¿Serían más eficientes las aspas de ventilador/hélice grandes y de baja relación de aspecto? ¿Por qué no?

Una relación de aspecto baja significa más acorde. Más medios de acordes

1. menor coeficiente de sustentación. Esto moverá el punto de operación del perfil aerodinámico de la pala a un punto polar menos eficiente. Dado que el par y las RPM se mantienen constantes, una hoja más ancha no puede absorber más energía y compensa la cuerda más alta con un coeficiente de sustentación proporcionalmente más bajo.
2. más área. Notará correctamente que el número de Reynolds de la hoja más alto reduce el coeficiente de arrastre por fricción, pero el arrastre es el coeficiente por el área (por la presión dinámica), por lo que el arrastre seguirá aumentando en comparación con una hoja más estrecha.

Las cuerdas más altas son sensibles para las hélices de alta velocidad que están diseñadas para funcionar cerca de Mach 1, donde un alto coeficiente de sustentación provocará una mayor sobrevelocidad y choques más tempranos. El ejemplo más notable es la hélice contrarrotante Aerosila SV-27 (СВ-27 en cirílico) del motor propfan D-27 que alimenta el Antonov An-70 :

Hélices SV-27 en el An-70 ( fuente de la imagen ). Ocho palas en el disco delantero y seis en el trasero, funcionando a solo 1200 RPM. Para reducir los efectos de Mach, todas las palas tienen una punta en flecha y una cuerda profunda. Otro ejemplo es la hélice Junkers VS-9 de 1944.

Hélice Junkers VS-9 ( fuente de la imagen ). Dado que estaba propulsado por el mismo motor Jumo 213 que impulsó el FW-190D, la cuerda más profunda significó un coeficiente de sustentación proporcionalmente más bajo en comparación con la hélice FW-190 normal.

En el caso de las hélices, hay una serie de consideraciones operativas y de diseño que deben tenerse en cuenta aquí.

Por ejemplo, si bien es cierto que impartir un pequeño impulso a una gran masa desperdicia menos energía que agregar un gran impulso a una pequeña masa usando una hélice, existen límites prácticos sobre qué tan grande puede ser el diámetro de la hélice antes del manejo en tierra de el avión se vuelve inmanejablemente incómodo. Un puntal enorme podría ser más eficiente, pero necesitarías una escalera de embarque para acceder a la cabina detrás de ese puntal enorme y los puntales del tren de aterrizaje tendrían que ser más largos y rígidos y, por lo tanto, más pesados. Oh, sí, y el accesorio en sí sería significativamente más pesado.

Además, para conducir lentamente una hélice grande y aún así desarrollar toda la potencia con un motor de pistón, se requiere un engranaje reductor de algún tipo entre las 2400 RPM del cigüeñal y cualquiera que sea la velocidad de giro de la hélice lenta. La caja de cambios agrega peso y requiere una revisión cuando se acaba el tiempo, y eso agrega costos y un modo de falla potencial que está ausente en los diseños de transmisión directa.

Finalmente, reducir la marcha del motor para hacer girar una hélice lenta magnifica el par transmitido a la hélice y, por lo tanto, de la hélice al motor y al fuselaje. Ese par de reacción debe contrarrestarse de alguna manera o, de lo contrario, abrir el acelerador no solo hará girar la hélice, sino que también hará que el avión gire hacia atrás alrededor del eje del cigüeñal.

100 años de experiencia con motores de pistones de transmisión directa y engranados y todo tipo de hélices han dado como resultado la mejor solución en forma de un motor de transmisión directa que hace girar una hélice de paso variable con un diámetro que hace que las puntas de las palas sean cómodamente subsónicas en la configuración de potencia máxima del motor