¿Qué factores determinan la magnitud y la orientación de la velocidad inducida en la pala de la hélice?

Usando la teoría del momento (la versión francesa conocida como teoría de Froude es mucho más detallada) y bajo varias suposiciones restrictivas, podemos encontrar una relación entre el empuje ($T$), radio de la hélice ($S=\pi R^2$), velocidad de vuelo ($V_0$) y la velocidad inducida ($v_i$).

$T=\rho S(V_0+v_i)*2v_i$

Un ejemplo numérico con$R=2.2m$,$\rho=1.225kg/m^3$(densidad del aire en condiciones estándar),$T=30'000N$mostrar la evolución de la velocidad inducida con respecto a la velocidad de vuelo.

$v_i$en función de la velocidad de vuelo$V_0$" />

Como puede ver, la velocidad inducida disminuye con la velocidad de vuelo. Como estamos diseñando las palas de la hélice para que sean eficientes a la velocidad de crucero, la velocidad inducida se vuelve bastante insignificante cuando se calcula el giro ideal de la pala.

Por otro lado, si desea calcular el empuje disponible en el despegue, debe tener en cuenta la velocidad inducida, ya que disminuirá en gran medida la eficiencia de su hélice.

En cuanto a la orientación de la velocidad inducida, tiene dos componentes axiales ($Uind$) y rotacional ($U\phi ind$) velocidad creada por la hélice como se muestra claramente en su segunda imagen. Por lo tanto, no es exactamente paralelo a$V_0$. El componente rotacional es una pérdida de energía directa y, por lo tanto, se minimiza durante las fases de diseño. En la teoría de Froude hay una suposición que dice que es igual a 0.