Por que os designers de hélices não usam vários perfis?

Estou projetando um ventilador de duto e estou decidindo pelo perfil do aerofólio. Os perfis da série NACA 16 são adequados para M> .5 ou .6, mas não são particularmente eficientes em números de Mach mais baixos. Por outro lado, perfis mais antigos, como Clark YM, funcionam muito bem em velocidades mais baixas.

Minha pergunta é: por que os projetistas de hélices geralmente usam apenas um perfil (com corda e espessura escalonadas) por toda a hélice? Existe alguma razão para não usar, por exemplo, um Clark YM para 2/3 da lâmina e um NACA 16-709 para o exterior 1/3?

Nota: sendo este um ventilador de duto, os perfis laminares não funcionarão, portanto eles não estão sendo considerados.

aerospace-engineering aerodynamics propulsion airfoils user1493362
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Você não pode ter uma "mudança de passo" repentina entre dois perfis, porque a etapa criaria uma concentração de tensão que causaria a quebra da lâmina. Simples "régua em linha reta" entre um pequeno número de seções aerodinâmicas (raiz, ponta e possivelmente meia-altura) era fácil de fabricar com máquinas-ferramentas "pré-computador". Lembre-se de que o "1/3 da lâmina" interna representa apenas 1/9 da área varrida e, portanto, 1/9 do fluxo total de massa - vale realmente a pena complicar o projeto mecânico para tentar obter apenas uma pequena porcentagem? de eficiência aerodinâmica?

alephzero

Obviamente, seria uma mistura suave de um perfil para outro, assim como uma asa com múltiplos aerofólios ao longo de sua extensão. "Lembre-se que o interior" 1/3 da lâmina "representa apenas cerca de 1/9 da área varrida" Eu acho que esta é realmente a resposta para a pergunta. Mesmo que todas as estações fossem ideais, as estações internas não são tão importantes.

user1493362

Respostas:

Existem hélices com diferentes seções de aerofólio. Por exemplo, a hélice conectada ao motor Rolls Royce mantido em minha faculdade tinha seções de aerofólio simétricas de cerca de 25% e suavemente variando para seções de aerofólio de fundo plano no resto.

$C_l / C_d$

No meu ponto de vista, ter as mesmas seções de aerofólio será vantajoso nos modos abaixo indicados.

Combinar os centros aerodinâmicos das mesmas seções de aerofólio seria mais fácil

$a.c$ $\sim c/4$ $c$ $a.c$

O downwash das seções da hélice terá variações suaves.

Para secções semelhantes, o componente de velocidade induzida por rebaixamento será previsível e a torção das lâminas poderá ser compensada facilmente durante a concepção. E a torção será suave para perfis semelhantes do ponto de vista estrutural.

Espero que isto ajude.

mustang
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