El turbohélice, y especialmente el ventilador de hélice de alto número de palas, se diferencia del turboventilador de derivación alta principalmente en que elimina los conductos exteriores arrastrados. Esto hace que sea más fácil obtener un mayor diámetro, moviendo más aire más lento y, por lo tanto, con una mayor eficiencia. Menos palas aumentan aún más la eficiencia aerodinámica. Las velocidades de las puntas siguen siendo prácticamente las mismas, limitadas por la velocidad del sonido. Entonces, ¿por qué los turbopropulsores son significativamente más lentos que los turboventiladores de derivación alta?
Las velocidades de las puntas en realidad no son las mismas, las velocidades de las puntas de los álabes del turboventilador (y del turborreactor) pueden superar la velocidad del sonido, hasta Mach 1.3 (en realidad se indica M1.4 en el enlace, mi experiencia es M1.3 pero también mi profesor solía mencionar M1.4) como se ve en el enlace . Al estar encerrados, los efectos negativos del choque son mucho menores que si se tratara de una hélice abierta. Las hélices abiertas (y también los propfans) también se ven afectadas por los efectos aeroelásticos en velocidades transónicas que son muy difíciles de aislar con sus altas relaciones de amplitud a cuerda (no me gusta llamarlo relación de aspecto para las hélices). Por no hablar del RUIDO que genera una hélice abierta a velocidades transónicas.
Además, debido a que el ventilador es seguido por un estator (que usa el componente rotacional de la velocidad agregado al flujo de aire por el rotor) y la geometría convergente del conducto del ventilador, los turboventiladores aceleran el flujo más que las hélices. El escape de la turbina también es más rápido que el ventilador y constituye una fracción mayor del aire ingerido por el motor, lo que aumenta la velocidad de escape promedio del motor.
Imagine un turbopropulsor que vuela a Mach 0,8 y la velocidad de la punta de la hélice está limitada a Mach 0,9. Esto requiere que la punta de la hélice tenga una velocidad tangencial de M0.41 (suma de Pitágoras). Por otro lado, a la misma velocidad de vuelo, la punta de un álabe de ventilador limitada a M1.3 todavía puede tener una velocidad tangencial supersónica de M1.024. Es obvio que las aspas de un ventilador que giran más del doble de rápido pueden ejercer mayores fuerzas sobre el flujo de aire.
El empuje se genera acelerando el flujo de aire. Podemos acelerar un poco mucho aire (piense en el rotor de un helicóptero) o un poco de aire mucho (turborreactor de poscombustión). Una pala de hélice de movimiento relativamente lento (debido a las razones anteriores) puede hacer poco para acelerar el flujo de aire que la atraviesa, en comparación con un ventilador que gira mucho más rápido en un recinto.
Guy Inchbald
Efe Ballı
Objeto que cae no reconocido
Efe Ballı