Hélices de velocidad constante: Mecanismo de cambio de paso














Hélices de velocidad constante: Mecanismo de cambio de paso




TURBOMÁQUINAS Y HÉLICES
Grado en Ingeniería Aeroespacial













ÍNDICE


I. Objetivos y contenido………………………………………………………… 4

1. Introducción a la hélice………………………………………….... 4

2. Tipos de hélices…………………………………………………… 6

3. Hélices de velocidadconstante…………………………………… 6

4. El mecanismo de cambio de paso: Governor……………………... 8

4.1 Objetivo……………………………………………………. 8

4.2 Principio de funcionamiento……………………………….. 8

4.3 Incremento, mantenimiento y reducción del paso…………. 9

4.4 Mecanismo del governor………………………………….. 10

II. Autoevaluación……………………………………………………………….. 12

III. Resumen……………………………………………………………………… 14

IV. Anexo bibliografía……………………………………………………………. 15I. Objetivos y contenido
Objetivo: Una hélice de paso variable, cuyo paso se regula de forma automática, manteniendo fija la velocidad de giro de la hélice, con independencia de los cambios de potencia en el motor, ajuste el paso de las palas para mantener las revoluciones seleccionadas por el piloto, utilizando más eficazmente la potencia del motor para cualquier régimende vuelo.
Contenido:
1. Introducción a la hélice
La hélice es un dispositivo constituido por un número variable de aspas o palas (2, 3, 4...) que al girar alrededor de un eje producen una fuerza propulsora. Cada pala está formada por un conjunto de perfiles aerodinámicos que van cambiando progresivamente su ángulo de incidencia desde la raíz hasta el extremo (mayor en la raíz, menor en elextremo).
La hélice está acoplada directamente o a través de engranajes o poleas (reductores) al eje de salida de un motor (de pistón o turbina), el cual proporciona el movimiento de rotación.



Los perfiles aerodinámicos que componen una hélice están sujetos a las mismas leyes y principios que cualquier otro perfil aerodinámico, por ejemplo un ala. Cada uno de estos perfiles tiene un ángulo deataque, respecto al viento relativo de la pala que en este caso es cercano al plano de revolución de la hélice, y un paso (igual al ángulo de incidencia). El giro de la hélice, que es como si se hicieran rotar muchas pequeñas alas, acelera el flujo de aire hacia el borde de salida de cada perfil, a la vez que deflecta este hacia atrás (lo mismo que sucede en un ala). Este proceso da lugar a laaceleración hacia atrás de una gran masa de aire, movimiento que provoca una fuerza de reacción que es la que propulsa el avión hacia adelante.
Las hélices se fabrican con "torsión”. Al girar a mayor velocidad el extremo que la parte más cercana al eje, es necesario compensar esta diferencia para producir una fuerza de forma uniforme. La solución consiste en disminuir este ángulo desde el centrohacia los extremos, de una forma progresiva, y así la menor velocidad pero mayor ángulo en el centro de la hélice se va igualando con una mayor velocidad pero menor ángulo hacia los extremos.

La fuerza de propulsión del aeroplano está directamente relacionada con la cantidad de aire que mueve y la velocidad con que lo acelera; depende por tanto del tamaño de la hélice, de su paso, y de suvelocidad de giro. Su diseño, forma, número de palas, diámetro, etc, debe ser el adecuado para la gama de velocidades en que puede operar el avión.



2. Tipos de hélices
Las hélices se clasifican básicamente en hélices de paso fijo y hélices de paso variable. Se denomina paso de la hélice al ángulo que forma la cuerda de los perfiles de las palas con el plano de rotación de la hélice.

Lashélices fijas están diseñadas para dar los mejores resultados bajo condiciones normales de vuelo con motores adecuados para su funcionamiento. En las hélices de paso controlable, se busca que la hélice y por lo tanto el motor trabaje lo más cerca posible de su régimen óptimo, mediante la variación del paso. Esto, como puede verse, es como disponer de un cambio de...