¿Cuál es la lógica detrás de la curva de potencia?

El empuje de Aircaft es lo que contrarresta la resistencia, pero en la escuela de vuelo nos enseñaron que los aviones de hélice son "productores de energía" y no productores de empuje como los jets. (Eso es porque la hélice necesita la potencia del motor para girar y generar empuje, mientras que un motor a reacción lo genera por sí mismo). En ambos casos, podemos observar la curva de empuje para obtener información sobre el rendimiento, pero para los apoyos, también necesitamos obtener una curva de potencia (obténgala multiplicando los valores de empuje por la velocidad aerodinámica de la curva de empuje) para obtener otras características de rendimiento como Vy. (se encuentra donde se encuentra el mayor exceso de potencia).

No puedo entender la lógica detrás de eso, quiero decir, ¿por qué la potencia afecta la aerodinámica del avión? ¿Por qué es importante la potencia que tiene el motor si lo que realmente hace que la aeronave avance o suba más rápido es el empuje?

Como dije en un comentario a una pregunta similar en aviación.stackexchange.com/ q/81809/34686 --" Para una configuración determinada de la palanca de aceleración o potencia, los motores de pistón con hélices tienden a producir una POTENCIA constante independientemente de la velocidad aerodinámica y el chorro. los motores tienden a producir un EMPUJE constante independientemente de la velocidad del aire... Por supuesto que es una simplificación excesiva. Sospecho firmemente que esto se ha tratado en ASE antes... busque en ASE otros contenidos relacionados
… por supuesto, el motor de pistón solo produce una potencia constante si está conectado a una buena hélice de velocidad constante para que pueda funcionar a las RPM óptimas independientemente de la velocidad. Con la hélice fija a baja velocidad, la potencia del motor está limitada al no poder girar hasta las RPM óptimas y, a alta velocidad, debe reducirse para evitar un exceso de revoluciones.

Respuestas (2)

¿Por qué la potencia afecta la aerodinámica del avión?

no lo hace La aerodinámica determinará cuánto exceso de potencia queda para acelerar o ascender. Pero no al revés.

¿Por qué es importante la potencia […] que tiene el motor?

Porque la potencia de un motor de pistón es constante para la misma densidad del aire, independientemente de la velocidad. Es más útil dar una clasificación de potencia porque esa cifra es válida en todo el rango de velocidad, a diferencia del empuje. El empuje es inversamente proporcional a la velocidad, por lo que una cifra de empuje solo es válida para exactamente un punto de operación.

Los turborreactores puros tienen un empuje aproximadamente constante a velocidad subsónica, por lo que aquí la potencia nominal es más útil. La potencia que puede producir un turborreactor aumenta con la velocidad de vuelo.

Definición de Potencia = Fuerza × Distancia/Tiempo = Empuje × Velocidad

Otra definición Consumo de combustible/Tiempo.

Según la segunda definición, tanto el chorro como el pistón producen "Potencia", y ciertamente tanto el chorro como el pistón producen empuje.

Describimos la "potencia" de la hélice frente a la resistencia porque el empuje que genera una hélice fija depende mucho más de su velocidad de avance, por lo que comparamos estos valores con la resistencia a velocidades determinadas.

Curiosamente, en el mundo real, debemos aumentar las rpm para lograr una mayor velocidad aerodinámica. Un avión ingeniosamente diseñado tendría el doble de rpm al doble de la velocidad del aire, lo que ayudaría a mantener el mismo AOA de apoyo en toda la envolvente de velocidad . Esto haría que una horrible curva de empuje de la hélice fuera mucho más plana, pero hay muchas otras combinaciones de velocidad aerodinámica/motor a considerar.

El chorro, que gira a rpm mucho más altas, está mucho menos influenciado por la velocidad de avance, por lo que el término se descarta (pero podría dejarse).

Lo importante a recordar es no confundir la potencia de consumo de combustible con el "estado de potencia" del empuje de la aeronave (como Empuje x Velocidad).

Solo tenemos que aumentar las RPM para lograr una mayor velocidad aerodinámica real con hélice fija. Y debido a que la potencia del motor aumenta con las RPM hasta cierto límite (y luego disminuye rápidamente y el motor no puede manejar más de todos modos), no funcionaría para un rango de velocidad grande, porque entonces el motor no sería capaz de producir suficiente potencia. para el despegue. Es por eso que todos los aviones de hélice más rápidos tienen hélices de paso variable (velocidad constante). Y hazlos girar más lento a mayor velocidad para mantener baja la resistencia parásita.
Las turbinas, es decir, los ventiladores con conductos, no se ven influenciados por la velocidad de avance porque la velocidad del flujo a través de ellos es casi independiente de la velocidad de avance, y la entrada convierte la velocidad en presión (lo que aumenta la relación de presión efectiva).
@Jan Hudec. "La potencia del motor aumenta con las rpm hasta cierto límite, no funcionará para un rango de velocidad grande": los motores eléctricos tienen un rango de rpm mucho mayor . Una verdadera oportunidad para la aplicación. Con respecto a convertir la velocidad en presión y aplicar energía a ese aire presurizado, veo una similitud con las partes del turborreactor y del ventilador (y también con la corriente de flujo de hélice): si aumentamos rho, podemos obtener más empuje (más masa siendo acelerado).
De hecho, el motor eléctrico funcionaría con una hélice fija en un rango de velocidad más largo, pero en última instancia, la creciente resistencia parásita de la hélice que gira más rápido se convertiría en un problema de todos modos y se necesitaría una hélice de paso variable para aumentar aún más la velocidad.
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