¿Sería factible una superficie tipo ala en la punta de una hélice para mejorar la eficiencia de la hélice (del barco, avión o ventilación)?

Answer 1

Sí, pero una forma mucho mejor es ponerlo dentro de un tubo ajustado. Muchos remolcadores y algunas embarcaciones especializadas han utilizado este sistema de hélice por conductos durante años. Protege las cuchillas del daño por impacto y aumenta el empuje hasta un 30% de forma gratuita.

En los aviones, la idea también ha existido durante mucho tiempo, por las mismas razones, pero nunca se ha “enganchado”, excepto como una adición a los motores a reacción, creando un nuevo híbrido: motores de turboventilador.

Un problema con los aviones es que a nadie le gusta el cambio (es un entorno tan implacable) y la carcasa es pesada y pesada. Ahora con los compuestos modernos, sigo esperando que alguien desarrolle una hélice donde la carcasa del ventilador sea realmente la punta conectada. Eso le daría todas las ventajas con una penalización de peso mucho menor y casi ninguna penalización por arrastre. Además, sería más seguro para el personal de tierra y sería mucho más fuerte en relación con los ataques de aves y tierra. (Muchos quad-copters los tienen).

Answer 2

Ciertamente así es. Existen algunas limitaciones técnicas que incluyen el equilibrio de la cuchilla, la cavitación, los armónicos y la velocidad máxima.

Cuando se aplica correctamente, las ventajas son ruido reducido, mayor empuje (área de la cuchilla), tamaño reducido para un requisito dado y consumo reducido de combustible (o electricidad).

Una hélice de barco grande probablemente vería la menor cantidad de beneficio debido a las bajas revoluciones por minuto. Algunos barcos de carreras de alta velocidad propulsados ​​por motores a reacción han probado formas bastante inusuales. Algunos fueron conducidos mientras que otros estaban abiertos. El castigo hidrodinámico es brutal.

Answer 3

Sí, aumentan la eficiencia, sin embargo, generalmente verá mayores ganancias al aumentar la longitud de su “ala” (incluidas las alas y todas las variantes de hélice) hasta que se encuentre con otra restricción, como puntas de pala supersónicas, distancia al suelo, tamaño del espacio de estacionamiento del aeropuerto , carga estructural, espesor mínimo para largueros o pieles, capacidad de fabricación, etc.

Toda la fama del corsario F4U de la fama del escuadrón de ovejas negras es un testimonio de esto. Las alas son alas de gaviota dobladas para adaptarse a esa hélice masiva en el frente que hizo un avión increíblemente poderoso, pero era demasiado difícil de manejar para el uso de portaaviones.

Answer 4

“Las aletas en una hélice pueden aumentar la eficiencia si solo consideramos el empuje. Pero también aumentan la resistencia, por lo que la eficiencia neta en el vuelo real no es mucha, si es que hay alguna. Y es por eso que generalmente no los ves en un uso más amplio. Además, los “winglets” en un puntal serán más difíciles de fabricar y equilibrar, por lo que hay un mayor costo sin mucho, si es que hay alguno, aumento en la eficiencia del combustible.

Una de las mejores explicaciones que he visto es este video de YouTube:

Más sobre hélices con conductos, la hélice Q-tip

Answer 5

En ciertas hélices se encuentran dispositivos de punta de ala como las aletas de ala para aumentar la eficiencia. Una hélice es esencialmente un ala giratoria y las aletas se utilizan para aumentar la relación de aspecto efectiva y, por lo tanto, disminuir la resistencia inducida en las alas. De manera similar en las hélices, las aletas pueden disminuir la resistencia inducida que actúa sobre una hélice en la dirección de torsión, por lo tanto, aumentan las relaciones de empuje a torque y empuje a potencia (métricas de eficiencia de la hélice).

Se puede encontrar en algunos aviones, pero en realidad no es muy común debido a la complejidad de fabricación y los problemas estructurales de tener superficies delgadas.

¡Espero haber respondido a su pregunta!

Answer 6

Se ha hecho. El primero que recuerdo haber visto fue un accesorio llamado “Q-Tip” hecho por Hartzell. Hartzell también hace accesorios de “Cimitarra” que se parecen un poco a las alas del 777.

Answer 7

Funciona, hasta cierto punto, en las hélices de aviones, pero es un impedimento para las hélices de barcos porque se usan en rotación inversa para ralentizar / detener / maniobrar el barco.