¿Cómo calcular el empuje de un motor de pistón o turbohélice? [duplicar]

La ecuación más simple utiliza una eficiencia de hélice supuesta$\eta_{Prop}$y convierte la potencia P en empuje T como

$$T = \frac{P}{v}\cdot\eta_{Prop}$$

dónde$v$es la velocidad aerodinámica del avión.

Lo complicado es conseguir$\eta_{Prop}$bien. Use 85% para cargas ligeras$^*$Hélices trabajando en su punto de diseño. Y asegúrese de restar la potencia extraída del motor para accionar los accesorios, de modo que solo use la potencia efectiva en la hélice, no la potencia nominal del motor.

La ecuación solo funciona si la hélice está en movimiento, por lo que la velocidad aerodinámica$v$no es cero Para cubrir el caso estático, consulte esta respuesta .

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$^*$La carga sobre una hélice se puede expresar mediante la relación entre el empuje y el área del disco de la hélice, que se vuelve adimensional al dividir por la presión dinámica$\frac{\rho}{2}\cdot v^2$. Si$T$es empuje y$d$es el diámetro, el coeficiente de carga de empuje adimensional$c_T$es

$$c_T = \frac{T}{\pi\cdot\frac{d^2}{8}\cdot\rho\cdot v^2}$$ A veces esto se simplifica a $$c_T = \frac{T}{\pi\cdot\frac{d^2}{4}\cdot v^2}$$ Tenga en cuenta que esta definición necesita el empuje de la hélice a una velocidad específica. Una forma diferente de expresar la carga de la hélice, que se presta a usar el empuje estático fácil de medir, es dividiendo el empuje por el área del disco y la presión dinámica de la punta de la hélice en reposo, con$n$como las RPM de la hélice: $$c_T = \frac{T}{\frac{\rho}{2}\cdot\left(\frac{n\cdot\pi\cdot d}{60}\right)^2\cdot\pi\cdot\frac{d^2}{4}}$$ y nuevamente una forma simplificada de esto se puede encontrar en la literatura: $$c_T = \frac{T}{\rho\cdot\left(\frac{n}{60}\right)^2\cdot d^4}$$

Generalmente, una hélice ligeramente cargada tiene un gran diámetro y vuela a una velocidad entre baja y moderada. Si bien los pájaros de guerra de la Segunda Guerra Mundial todavía están en el ámbito de la carga ligera, todos los turbohélices grandes (C-130, P-3) están firmemente fuera de él.