do incremento da força resultante dR na

direção do incremento de força resistiva de rotação dF, tem-se:

)(sen cos

)(sen

dL

dRdF

O incremento de torque resistivo dQ, necessário para acionamento da

hélice, corresponde ao incremento de torque gerado pela hélice em

movimento, dado produto do incremento da força resistiva dF pela posição

radial do elemento da pá r:

)(sen cos

γ)(sen

dL

rdRrdFrdQ



Substituindo o incremento de sustentação dL e a velocidade resultante VR

no elemento na pá na equação do incremento de torque, obtém-se:

)(sen )cos(

)(sen

)sen(

2

1

)cos(

)(sen

2

12

2

2

drrc

VCdrrcVCdQ LRL

A distribuição de torque resistivo gerado por qualquer elemento da pá

pode ser obtida através do reagrupamento da equação acima, dada por:

Os valores de tração dT/dr e torque dQ/dr calculados pelas equações

anteriores correspondem a valores de tração e torque por posição radial

do elemento, ou estação, em unidades N/m e N.m/m respectivamente;

Para determinar a tração total gerada pela pá e o torque total de

acionamento da pá, os valores de dT/dr e dQ/dr devem ser integrados

ao longo de todo o comprimento radial da pá;

A tração gerada pela hélice e o torque de acionamento da hélice são

obtidos multiplicando os valores obtidos por pá pelo número de pás;

A tração gerada pela hélice é a força propulsiva utilizada para

movimentar a aeronave e o torque de acionamento da hélice corresponde a

quantidade de torque que o motor deve entregar a hélice, através de potência

de eixo, para rotação da hélice;

Distribuição de Tração e Torque na Pá da Hélice

Partes Constituintes de uma Hélice

Descrição e Terminologia Aplicadas a Hélice

Estações de Comprimento de uma Pá

Modelo de Desempenho de Hélices pela Teoria Elementar de Pás

Parâmetros Geométricos e Aerodinâmicos no Elemento da Pá


dT ~ tração [N]

dF ~ força resistiva [N]

dL ~ componente de sustentação [N]

dD ~ componente de arrasto [N]

dR ~ resultante de forças [N]

r ~ comprimento radial [m]

c ~ corda do elemento [m]

V ~ velocidade da aeronave [m/s]

VR ~ velocidade resultante [m/s]

N ~ rotação da hélice [rpm]

Nr 60

2π~ velocidade tangencial [m/s]


~ ângulo geométrico da pá

~ ângulo de ataque da pá

~ ângulo de deslizamento da pá

~ ângulo da força resultante

βα

)Nr 2π

V 60(arctan )

Nr 602π

V(arctan

Relações Matemáticas Fundamentais no Elemento da Pá

dL

dDarctan γ



drbVCdAVCdL RLRL 2

1

2

1 22

drbVCdAVCdD RDRD 2

1

2

1 22

)(sen )( coscos

dFdTdLdR

CL e CD em função de

)(sen V

VR



)γ( cos dRdT

γ)cos(

)γcos(

2

1 2

drcVCdT RL

)(sen γ)cos(

)γcos(

2

12

2

cVCdr

dTL

tração aerodinâmica dT:

força propulsiva gerada pelo

elemento, que corresponde a

uma parcela da tração total

gerada pela pá da hélice.



γ)(sen dRrdFrdQ

)(sen γ)( cos

)γ(sen

2

12

2

rcVCdr

dQL

torque aerodinâmico dQ:

torque resistivo gerado pelo

elemento, que corresponde a

uma parcela do torque

necessário para girar a hélice

γ)( cos

)γ(sen

2

1 2

drrcVCdQ RL

Desempenho da Hélice - Tração e Torque da Hélice


Os valores de tração dT/dr e torque dQ/dr calculados pelas equações

anteriores correspondem a valores de tração e torque por posição radial

do elemento, ou estação da pá, em N/m e N.m/m respectivamente;

Para determinar a tração total gerada pela pás e o torque total de

acionamento da pá da hélice, os valores de dT/dr e dQ/dr devem ser integrados

ao longo de todo o comprimento radial da pá;

A tração gerada pela hélice e o torque de acionamento da hélice são

obtidos multiplicando os valores obtidos por pá pelo número de pás;

A tração da hélice é a força propulsiva utilizada para impulsionar a

aeronave; O torque de acionamento da hélice corresponde a quantidade

de torque que o motor deve gerar para entregar a hélice através do eixo;

Eficiência Aerodinâmica da Hélice

A eficiência aerodinâmica da hélice, ou somente eficiência da hélice,

corresponde a razão entre a potência propulsiva do elemento propulsivo

hélice e a potência de eixo para acionamento da hélice, ou seja, a potência

de eixo fornecida pelo motor:

QN

VTH

602

motor do eixo de potência

propulsiva potência

A eficiência da hélice calculada através da equação acima corresponde a

eficiência global da hélice, visto que essa representa todas as

eficiências locais de cada estação da pá da hélice;

A eficiência da hélice não corresponde a eficiência propulsiva.

Considerações Gerais sobre o Modelo


O modelo elementar se mostra uma ferramenta importante para avaliar o

desempenho de uma hélice visto que esse modelo introduz equações

específicas para o cálculo da tração total e do torque total gerado por uma hélice

com dado número de pás;

O modelo, apesar de considerar a hélice com número finito de pás, não

considera o efeito de interferência aerodinâmicas entre as pás;

Dentre as vantagens do modelo têm-se que esse considera a influência

da aerodinâmica das pás, através dos valores de CL e CD do perfil da pá

em função do ângulo de ataque;

Entretanto, como os valores de CL e CD do perfil são dados de entrada

do modelo, estes devem ser obtidos experimentalmente anteriormente em

túneis de vento dedicados;


Uma característica importante do modelo elementar é que esse modelo

permite avaliar a distribuição, ou carregamento, de tração ao longo da pá.

Com a distribuição de tração é possível determinar a distribuição de

momento fletor ao longo do comprimento radial da pá, auxiliando no

dimensionamento estrutural da pá;

Do ponto de vista estrutural, a melhor distribuição de momento fletor ao

longo do comprimento da pá é a do tipo distribuição constante;

Outro fator estrutural importante é a velocidade tangencial na ponta da pá

(blade tip speed), a qual depende da rotação e do raio da hélice. Essa

velocidade deve ser inferior a velocidades de regime de escoamento transônico

(Mach próximo a 0.85) para garantir integridade estrutural a pá.

Considerações sobre Esforços na Pá

Considerações sobre a Distribuição de Esforços na Pá


distribuição de tração e momento fletor na pá condição não-ideal

momento fletor variando ao longo do comprimento da pá


distribuição de tração e momento fletor na pá condição ideal

momento fletor constante ao longo do comprimento da pá

Considerações sobre a Distribuição de Esforços na Pá

Exercício Resolvido de Cálculo do Desempenho de uma Hélice Utilizando o Modelo Elementar de Pás

Engenharia Aeronáutica

Descrição Geral

Exercício Resolvido de Cálculo do Desempenho de uma Hélice

Calcular a tração total gerada e o torque de acionamento de uma hélice

bi-pá de passo fixo, apresentada a seguir, cujas condições de operação

são mostradas na tabela abaixo:

condições atmosféricas ISA-SL: 101,325 kPa @ 288,15K

diâmetro da hélice 96 in (2438mm)

rotação da hélice 2000 rpm

velocidade da aeronave 44,44 m/s (160 km/h)

perfil geométrico das pás RAF-6

divisão das estações figura a seguir

Dados Geométricos das Pás da Hélice


ATENÇÃO: unidades em polegadas

Dados Aerodinâmicos do Perfil RAF-6 das Pás da Hélice


Espessura Relativa – É a razão da espessura de uma determinada seção e a largura da pá na mesma seção.


Resolução do Exercício - Cálculos dos Parâmetros por Pá

parâmetrosestação de comprimento radial da pá

18” 24” 30” 36” 42” 48”

r [m] 0,457 0,610 0,762 0,914 1,067 1,219

c [m] 0,174 0,185 0,179 0,161 0,129 0

38,1º 31,65º 26,3º 22,4º 19,5º -

2rN/60 [m/s] 95,7 127,7 159,6 191,5 223,4 255,3

24,9º 19,2º 15,6º 13,1º 11,3º -

13,2º 12,45º 10,7º 9,3º 8,2º -

D/L 0,106 0,085 0,074 0,070 0,066 -

6,05º 4,85º 4,25º 4,00º 3,75º -

CL 1,23 1,24 1,05 0,95 0,87 -

30,9º 24,0º 19,8º 17,1º 15,0º -

dT/dr [N/m] 1262 2356 2987 3477 3441 0

dQ/dr [N.m/m] 346 641 820 976 984 0

blade tip speedMach = 0.75


Tração em Função do Comprimento Radial

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3

Comprimento Radial na Pá (m)

dT

/ d

r (N

/m)


Tração em Função do Comprimento Radial

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3


dT

/ d

r (N

/m)

A

B

C

tração total da pá = área ( A + B + C )

1225

595

210


Torque em Função do Comprimento Radial

0

200

400

600

800

1000

1200

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3


dQ

/ d

r (N

.m/m

)


Torque em Função do Comprimento Radial

0

200

400

600

800

1000

1200

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3


dQ

/ d

r (N

.m/m

)

A

B

C

torque total da pá = área ( A + B + C )


Resultados do Modelo Elementar para a Hélice

número de pás 2

tração total gerada por pá 2032 N

tração total gerada pela hélice T 4064 N (470 kg)

torque de acionamento por pá 570 N.m

torque de acionamento da hélice Q 1140 N.m

potência propulsiva 181 kW

potência de acionamento da hélice 239 kW

eficiência propulsiva da hélice 75,6%

QN

VTH

602

Considerações sobre o Cálculo do Desempenho de Hélice

Utilizando a metodologia do modelo de desempenho de elementos de pá,

é possível obter a distribuição de tração em função do percentual do raio

do elemento em relação ao raio da pá, denotado pela razão r/R;

A partir da distribuição de tração pode-se avaliar as regiões da pá de

menor e maior intensidade propulsiva, em função da posição radial;

Para a maioria dos regimes de operação da hélice, a região de menor

intensidade propulsiva é a região na raiz da pá e a região de maior

intensidade propulsiva corresponde a região entre 50% do raio da pá até a

ponta da pá, com pico propulsivo geralmente entre 75% e 85%;

Do ponto de vista construtivo da aeronave, a região de maior

intensidade propulsiva da hélice não deve ser bloqueada pela fuselagem

da aeronave, sob pena de perda de desempenho propulsivo;

Considerações sobre o Cálculo do Desempenho de Hélice

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Posição Percentual do Elemento r/R

dT

/dr

[N/m

]

menor intensidade

propulsiva

maior intensidade

propulsiva

85%

Método Simplificado para Desempenho de Hélices

Desempenho de Hélices Baseado na Teoria de Elementos de Pá Aplicado na Estação à ¾ do Raio da Pá

Engenharia Aeronáutica

Método Simplificado para Cálculo do Desempenho da Hélice

Nr

V

dQ

dT

NrdQ

VdTHH

602

602

)43()43(

Comumente, a energia entregue pelo motor a hélice, através da potência

de eixo P, é conhecida através da curva de desempenho do motor;

Nesse caso, pode-se estimar a tração gerada pela hélice nessa rotação

aproximando-se a eficiência global da hélice pela eficiência local da

estação a ¾ do raio da pá, dada por:

)( tan

)( tan

602

)(sen

)( cos)43(

rN

V

dR

dRH

Método Simplificado para Cálculo do Desempenho da Hélice


)( tan

)( tan

H

A seguir é apresentado o roteiro do cálculo de desempenho utilizando o

método simplificado, baseado na teoria elementar de pás:

dados de entrada: V, r, N, Q

Nr 2π

V 60arctan

βα

dL

dDarctan γcurva L/D do perfil aerodinâmico

V

QNT H

60

2


Resolução Alternativa pelo Método Simplificado (estação a ¾ do raio da pá)

parâmetrosestação a ¾ da pá

36”

V [m/s] 44,44

r [m] 0,914

N [rpm] 2000

22,4º

Q [N.m] 1140

11,3º

8,2º

D/L 0,070

4,00º

H 75,6%

T [N] 4064

modelo elementar

(toda a hélice)

44,44

-

2000

-

1140

-

-

-

-

75,6%

4064

obtido pelo modelo elementar da hélice

)( tan

)( tan

H

Nr 2π

V 60arctan

V

QNT H

60

2

Desempenho do Grupo Moto-Propulsor

se: V aumenta aumenta diminui T diminui

se: V diminui diminui aumenta T aumenta

DESEMPENHO EM VÔO

rotação constante

Considerações sobre o Desempenho de Tipos de Hélice

Desempenho do Grupo Moto-Propulsor

Analisando a tração estática gerada pelas hélices, ou seja a tração para

velocidade da aeronave nula, verifica-se que para um dado motor a

pistão, a tração gerada por uma hélice de passo fixo é 50% menor do que a

tração gerada por uma hélice de velocidade constante;

Isto porque as pás de uma hélice de passo fixo, na condição de

velocidade da aeronave nula, estão sujeitas a grandes ângulos de ataque ,

devido ao ângulo ser nulo, acarretando no stall aerodinâmico da pá;

Nesse caso, somente uma parcela do comprimento radial da pá gera

força propulsiva, estando a maior parte da pá em condição de sustentação nula,

ou quase nula;

Na medida em que a aeronave ganha velocidade durante a decolagem, o

ângulo de ataque da pá diminui e a sustentação ao longo da pá aumenta;

Considerações sobre o Desempenho de Tipos de Hélice

PRP30: TEORIA DA HÉLICE E APLICAÇÕES Lecture 3: DESEMPENHO DE HÉLICES Departamento de Engenharia...

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