El video de AFResearchLab AFRL Tech Museum Series: Propeller Development comienza con el narrador parado frente a cuatro hélices en una secuencia que pasa de madera a metal, y lo que al menos me llama la atención es una hélice de dos palas con una forma muy inusual cuyas palas son extremadamente ancho y grueso cerca de la base y se estrecha hasta un punto como la llama de una vela corta, rechoncha y retorcida.
Hay un letrero al lado que dice algo como (solo adivinando):
Hélice de alta eficiencia Olmstead
Esta inusual hélice fue diseñada en 1918 por Olmstead Laboratories y probada en McCormick Field...
Supongo que el diseñador es probablemente el ingeniero aeronáutico Charles M. Olmsted (1881-1948).
Aquí hay varias otras fotos de hélices similares:
Pregunta: Ciertamente es hermoso de ver, pero ¿para qué avión fue la hélice de alta eficiencia Olmstead? ¿Cuándo y cómo se usó?
La "Hélice de alta eficiencia Olmstead" es la más ancha, la segunda desde la derecha:
Las hélices, como los neumáticos, a menudo se pueden instalar en varios vehículos. En este caso, al menos uno (o más) Curtiss NC-4 (que se muestra arriba), entre otros modelos:
El diseño de la hélice finalmente se usó para establecer récords mundiales de ascenso y transporte de peso y apareció en el Curtiss NC-4, en el primer vuelo transatlántico [mayo de 1919 ]. Olmsted los consideró su "arma secreta" y sintió que agregarían aún más interés a su avión cuando finalmente se revelara al público.
— Restauración: El empujador Olmstead de 1912, smithsonianmag.com
El propio avión de empuje de Olmstead con su hélice característica nunca despegó (que se muestra a continuación), y luego su laboratorio también quebró:
En 1912, el trabajo en el avión se detuvo abruptamente cuando la Buffalo-Pitts Company quebró. Aunque el avión estaba terminado en un 90 por ciento, la construcción nunca se completó. El laboratorio de Olmsted quebró solo dos años después.
— Ibíd.
Dado que la ecuación de sustentación tiene la velocidad al cuadrado, aunque esta hélice puede verse bien, agrega mucho peso a un área que no contribuye a la mayor parte del empuje, por lo que es un diseño que se enfoca en un solo aspecto, como este cómic famoso .
Si está interesado, esta es la patente: Olmsted, Charles Morgan. " Hélice aérea ". Patente de EE. UU. n.º 1.019.078. 5 de marzo de 1912.
Esta forma de hélice es para uso general. Intenta optimizar la distribución de sustentación a través del puntal para maximizar la eficiencia mediante el uso de cuerdas junto con otros parámetros de diseño. La falta de familiaridad con la construcción y la instalación se combina con solo una ligera mejora en la eficiencia, lo que ha limitado su popularidad. Las versiones modernas de esta forma se vieron en el ganador de carreras de Reno de Paul Lipps.
y en el puntal propulsor del Carter Copter .
Las hélices a menudo se describen como alas. Las alas eficientes tienen una distribución de sustentación elíptica (o cerrada) para minimizar la resistencia. Este enfoque se extiende a los puntales y da como resultado una forma en planta similar a un ala, pero un puntal vuela de manera muy diferente a un ala. La velocidad aerodinámica relativa en la punta de una hélice es el doble que en la mitad del tramo y cuatro veces la del cuarto de tramo, donde en un ala todo el flujo de aire es esencialmente la misma velocidad.
Dado que la sustentación es una función de la velocidad al cuadrado, el coeficiente de sustentación requerido en la raíz es dos órdenes de magnitud mayor que en la punta. Se muestra un ejemplo de un puntal de 72 pulgadas de diámetro con m0.8 en la punta.
Los tres parámetros de diseño principales utilizados para obtener el CL requerido son la cuerda, la comba y el ángulo de ataque (o torsión). La mayoría de los diseñadores de hélices pueden obtener la distribución de sustentación deseada usando camber y twist, y evitar las complicaciones de usar grandes cambios en la cuerda.
juan k