¿Cómo cambia el rendimiento de la hélice de un avión con respecto a la distancia de las obstrucciones?

Me interesa saber si hay cambios en el rendimiento de la hélice (empuje, eficiencia) con respecto a la distancia de obstrucciones como el fuselaje o las alas.

Busco particularmente estudios o experimentos. Principalmente interesado en configuraciones de tractor/expulsor, pero también sería bueno saber información para empujadores.

Respuestas (1)

Una hélice acelera el aire, y el tubo de corriente que atraviesa el disco de la hélice puede idealizarse como algo que inicialmente es más ancho que el disco de la hélice y se contrae mientras se acelera ( hipótesis de la hélice de Froude ). Ahora son posibles dos tipos de obstrucción:

  • Obstrucciones al flujo cerca del eje de la hélice, y
  • Obstrucciones al flujo cerca del tubo de corriente.

Es bastante obvio que algo que bloquee el flujo reducirá la eficiencia de la hélice, y dado que la velocidad del flujo es mayor detrás de la hélice, la misma obstrucción reducirá más el rendimiento si se coloca detrás del disco de la hélice. Esta es la razón por la que los diseños de empujadores muestran un mejor rendimiento con la misma potencia del motor.

Pero también los objetos cerca del borde exterior de la hélice pueden reducir la eficiencia. Cuando una pared en un lado por delante de la hélice impide que el aire fluya hacia el disco, el flujo a través del disco de la hélice se ve perturbado y la eficiencia se verá afectada. De manera similar, una pared más allá de la hélice evitará un flujo de salida simétrico y el tubo de corriente se unirá a la pared (efecto Coanda). Esto se puede utilizar en beneficio de los dispositivos de gran sustentación en las alas, pero generalmente reducirá la eficiencia.

Para datos experimentales, recomiendo leer informes de NACA como el de desarrollo de capotas de motor o este sobre interferencia fuselaje-hélice .