La hélice aérea cap-5
La hélice aérea cap-5
EQUILIBRIO DE UNA HÉLICE
Sabido es que cualquier objeto que gire sobre un punto sufre unos esfuerzos interiores producidos por la masa de las partículas que lo componen. Para que estos esfuerzos sean mínimos, debe estar el objeto giratorio equilibrado estática y dinámicamente.
Veamos su diferenciación: existe equilibrio estático cuando los momentos de fuerza producidos por las masas que giran son iguales y contrarios, por lo que se anulan. Prácticamente, puede comprobarse el equilibrio de una hélice colocándola sobre un eje y sin resistencia alguna al giro. Si la hélice está equilibrada estáticamente, en cualquier posición que se coloquen las palas deben de quedarse quietas, sin girar.
El equilibrio dinámico se consigue también cuando los momentos de fuerza producidos por la inercia son iguales y, por tanto, también se anulan.
En general, estos equilibrios, tratándose de un objeto cualquiera que gire, son suficientes; ahora bien: para una hélice esto no basta, ya que en ella aparecen, además, otras fuerzas aerodinámicas que deben estar correctamente equilibradas, como la tracción o empuje del avión. Este equilibrio está conseguido al diseñar las palas de la hélice apropiadas, teniendo en cuenta la potencia de su motor, los perfiles aerodinámicos del avión, etc., y con los ángulos que se le dan a las distintas secciones de las palas se consigue equilibrar las fuerzas aerodinámicas. Como consecuencia, las hélices no son intercambiables entre distintos tipos de aviones, ya que producirían desequilibrios y vibraciones que podían afectar seriamente al avión.
Aparecen desequilibrios en una hélice cuando alguna de sus palas ha perdido peso por desprendimiento de un pequeño trozo; cuando las palas no están en el mismo plano, debido a haberse doblado alguna por efectos de un golpe, y también cuando no tienen un mismo ángulo, o sea, que están mal regladas. Estos desequilibrios producen una fuerte vibración, por lo que se aconseja la parada rápida del motor.
Claro está que puede existir otro tipo de vibraciones que, aunque parecidas a las del desequilibrio de la hélice, son producidas por la estructura del avión, por fallos del motor o por un funcionamiento crítico de éste.
El funcionamiento crítico de un motor es consecuencia de un régimen determinado y distinto en cada tipo de motor, en el cual la hélice, el avión y el mismo motor entran en vibración. Sí se aumenta el régimen del motor, este tipo de vibraciones irá amortiguándose hasta llegar a desaparecer.
En el régimen crítico del motor se pueden producir serios daños debido a las vibraciones, por lo que no se debe nunca hacer funcionar el motor dentro de este margen crítico de revoluciones. Las Ordenes Técnicas relativas al manejo y funcionamiento de cada tipo de motor especifican y detallan el funcionamiento crítico de éste, el cual hay que tener muy en cuenta, sobre todo en vuelo.
Otra de las causas por la que entran en vibración las palas de una hélice es la incidencia irregular del aire sobre la pala, por motivos de un fuerte viento de costado cuando se va volando.
En general, estas vibraciones no suelen ser peligrosas y se anulan en el momento en que el avión cambia ligeramente de rumbo.
El par giroscópico producido por el giro de la hélice puede producir también fuertes vibraciones, si no está compensado.
Las reacciones más importantes que puede ejercer una hélice sobre el cigüeñal del motor donde va instalada provienen del par giroscópico debido al movimiento de giro.
Como efecto más pernicioso del par giroscópico se cita su falta de constancia en magnitud, lo que, cuando la hélice es sólo de dos palas, da lugar a vibraciones.
En las hélices de más de dos palas, el par giroscópico es constante; de ahí la gran ventaja de estos tipos de hélices, sobre todo en motores con reductor en los que el árbol porta-hélices es mucho más corto. El par giroscópico produce sobre el árbol porta-hélices una reacción basculante, la que hay que tener en cuenta durante el vuelo, ya que el avión tiende a picar, cuando se da un viraje en el sentido de rotación de la hélice, y a encabritarse o subir en caso contrario.
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