viernes, 24 de junio de 2016

DCXXVI - Las hélices de la era de la transición (Parte 1 de 2)

-Cuando terminó la Segunda Guerra Mundial, los motores de aviación habían evolucionado muchísimo, siempre en busca de mayores potencias. Una de las soluciones eran los montajes gemelos para duplicar potencias existentes y para absorver dichas potencias se hicieron grandes hélices de mas de dos palas, o sea tres, cuatro, cinco (últimos Spitfires de la RAF).

"Spitfires Mk XIV, con hélices de 5 palas"
-Los cazas eran mayores y los motores RR Merlin de los primeros Spitfires dieron paso a los RR Griffon. En USA también se hicieron grandes aparatos como el Fisher P-75 "Eagle" que llevaba dos motores Allison gemelos (dos V-1710 = V-3420) con transmisiones con caja reductora y a la vez divisora de giro para dos hélices contra-rotatorias. 

"Planta motriz Allison V-3420"
-Tanta potencia en una sola hélice hubiese sido insuficiente o bien, con un diametro tan enorme que las puntas de las palas hubiesen rozado o pasado la velocidad de sonido, lo que la hacia inoperativa debido al desconocimiento entonces de los efectos de alcanzar tal velocidad.

"Fisher P-75 como ejemplo" (wiki-archivo AZ)
"El Fisher P-75 todavia iba con motores de pistón" (wiki-archivo AZ))

-Como se comenta en los capítulos CCLXVII sobre hélices, el CCXXXI sobre los limites de velocidades y el CCCIX  sobre reductoras y su necesidad.  Tenemos pues que el limite estaba en la velocidad del sonido (343 metros por segundo ó 1234'8 Km/hr) en los extremos de las palas -la parte primera que entra-. La velocidad periférica se calcula con la fórmula:

-Los diámetros de las hélices se hicieron inmensos y el uso de reductoras fueron habituales. La otra solución era el aumento del número de palas y el acoplamiento de hélices contra-rotatorias cuya ventaja era la eliminación del par o guiño del motor sobre la estructura.

"Muestras de helices de unos 6 mts. de diametro" (folleto Curtiss)
-A grandes potencias grandes hélices. pero después de la WWII y hasta mediados de los 1950's con las soluciones de nuevas hélices quedaron apartadas. (Solo los grandes transportes como los Tu-95 y hoy el A-400M llegan a estos diámetros pero con velocidades de giro bajas).

"Carta de los diseños de Curtiss" (de un folleto de la marca)
-En aquella época las turbinas con hélice (turbohélices) crecieron  y según la misión de  cada avión se hicieron a su medida, fueran subsónicos, transónicos o supersónicos. Los turboreactores  avanzaban e iban arrinconando los turbohélices para las misiones de transporte principalmente.

"Hélice de rotación simple" (folleto Curtiss)

"Hélices contrarotatorias" (folleto Curtiss)

"Supersónica simple" (folleto Curtiss)
-Esta última se llamaba en la Curtiss como "Turbosónic" y también como "Turboelectric" por el control eléctrico del paso de las palas. Con un mecanismo diseñado por la marca muy ingenioso que alcanza mayor complejidad cuando las hélices son dobles y contra-rotatorias.

"Mecanismo de paso en doble hélice contra-rotatoria" (folleto Curtiss)
-Como se dice antes, los motores de pistón ya estaban al limite y las turbinas empezaban su carrera. Así, mecanismos parecidos se instalaron en turbinas como las Allison 501 con hélice simple (Electra, Hércules, etc) o doble como en el Douglas A2D.

"Allison  T-56" (Interavia)

"El T-40 con la reductora y los ejes superpuestos" (foto GM-Allison)
-El T-40 era la unión de dos motores T-56 lo que requirió la adopción de dos hélices contra-rotatorias. Otra solicitud de más potencia se obtuvo con el acoplamiento de tres T-56 en la que sería la T-44, también para dos hélices,

"El T-44, con triple T-56" (folleto Allison)
 -Sin duda influenciado por éste tipo de hélices de palas rectangulares, cuando debido a mi afición al aeromodelismo hice una semimaqueta del Grumman Cougar con mi motor Byra, la hélice era de cuatro palas cortas y palas rectangulares. La intención era mantener las 15500 rpm de diseño (el fabricante era Fernando Batlló, ganador en carreras y velocidad entonces).

"Durante la construcción me acompañó Jordi Gomez"
"La hélice de cuatro palas rectangulares y poco diámetro"
-Este tema sigue en la Parte 2 de 2 (DCXXVII)


ReF.-     (DCXXVI)       RMV   /   "Los Motores Aeroespaciales, A-Z"





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