Hélice de velocidad constante: ¿cómo funciona? (Lo esencial)

Una hélice de paso fijo funciona bastante bien para los despegues y decentemente para el crucero, mientras que las hélices de ajuste en tierra obligan a los pilotos a elegir entre maximizar su rendimiento de ascenso o su rendimiento de crucero, pero no ambos.

En algún momento, muchos pilotos dicen que "bastante bien", "decente" y tener que elegir solo una fase de vuelo cuyo rendimiento optimizar simplemente no son lo suficientemente buenos. La solución es elegir una hélice de velocidad constante.

¿Qué es una hélice de velocidad constante?

Las hélices de velocidad constante son un tipo de hélice de paso variable que mantiene una velocidad de rotación constante ajustando automáticamente el paso de las palas.

Reciben el nombre de velocidad constante porque pueden mantener un RPM constante durante el vuelo. El nombre no significa que solo puedan operar a una velocidad específica y constante.

Propósito de una hélice de velocidad constante

El objetivo de una hélice de velocidad constante es mantener la velocidad de rotación estable a la velocidad óptima del motor para una situación dada, independientemente del par motor, la altitud o la velocidad del avión. Este efecto estabilizador de velocidad constante sirve para mejorar la eficiencia del combustible y maximizar el rendimiento de la aeronave.

Dado que la potencia óptima para la mayoría de los motores se produce en una banda de velocidad muy estrecha, sería difícil mantener la aeronave en esa banda manualmente.

Al usar una hélice de velocidad constante, muy similar a una forma de control de crucero en un automóvil, las RPM se controlan y mantienen automáticamente dentro del rango deseado.

(Diagrama de hélice de velocidad constante)

Cómo funciona una hélice de velocidad constante

Las hélices modernas de velocidad constante funcionan ajustando automáticamente su paso hidráulicamente, utilizando un gobernador de hélice o unidades de velocidad constante y aceite a presión bombeado a través del eje de la hélice. El piloto ajusta el paso o ángulo de la pala de una hélice de velocidad constante moviendo la palanca de la hélice.

Muelle regulador

Cuando el piloto mueve la palanca de la hélice, la palanca de control del gobernador y el eje roscado conectados también se mueven. A medida que el eje se mueve, aplica o libera presión sobre el muelle regulador.

Al tirar de la palanca hacia atrás, aumenta el paso de las palas, así como el requisito de par correspondiente necesario para mantener una RPM constante del motor.

En ausencia de un aumento de potencia, tanto las RPM del motor como la velocidad de la hélice disminuirán. Esta es la configuración de palas de hélice de paso alto/RPM bajas, y generalmente se usa una vez que se ha alcanzado la altitud de crucero.

Si se empuja la palanca de la hélice hacia adelante, el paso de la pala disminuye, junto con los requisitos de par necesarios para RPM constantes. Manteniendo la misma potencia, las RPM del motor aumentarán. Esta configuración es de paso bajo/RPM altas y se utiliza para el despegue.

Uso de una hélice de velocidad constante

Al tirar de la palanca de la hélice hacia atrás, el eje roscado gira hacia la izquierda y se mueve hacia arriba. Esto alivia la presión sobre el resorte regulador, lo que permite que la fuerza centrífuga haga que las masas se desplacen hacia afuera y levanten la válvula piloto. Cuando la válvula se levanta, el aceite presurizado fluye hacia el cubo de la hélice.

La presión del aceite fuerza el pistón hacia atrás y aumenta el ángulo de la pala. Con el aumento del ángulo de ataque, se requiere más par motor para hacer girar la hélice. Las mayores necesidades de par hacen que las RPM del motor disminuyan a medida que el ángulo de la pala aumenta.

Contrapesos

Empujar la palanca de la hélice hacia adelante hace que el eje gire a la derecha y baje. El movimiento hacia abajo comprime el muelle regulador, que a su vez ejerce presión sobre los contrapesos en forma de "L", haciendo que estos se desplacen hacia adentro.

Los contrapesos bajan una válvula piloto que detiene el flujo de aceite presurizado hacia el cubo de la hélice y permite que el aceite drene hacia el cárter. Sin la presión del aceite, el pistón se mueve hacia adelante y el ángulo de la pala disminuye. Esto reduce las necesidades de par y las RPM del motor aumentan.

Una vez que un piloto ha usado la palanca de la hélice para establecer las RPM deseadas, el regulador hará ajustes automáticos para mantener esas RPM. Si la aeronave entra en ascenso y no se realizan ajustes en el motor, a medida que el avión se eleva, el motor tendrá que trabajar más y sus RPM bajarán naturalmente.

A medida que esto ocurre, los contrapesos caerán hacia adentro permitiendo que la válvula piloto se desplace hacia abajo y el aceite salga del cubo. El paso de la hélice se reducirá, se necesitará menos par y las RPM del motor aumentarán y se reestabilizarán.

Por otro lado, si el avión comienza a descender, el motor se acelerará naturalmente y la fuerza centrífuga empujará los contrapesos hacia afuera. La válvula piloto se elevará enviando aceite al cubo, y el paso de la hélice aumentará. El motor disminuirá la velocidad y se estabilizará nuevamente a la velocidad establecida.

CONSEJO: Dentro del cubo, el aceite está a una presión de 300 psi en comparación con los 50 a 70 psi que se encuentran en el motor. Para evitar la sobrepresurización de los cilindros, considere tanto los controles del acelerador como los de la hélice en conjunto.

Si está moviendo el control de la hélice hacia adelante, recuerde hacerlo antes de acelerar y si está tirando hacia atrás del control de la hélice, desacelere primero.

Conclusiones

Las hélices de velocidad constante son un avance con respecto a las hélices de paso fijo o ajustables porque ayudan a los pilotos a configurar la aeronave para un rendimiento y una economía de combustible óptimos durante cada etapa del vuelo.

Este sistema ofrece al piloto la capacidad de seleccionar la velocidad de hélice y la configuración del motor adecuadas que necesita. Las hélices de velocidad constante son fáciles de aprender a usar y pueden ser una herramienta valiosa para mejorar su experiencia de vuelo.

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