Vuelo/Exploración de 5 min

¿Cómo funciona una hélice? Explora el paso de pala en 3D

¿Por qué una hélice está torsionada y por qué importa el paso de la pala?

Una hélice convierte la potencia del motor en empuje acelerando el aire. Sus palas actúan como alas giratorias. Explora su torsión en 3D y luego usa el diagrama de sección para ver por qué el paso de la pala y el ángulo de ataque son diferentes.

Explora el modelo y sigue sus piezas en movimiento.

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Qué debes recordar

El ángulo de la pala está incorporado en la hélice. El ángulo de ataque también depende del aire a través del cual se mueve.

A RPM y paso de pala fijos, ¿qué sucede con el ángulo de ataque de este modelo cuando aumenta el flujo axial?

Sigue la explicación

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Cómo funcionan juntas las piezas

  1. Encuentra el ala giratoria

    Orbita el modelo pausado para ver tanto el contorno de la pala como su torsión. El eje y el cubo giran juntos. Reproduce para seguir una vuelta completa.

  2. Aumenta el ángulo de la pala

    Las palas giran a un ángulo mayor manteniendo su torsión fabricada. En el Diagrama, la línea de cuerda se mueve mientras la dirección del flujo entrante permanece fija.

  3. Aumenta la velocidad del aire entrante

    A RPM y paso fijos, un flujo axial más rápido inclina la dirección del flujo relativo. En este triángulo de velocidades el ángulo de ataque disminuye.

  4. Separa los dos ángulos

    El ángulo de la pala se mide desde el plano de rotación. El ángulo de ataque se mide desde la dirección del flujo relativo. Son iguales solo cuando el flujo axial es cero en este modelo simplificado.

Las piezas principales

Motor opuesto horizontalmente
Un motor ilustrativo de avión de cuatro cilindros. Su función aquí es suministrar la rotación del eje; la combustión y el movimiento interno del pistón están fuera de este modelo.
Eje de la hélice
Transfiere la rotación directamente al cubo. Este ejemplo no tiene caja reductora, por lo que las velocidades del cubo y del eje coinciden.
Cubo y carenado
El cubo une las palas al eje. Cambiar el ángulo de la pala rota cada pala alrededor de su dirección longitudinal; el carenado aerodinamiza el centro.
Palas de perfil aerodinámico torsionadas
Las secciones más alejadas del eje se mueven más rápido a la misma RPM. El ángulo de la pala disminuye hacia la punta. Su torsión fabricada permanece fija cuando ajustas el paso.
Sección al 75% del radio
La banda resaltada es donde se evalúan el ángulo de la pala mostrado, el ángulo de entrada y el ángulo de ataque.
Aire entrante
Las flechas muestran el flujo axial prescrito antes de la hélice. No representan un estela calculada, campo de presión o empuje.

Preguntas que vale la pena explorar

¿Por qué las palas de la hélice están torsionadas?

Una sección cerca de la punta recorre más distancia en cada revolución que una sección cerca del cubo. Por lo tanto, se mueve más rápido a través del aire. La torsión cambia el ángulo de la pala a lo largo de su longitud para adaptarse a estas diferentes velocidades.

NASA · Propeller propulsion and twisted bladesFAA · Aircraft propellers handbook, chapter 7

¿Es el paso de la pala lo mismo que el ángulo de ataque?

No. El ángulo de la pala se mide desde el plano de rotación; el ángulo de ataque se mide desde el flujo relativo de aire. A paso y RPM fijos, aumentar el flujo axial reduce el ángulo de ataque en el triángulo de velocidades de este modelo.

FAA · Aircraft propellers handbook, chapter 7

¿Un mayor ángulo de pala siempre produce más empuje?

No. El empuje real depende de la pala y sus condiciones de operación. Este explorador calcula ángulos, no empuje ni pérdida de sustentación: aumentar su control de paso cambia la geometría sin predecir el rendimiento aerodinámico.

NASA · Propeller propulsion and twisted bladesFAA · Aircraft propellers handbook, chapter 7

Un descubrimiento lleva a otro.

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