TEORIA DA HÉLICE E APLICAÇÕES

Apresentação em tema: "TEORIA DA HÉLICE E APLICAÇÕES"— Transcrição da apresentação:

1 TEORIA DA HÉLICE E APLICAÇÕES
Lecture 4: Desempenho de Hélices 2011 Departamento de Engenharia Aeronáutica Instituto Tecnológico de Aeonáutica Cristiane Martins

2  Análise Dimensional Propulsão a Hélice Tópicos Abordados
 Parâmetros Adimensionais de Desempenho de Hélices;  Exercício Resolvido para Correlação de Desempenho de Hélices;

3 Desempenho de Hélices Parâmetros Adimensionais para
Correlação de Desempenho de Hélices Engenharia Aeronáutica

4 Parâmetros Adimensionais de Correlação de Desempenho de Hélices
Mapa de Desempenho de Hélices  Para representar o desempenho de uma mesma hélice, em diferentes regimes de operação, comumente são apresentadas as curvas de potência, torque e eficiência propulsiva da hélice em função de um coeficiente adimensional J, chamado de coeficiente de avanço.  O conjunto destas curvas em função do coeficiente J é chamado de mapa de desempenho da hélice;  Os parâmetros de desempenho contidos no mapa de desempenho são calculados pelo método simplificado na estação a ¾ do raio da pá;

5 Parâmetros Adimensionais de Correlação de Desempenho de Hélices
Mapa de Desempenho de Hélices coeficiente de avanço J V ~ velocidade da aeronave [m/s] N ~ rotação da hélice [rps] D ~ diâmetro da hélice [m] mapa de desempenho da hélice do exercício resolvido, calculado pelo método simplificado considerando ângulo da pá a ¾ do raio de 22,4o

6 Parâmetros Adimensionais de Correlação de Desempenho de Hélices
Coeficientes Adimensionais de Tração, Torque e Potência  O mapa de desempenho de uma dada hélice, com dado perfil aerodinâmico, pode ser utilizado para estimar o desempenho de uma outra hélice aerodinâmicamente semelhante (mesmo perfil aerodinâmico, mas com ângulo de pá a ¾ do raio e diâmetro diferentes);  Para isso, é necessário reduzir os parâmetros de desempenho de tração, torque e potência na forma de coeficientes adimensionais;  Os coeficientes adimensionais são respectivamente o coeficiente de tração CT, coeficiente de torque CQ e coeficiente de potência CP;  As curvas de desempenho na forma de coeficientes adimensionais são apresentadas em função do coeficiente de avanço J e do ângulo na estação a ¾ do raio da pá, para cada perfil aerodinâmico de pá e número de pás da hélice.

7 Parâmetros Adimensionais de Correlação de Desempenho de Hélices
Coeficientes Adimensionais de Tração, Torque e Potência  coeficiente de tração CT  coeficiente de torque CQ  coeficiente de potência CP Unidades: r em kg/m3; N em rpm; D em m, T em N, Q em N.m e P em W.

8 Parâmetros Adimensionais de Correlação de Desempenho de Hélices
Mapas de Desempenho de Hélices em Função dos Coeficientes coeficientes para o perfil aerodinâmico RAF-6, hélice de 2 pás

9 Parâmetros Adimensionais de Correlação de Desempenho de Hélices
Mapas de Desempenho de Hélices em Função dos Coeficientes coeficientes para o perfil aerodinâmico RAF-6, hélice de 3 pás

10 Parâmetros Adimensionais de Correlação de Desempenho de Hélices
Mapas de Desempenho de Hélices em Função dos Coeficientes coeficientes para o perfil aerodinâmico Clark-Y, hélice de 2 pás

11 Parâmetros Adimensionais de Correlação de Desempenho de Hélices
Mapas de Desempenho de Hélices em Função dos Coeficientes coeficientes para o perfil aerodinâmico Clark-Y, hélice de 3 pás

12 Parâmetros Adimensionais de Correlação de Desempenho de Hélices
Mapas de Desempenho de Hélices em Função dos Coeficientes coeficientes para o perfil aerodinâmico Clark-Y, hélice de 3 pás

13 Exercício Resolvido de Cálculo do Desempenho de uma Hélice Utilizando os Parâmetros Adimensionais de Correlação de Desempenho Engenharia Aeronáutica

14 Exercício Resolvido de Cálculo do Desempenho de uma Hélice
Descrição Geral  Determinar a tração e o torque de acionamento de uma hélice bi-pá de passo variável (ângulo de pá variável) utilizando os coeficientes adimensionais, com condições de operação mostradas na tabela abaixo: condições atmosféricas ISA-SL: 101, ,15K diâmetro da hélice 96 in (2,438m) rotação da hélice 2000 rpm velocidade da aeronave 44,44 m/s (160 km/h) coeficiente de avanço 0,547 perfil geométrico das pás RAF-6 ângulos da pá a ¾ do raio 15, 20, 22.4, 25 e 30º

15 Exercício Resolvido de Cálculo do Desempenho de uma Hélice
Coeficientes de Potência e Tração - Perfil RAF-6 - hélice de 2 pás

16 Exercício Resolvido de Cálculo do Desempenho de uma Hélice
Resolução do Exercício parâmetro ângulo da pá a ¾ do raio 15º 20º 22,4º 25º 30º V [m/s] 44,44 J 0,547 b CP 0,03 0,056 0,071 0,85 0,112 CT 0,04 0,075 0,09 0,105 0,125 P [W] eixo 117354 219061 275782 332503 438122 T [N] 1925 3610 4331 5053 6016 Q [N.m] 560 1045 1316 1587 2092 P [W] propulsiva 85470 160284 192470 224555 267351 hH 72,8% 73,2 69,8% 67,5% 61,1%

17 Exercício Resolvido de Cálculo do Desempenho de uma Hélice
Resolução do Exercício parâmetro ângulo da pá a ¾ do raio 15º 20º 22,4º 25º 30º V [m/s] 44,44 J 0,547 b CP 0,03 0,056 0,071 0,85 0,112 CT 0,04 0,075 0,09 0,105 0,125 P [W] eixo 117354 219061 275782 332503 438122 T [N] 1925 3610 4331 5053 6016 Q [N.m] 560 1045 1316 1587 2092 P [W] propulsiva 85470 160284 192470 224555 267351 hH 72,8% 73,2 69,8% 67,5% 61,1% valores calculados pelo método simplificado a 22,4º utilizando os coeficientes aerodinâmicos CL e CD PEIXO = W T = 4064 N Q = 1140 N.m PPROPULSIVA = W hH = 75,6%