Geometria De La Helice

7.2.

Hélice

7.2.1. Geometría de la hélice
Para entender la acción hidrodinámica de una hélice es imprescindible tener un minucioso
conocimiento de la geometría básica de este elemento y de las correspondientes definiciones.
La Figura 36, muestra que se entiende por lanzamiento axial de la pala y el lanzamiento
circunferencial de una hélice. El uso del lanzamiento circunferencial se hademostrado muy
efectivo en la reducción de esfuerzos vibratorios, vibraciones inducidas por la presión del
casco, y en retrasar el desarrollo de la cavitación. Con el lanzamiento axial, los esfuerzos sobre
la pala pueden controlarse y pueden utilizarse secciones de pala ligeramente más delgadas, lo
que puede ser ventajoso desde el punto de vista de consideraciones hidrodinámicas de la
propiapala.

Fig. 36 Esquema de la geometría de la hélice
(Lanzamiento circunferencial y lanzamiento radial)
Cada hélice precisa de un núcleo para fijar las palas de la hélice y para ubicar el mecanismo de
control de las mismas en el caso de hélices de palas orientables (CPP). Esto da como
resultado diferentes tipos y tamaños de núcleos para hélices de palas fijas (FPP) y para las
hélices de palasorientables (CPP), y es una característica diferencial entre ambos tipos de
hélices. Ver también las figuras en la sección anterior 7.1.
Otra diferencia es la relación de área proyectada – área disco (A/A0). La relación del área
proyectada-área disco es simplemente el área de la pala, proyectada sobre un plano normal al
eje de la hélice, dividida por el área del disco de la hélice (A0). Dadoque las hélices de palas
orientables son totalmente reversibles en el sentido de que las palas pueden pasar a través de
la condición de paso 0, se debe prestar atención a que las palas no interfieran entre sí. Con
igual número de palas, una hélice CPP tendrá una relación de área proyectada – área disco
ligeramente inferior.

50

La expresión (P/D) se conoce, de forma general, comorelación paso - diámetro. Otra opción es
que sea conocido el ángulo de paso θ. Debido a la geometría de la pala, el ángulo de paso
varía desde el núcleo hasta la punta de la pala.

D = Diámetro de la hélice, en metros
R = Radio de la hélice, en metros
r = Ubicación del radio de la hélice, en metros
x = Ubicación adimensional del radio de la hélice (r/R)
De forma general, el ángulo de pasocaracterístico, se define a una relación de la hélice de x =
0,7
Desgraciadamente, existen varias definiciones de paso, y la distinción entre las mismas es
fundamental para evitar errores analíticos:
1
2

Paso raíz - punta
Paso de la cara o pala

La línea recta que conecta las extremidades de la raíz y de la punta de la pala, se llama línea
de paso raíz – punta. Los ángulos de la sección deataque están definidos en relación a la línea
raíz – punta.
La línea de paso de la cara o pala es básicamente una tangente a la sección de la superficie
del lado de presión, y pueden trazarse muchas líneas que cumplan esta definición.
Consecuentemente, la definición no es clara. Se utiliza muy raramente, pero puede encontrarse
en planos antiguos, como los de la serie B de Wageningen.

Fig. 37Definiciones de paso de una hélice
La ecuación siguiente puede usarse para convertir el paso de P/D a θ o viceversa.

P/D = Relación paso de la hélice/ Diámetro de la hélice
x = Ubicación adimensional del radio de la hélice (r/R)
Θ = Ángulo de paso

51

7.2.2. Selección del tipo de hélice
7.2.2.1.

FPP o CPP

La selección de una hélice para una aplicación particular es el resultadode la consideración de
diferentes factores. Estos factores pueden determinarse para conseguir el máximo rendimiento
respecto a:
Limitación de ruido
Facilidad de mantenimiento
Coste de la instalación, y así sucesivamente.
Cada buque debe ser estudiado y considerado en relación con su aplicación especial. La
elección entre una hélice de paso fijo (FPP) y una hélice de palas orientables...