En mi investigación sobre las fuerzas que actúan e influyen en la capacidad de la hélice de paso variable sin abanderamiento de un solo motor para cambiar el ángulo de las palas, me encontré con un pequeño obstáculo.
Las fuerzas aerodinámicas intentan mover las palas en un paso grueso, ya que el centro de presión de la pala está por delante del punto de pivote de la pala. Eso es obvio y tiene perfecto sentido.
Lo que me desconcierta es la fuerza de torsión centrífuga. ¿Cómo envía esto la hélice a un paso fino?
Varios sitios hablan sobre este concepto, pero solo en la medida en que reconocen que existe y en qué contexto ocurre. Estos son algunos ejemplos de las únicas secciones relevantes por sitio:
La fuerza de torsión centrífuga, al ser mayor que la fuerza de torsión aerodinámica, tiende a forzar las palas hacia un ángulo de pala bajo.
La fuerza centrífuga que actúa sobre las palas tiende a torcer las palas de manera que se reduce el ángulo de las palas. Esta fuerza es algo opuesta por la fuerza de torsión aerodinámica.
Fuente (También viene con esta imagen que no tiene explicación)
Torsión centrífuga y aerodinámica. Cualquier objeto giratorio asimétrico genera una fuerza de torsión centrífuga, la hélice no es diferente con la fuerza de su acción giratoria girando las palas a un paso fino.
Podría seguir.
Dado que la fuerza se refiere a 'centrífuga', sospecho que el centro de masa tiene algo que ver con eso. Si es así, ¿dónde está ubicado el centro de masa? ¿Adelante o detrás del punto de pivote? Parece que estaría ligeramente hacia adelante, dado que la forma aerodinámica de una pala requeriría más masa en el borde de ataque.
La fuerza de torsión centrífuga en las hélices de paso variable no proviene de las propias palas. Es inducido por balastos conectados a la raíz de las palas a través de un mecanismo tal que cuando el movimiento giratorio de la hélice induce una fuerza en el balasto, (en la mayoría de los casos) forzará a las palas a un paso fino.
Existen (de hecho) sistemas de ajuste de finura de hoja de simple y doble efecto. En el diseño de acción simple , el contrapeso del cubo está configurado para usar la fuerza centrífuga para mover la hoja a grueso . La presión del aceite, en forma de un pistón hidráulico, se usa para mover la hoja a fin.
En un sistema de doble acción, los pistones de aceite mueven la cuchilla en ambos sentidos.
Puede surgir confusión en la declaración "mueve la pala a un ángulo más bajo", en cuanto al emplumado : el "ángulo de pala bajo" es hacia el viento , no hacia el eje de rotación (muy grueso).
Para la propia pala de la hélice , es muy posible que haya más masa por delante del punto de pivote , lo que provocaría una fuerza de torsión centrífuga hacia la fina .
"Las fuerzas aerodinámicas intentan mover la pala a un paso grueso"
Sí, y esto está contrarrestado por el centro de gravedad de la hoja que intenta moverse hacia arriba debido a la fuerza centrífuga. Esto ayuda a equilibrar las fuerzas en el eje de la hoja .
Pero debemos tener en cuenta todos los componentes del plano giratorio , incluido el buje y los accesorios. Para poder "desvanecer" la hélice en caso de falla del motor, se agrega un contrapeso al cubo para engrosar completamente el paso de la hélice.
Roberto DiGiovanni
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