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DaniV

Tutoriales familiarización Hélices / Motor

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Tutoriales para los interesados en lo que es una Hélice de paso fijo, paso variable/velocidad constante, y también sobre las mezclas

de combustible, ricas o pobres según la altitud. Uso de los Radiadores, y compresores.

 

Videos del señor "Requiem", eso sí, todos en inglés y explicados bastante rápido pero que nos pueden aportar algo.

 

Con tiempo intentaré hacer lo mismo pero en Español. De momento he puesto mas o menos la traducción o lo esencial . Espero os sirvan.

 

 Bases de las mezclas y radiadores:

 

Mezcla:

 

Es la cantidad o proporción de combustible/aire que entra en el motor para la combustión.

  • Enriquecer: Añadir, incrementar la proporción de combustible respecto al aire.
  • Empobrecer: Quitar, disminuir la proporción de combustible respecto al aire.
    • A menos altitud, hay "más aire", es más denso, entonces hay que enriquecer la mezcla añadiendo combustible.
    • A más altitud, hay "menos aire", es menos denso, entonces hay que empobrecer la mezcla quitando combustible.
  • 3 tipos de mezcla:
    • Mezcla Rica: Proporción alta combustible respecto al aire en la mezcla. Las llamas son de un color amarillo/naranja. Se usa para despegue y ascenso.
    • Mezcla para mejor Potencia efectiva:
      • Para aviones con hélice de paso variable, es la mezcla idónea para adquirir la mayor velocidad.
      • Para aviones con helice de paso fijo, es la mezcla para mayor revoluciones por minuto.
    • Mezcla Económica: Mayor economía igual a mayor distancia de vuelo, pero menos potencia. Es una mezcla menos rica que la de mejor potencia, la llama es de un color azulado, la mejor opción para vuelos de crucero.
  • Si la mezcla es demasiado pobre, incurrimos en el problema de que la temperatura aumentará, dada al sobrecalentamiento de los cilindros y los puntos de calor generados en los mismos que provocan la pre-ignición, comúnmente llamada "detonación", que causa daños en el motor. A evitar.

Radiadores: 

Lógicamente si abrimos radiadores de aire/aceite contribuímos al enfríamiento del motor / aceite que fluye por el mismo, bajando la temperatura de operación. 

En estos aviones la contra es que al hacerlo ofrecemos más superficie aerodinámica contra el aire, disminuyendo la velocidad de nuestro aparato.

 

 

Hélices de paso fijo:

 

Definición coloquial de Paso de Hélice: Cuanto se mueve una pala de hélice en una revolución completa a través del aire. (Cuanto "camina" en cada giro completo que da).

Ángulo de pala: Ángulo de la pala respecto a un plano de rotación en el aire. Es decir "Cómo/cuanto muerde la pala al aire".

 

Ajustando el paso de la hélice, cambia el ángulo, y en este proceso se ven afectadas las r.pm.´s y la potencia del motor.

 

*Editado 27/2/17.

 

Paso "Fino":

  • Paso mas "corto"/menos ángulo de la pala.
  • Más resistencia al avance del avión contra el aire (dorso de la pala contra el aire de frente al sentido de la marcha) pero más aceleración de la hélice en sus revoluciones, mayor respuesta, puesto que la resistencia del filo de la hélice contra el volumen del aire es mínimo, es menor.
  • Más r.p.m´s.

 

Paso "Largo":

  • Paso más "largo"/más ángulo de pala, mas distancia en cada revolución.
  • Menos resistencia al avance del avión contra el aire (filo de la hélice de frente al sentido de la marcha) pero menos revoluciones de la hélice, la pala ofrece más resistencia a su giro.
  • Menos r.p.m´s.

 

Tenemos 3 tipos básicos de hélices:

  1. Hélices de Paso fijo, dónde no tienes control sobre el ángulo de pala, varían las r.p.m´s y la velocidad en concordancia unas con otra. Es una hélice digámoslo "polivalente" que ofrece un compromiso medio entre potencia y durabilidad.
  2. Paso variable, dónde controlas directamente el ángulo de la pala, es decir, el paso.
  3. De velocidad constante: Controlas directamente el paso a través de las r.p.m.´s.  (Se ajusta automáticamente a ellas).

 

 

Hélices de paso variable:

 

Quedamos en que el Paso variable es aquel en el que cambiamos manualmente el paso de hélice.

Podemos cambiarlo a settings que tenga el avión (como las marchas que tenga un coche, por ejemplo), o a valores que nosotros decidamos exactamente, dependiendo de las posiblidades

que nos ofrezca el avión o esté modelado en el Sim.

 

Utilizando el paso variable y ajustando la potencia controlas las r.p.m´s del motor y las mantienes en el rango óptimo de operación.

 

En el BoS, en el Bf-109 por ejemplo, las lecturas del instrumento referente al paso de hélice tiene sus topes dentro de la gama de recorrido en:

 

  • Máximo setting paso fino la lectura en el instrumento o "reloj" muestra las "12:30".
  • Máximo setting paso corto la lectura en el instrumento o "reloj" muestra las "8:30".

 

Recordad, intentad ajustar el paso a fino, aumentando las revoluciones para ascensos, giros rápidos. Ajustar paso corto para picados.

Para las aproximaciones a aterrizaje (reduciendo la potencia en este caso, pues las rpm´s aumentarían) debéis poner paso fino (aunque suene contradictorio pues bajamos) porque retiramos

potencia y ofrecemos más resistencia al avance con las palas en paso fino, y en el caso de meter potencia para ajustar nuestra distancia al suelo y pista, (o simplemente nos vamos al aire por la razón que sea, tendremos mucha más aceleración y rapidez de reacción).

 

 

Presión del Colector y Compresores.

 

En motores aspirados normales, la Presión de Admisión es la presión del Aire ambiente, no la supera.

Los Compresores o "Supercargadores" hacen que la presión del aire que entre en el motor exceda la presión ambiente, porque lo comprimen dentro del mismo volumen. Dan más potencia a mayor altura, dónde la densidad del aire es menor.

 

Por ejemplo, 

  • A ralentí, la presión de admisión es mínima, pues la palanca de gases está retrasada, e "impide" o restringe la entrada de aire a la cámara de combustión.
  • A régimen de vuelo de crucero normal, el instrumento dará una presión de Admisión más o menos igual (dependiendo de la altura claro está) a la presión ambiente.
  • A régimen de vuelo de máximas características, donde se exige el máximo rendimiento del motor, la entrada del Compresor o "Supercargador" comprimirá el aire, el motor aspirará más aire dentro del mísmo volumen, se le añadirá más combustible y el resultado será más potencia.

 

 

 

Helices de velocidad constante:

 

La hélice de velocidad constante, mantiene las rmp´s, ajustando automáticamente el paso de hélice. 

Es decir, que "controlamos" (indirectamente, pues lo hace el control de hélice) a través da la operación de la palanca de gases (presión de admisión) y el control de las revoluciones de motor (rpm´s).

 

Condiciones de velocidad:

  • A velocidad óptima/normal: 
    • Si picamos, las rpm´s tienden a incrementarse, el control automático de paso cambia a paso largo de las palas y la velocidad de giro de la hélice se ajusta y reduce las rpm´s.
    • Si encabritamos (subimos), las rpm´s caen, decrecen, entonces el control automático de paso cambia a paso corto y la velocidad de giro de la hélice aumenta, suben las rpm´s.
  • A velocidad reducida/por debajo de la normal:
    • Si ascendemos, y la velocidad decrece, el pitch automático llevará las palas a paso fino hasta un punto máximo dónde físicamente no podrá seguir "afinando", así que nos quedaremos "colgados" y la hélice actuará en esta situación como una "hélice de paso fijo" dado que hemos excedido su límite físico de operación.
    • Si picamos, la velocidad aumenta, y por tanto las rpm´s, el control intentará compensar a paso corto, pero no podrá mas allá de su tope físico, debiendo procurar nivelar si no queremos que aumenten las rpm´s fuera de nuestro control.

Principios de operación:

  • Disminuir potencia:
    1. Retrasar la palanca de gases.
    2. Reducir las Rpm´s.
    3. Empobrecer la mezcla.
  • Aumentar potencia:
    1. Enriquecer la mezcla.
    2. Aumenar las Rpm´s.
    3. Avanzar la palanca de gases.

Haciendo estas transiciones suavemente, evitas que la hélice entre en sobrevelocidad, puesto que al control de pitch le lleva un tiempo ajustarse y adaptar el pitch a cada cambio y compensar, y evitas igualmente que a bajas rpm´s y alta presión de admisión se produzca lo que se llama "overboost" , que implica daños al motor. (No confundir con altas rpms, alta pres. de admisión, y mezcla enriquecida, que es la búsqueda de mayor rendimiento de operación que se consigue con los compresores).

 

 

 

 

 

Edited by DaniV

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On 26/2/2017 at 4:25 PM, DaniV said:

Ajustando el paso de la hélice, cambia el ángulo, y en este proceso se ven afectadas las r.pm.´s y la potencia del motor.

 

Paso "Fino":

  • Paso mas "corto"/menos ángulo de la pala.
  • Más resistencia al avance.
  • Más r.p.m´s.

Paso "Largo":

  • Paso más "largo"/más ángulo de pala, mas distancia en cada revolución.
  • Menos resistencia al avance.
  • Menos r.p.m´s.

 

 

¿No es al contrario?

Paso fino = menos resistencia al avance de la pala, mayor fuerza de arrastre o aceleración, menor velocidad de vuelo.

Paso Largo = más resistencia al avance de la para, menor fuerza de arrastre o aceleración, mayor velocidad de vuelo.

 

Saludos.

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http://www.manualvuelo.com/SIF/SIF32.html

 

Cuanto largo es el paso, mas angulo de paso y mas le cuesta a la pala girar con la consecuente perdida de arrastre,MAS RESISTENCIA AL AVANCE DE LA PALA,las revoluciones caen mientras mas subes el angulo de ataque hasta el punto de BANDERA,que coincide con el punto de MENOS RESISTENCIA AL AVANCE DE LA AERONAVE y MENOS ACELERACION

 

Paso fino,todo lo contrario

 

Salu2

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2 hours ago, Mjolnir said:

 

¿No es al contrario?

Paso fino = menos resistencia al avance de la pala, mayor fuerza de arrastre o aceleración, menor velocidad de vuelo.

Paso Largo = más resistencia al avance de la para, menor fuerza de arrastre o aceleración, mayor velocidad de vuelo.

 

Saludos.

 

Cuando me refiero a la resistencia me refiero a la resistencia del "conjunto avión y de la pala" contra (o de frente) al aire, no a la de la pala "cortando" el volumen de aire como bien explica Hans Luchs.

 

Hans explica que a mayor paso (Paso largo), mas le cuesta cortar el aire, y en consecuencia bajan las rpm´s, y es exactamente así hasta llegar al máximo de resistencia en sus giros que es la

posición de bandera. (Ahí está mi matiz... Para qué se abandera las hélices en avería o parada motor? Para ofrecer la menor resistencia al avance y evitar el efecto de giñada que ofrece el dorso contra el aire de una pala en paso fino).

 

Pero por ejemplo si haces una aproximación al aterrizar con paso largo, no vas a lograr que el avión "frene" tanto aerodinámicamente pues la hélice ofrece su lado cortante "al aire" (si, es verdad, gira "menos rápido" pero mantiene esas bajas rmps y sigue avanzando) por el contrario si ofreces todo el dorso de la pala, contra el aire que va contra el avión en descenso y mantienes retrasados los gases por disminuyendo rmp´s, pues tu intención es desacelerar en tu descenso, el resultado será frenar por pura resistencia aerodinámica contra el avance. 

 

Edito el primer post para dejarlo un poco más claro en que situación me refiero, espero sirva.

 

Edited by DaniV

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