¿Sucede alguna vez que aumentar las RPM de la hélice sin mover el acelerador en realidad disminuye el empuje y la potencia entregada a la estructura del avión?

A) En un avión con un motor de pistón y una hélice de velocidad constante, que vuela a una velocidad aerodinámica dada con la presión del múltiple y las RPM en una configuración de crucero típica, ¿sucedería alguna vez que aumentar las RPM de la hélice cada vez más sin mover el acelerador? en algún momento realmente comienza a disminuir el empuje y la potencia entregada a la estructura del avión?

Suponga que no hay controles de motor electrónicos como FADEC.

Me imagino un caso en el que aplanar el paso de las palas de la hélice disminuiría el empuje y la potencia entregada al fuselaje, porque las palas de la hélice se encontrarían con el flujo de aire local en un ángulo de ataque más bajo, a pesar del aumento de RPM. Supongo que un caso extremo colocaría la pala de la hélice en un pequeño ángulo de ataque negativo con respecto al flujo de aire local, de modo que la hélice actuaría para impulsar un aumento en lugar de una disminución en las RPM del motor; obviamente, esto aumentaría las RPM. pero disminuiría el empuje y la potencia entregados a la aeronave, al menos en la dirección de avance.

B) Ahora se me ocurre que tal cosa podría suceder en las posiciones más bajas del acelerador, pero no en las posiciones más altas del acelerador. Entonces, una segunda parte de esta pregunta es, en la aproximación final con el acelerador al ralentí, ¿es cierto que la hélice ejerce un mayor efecto de frenado en la estructura del avión cuando la palanca de la hélice está configurada para altas rpm que cuando la hélice está configurada para bajas rpm? ?

C) Y la tercera parte de esta pregunta es, para un avión dado que navega a una velocidad aerodinámica determinada con RPM y una presión del múltiple inicialmente "cuadrada", ¿cuál es un ejemplo de la presión del múltiple inicial más alta a la que podríamos encontrar que avanzar las RPM más alto y más alto sin cambiar la configuración del acelerador podría eventualmente causar una caída en la potencia entregada por la hélice al fuselaje? ¿O es algo que solo ocurriría con ajustes de potencia muy bajos, como los que se utilizarían en un descenso, y nunca ocurriría con ningún ajuste de potencia capaz de mantener un vuelo nivelado a cualquier velocidad? (Esta es básicamente una versión más refinada de la parte A).

La intención de la pregunta es que el avance en las RPM es intencional y no va más allá de las RPM máximas permitidas del motor y la hélice. Claramente, una hélice de "pista" sería un ejemplo extremo de estas dinámicas, pero la pregunta está destinada a limitarse al entorno operativo normal permitido de la hélice y el motor.

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Respuestas (2)

Puede obtener un aumento de velocidad, pero es probable que sea demasiado pequeño para detectarlo (aunque esto depende mucho de la combinación de avión y hélice).

Cuando aumenta las RPM de la hélice dejando MP constante, está aumentando la potencia del freno del motor, aunque hay una pequeña caída en MP cuando lo hace (y sucede lo contrario cuando reduce las RPM) que limita el aumento de potencia total.

Digamos que tienes un Lyc O-360. Ejecutándolo a "23 cuadrados", 2300 RPM y 23 "MP, el motor produce aproximadamente 108 HP en la hélice. Si eleva la hélice a 2700 rpm desde 2300, y el MP se mantuvo en 23", ahora está haciendo aproximadamente 128 CV. Pero en realidad no es así, porque el aumento de la demanda de velocidad del flujo de admisión reduce un poco el MP con la mariposa del acelerador sin cambios. Si pasara de 2300 a 2700, el MP caería alrededor de 1" de MP y esto reduciría los HP del freno del motor a 120. Todavía más de 108.

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A altas RPM, es probable que también tenga la hélice operando en un ángulo de pala menos eficiente desde un AOA de pala bajo: el gobernador no sabe ni le importa cuál es el ángulo de la pala, simplemente los gira para cargar las palas para mantener las RPM. donde está establecido por el control de apoyo (un resorte que empuja un conjunto de contrapesos), por lo que habrá otra pérdida menor debido a que las palas están en un AOA subóptimo. Digamos, con optimismo, el 3%. Entonces terminas con el equivalente de quizás 112-115 HP en empuje neto en comparación con lo que tenías antes (esto puede variar mucho con diferentes hélices).

Entonces, el resultado es, en el mejor de los casos, que en realidad solo aumentó el empuje neto en un pequeño porcentaje y, teniendo en cuenta el aspecto de los aumentos de potencia requeridos en el cuadrado de la velocidad, hay un aumento neto de la velocidad aérea de quizás un par de mph en el mejor de los casos. Si la eficiencia de la hélice realmente se redujo mucho, es posible que se encuentre yendo uno o dos nudos más lento.

También importa cómo lo haces. Si estaba navegando y aumentó las RPM repentinamente empujando el control hacia adelante, obtendrá una desaceleración temporal a medida que el gobernador descarga las palas para aumentar las RPM (también sobrepasará la línea roja y producirá el sonido WEEEEEEEEOOWWWWWWWW que a veces escucha cuando los pilotos hacen eso ) y luego el avión los alcanzará lentamente.

Si solo aumenta las RPM gradualmente, la forma correcta de hacerlo, debería haber poca aceleración o desaceleración obvia, pero la velocidad puede aumentar o disminuir un poco y después de que las cosas se estabilicen, será unos nudos más rápido, el mismo, o tal vez un par de nudos más lento porque la hélice estaba operando en un ángulo de pala muy ineficiente y las pérdidas excedieron el aumento menor de HP de freno del aumento de RPM.

Si está en una configuración de presión del colector muy baja, digamos que está en ralentí, y el control de la hélice está en Max RPM, el gobernador de la hélice tiene un "comando" (presión del resorte del peso de la mosca) para permitir que el motor funcione a la línea roja y regular las RPM allí, pero el motor no genera suficiente torque para hacer girar las aspas en la línea roja. El gobernador descargará las palas tratando de hacer eso, hasta que las palas alcancen el límite de paso fino.

O, si está a toda velocidad/RPM máximas y tira del acelerador hacia atrás, en algún momento las palas alcanzan los límites de paso fino y las RPM comienzan a caer desde la línea roja. El puntal ha "salido del gobernador". Ahora el puntal es efectivamente un puntal de paso fijo demasiado fino. Si tiene un MP bastante bajo, digamos 16", con las RPM en, digamos, 2200, y mueve la palanca de la hélice hacia Max RPM, las RPM pueden aumentar un poco ya que las palas ya estaban cerca del paso fino. se detiene para mantener 2200 RPM a 16". Agregue el acelerador y las RPM aumentan como un paso fijo hasta que las RPM coincidan con las RPM a las que esté configurada la palanca de apoyo, y "vuelve al gobernador" a medida que las palas se mueven fuera de los topes de paso fino para mantener las RPM en el valor seleccionado. configuración.

Como técnica de operación general, siempre conduce con RPM en aumentos de potencia y conduce con aceleración en disminuciones de potencia. Y llega a saber que cada cambio de RPM afecta el MP y aprende a permitirlo con cada cambio de RPM. Por ejemplo, si está subiendo a 24 cuadrados y desea navegar a 22 cuadrados, reducirá el MP a aproximadamente 21.5, luego reducirá RPM a 2200, sabiendo que esto elevará el MP a 22 ", aproximadamente, requiere un mínimo ajuste posterior del acelerador para hacerlo bien.

Esta puede ser una condición conocida como "accesorio desbocado", lo contrario de "desvanecimiento". A medida que el cabeceo se vuelve más fino, las RPM aumentan, pero la resistencia aerodinámica del avión aumenta considerablemente y el empuje disminuye progresivamente a medida que el cabeceo se aleja cada vez más del AOA óptimo.

Este es un mal funcionamiento del sistema de control de paso.

Reducir intencionalmente el paso (por cualquier motivo) con la misma potencia de entrada provocaría un aumento en las rpm. Existe la separación de la potencia (esencialmente, la tasa de consumo de combustible) de la carga de la hélice (esencialmente, la resistencia de la hélice creada a un AOA y RPM dados, que determina el empuje).

PAG o w mi r Se define como F o r C mi × distancia/tiempo. T h r tu s t × distancia/tiempo se define por PAG o w mi r × mi F F i C i mi norte C y . La disminución de T h r tu s t es el resultado de una pérdida en la eficiencia de la hélice. Un piloto puede intentar bloquear el acelerador para mantener la velocidad, lo que resulta en más PAG o w mi r de los pistones, pero fue en vano. El aumento de la resistencia y la disminución del empuje darían como resultado una pérdida de velocidad aerodinámica. El aumento de la producción de energía se registraría en un aumento de la temperatura del motor.

Buen punto sobre el fugitivo, debería haber pensado en eso cuando estaba escribiendo la pregunta. Espero que no le importe la última aclaración, puedo revertirla si siente que invalida su respuesta, pero no creo que realmente lo haga.