Caracterización de la hélice: Variaciones en el paso, el diámetro y el número de palas en el rendimiento

1. Medición de las características de la hélice en un túnel de viento subsónico

1. Configure el equipo de prueba de hélices en el túnel de viento subsónico utilizando un soporte de tala de 4 ejes, como se muestra en la Figura 3. En esta demostración se utilizó un túnel de viento con una sección de prueba de 2,6 pies x 3,7 pies y un ajuste de presión dinámica máxima de 25 psf.

Figura 3. Plataforma de hélice. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

2. Conecte una celda de carga de 6 ejes al equipo. Esto se utilizará para medir el empuje y el par.
3. Fije un motor de CC sin escobillas a la plataforma y, a continuación, conecte la primera hélice.
4. Conecte el motor de CC al controlador de velocidad electrónico y al generador de señal modulada de ancho pulsado, que controla la velocidad del motor.
5. Conecte un analizador de potencia, que medirá la corriente y el voltaje suministrados al motor, y lo conectará a una batería de polímero de litio.
6. Utilice un nivel de espíritu para asegurarse de que la configuración de la hélice de aguijón está alineada en la dirección del flujo con cero paso y cero guiño.
7. Asegure las puertas del túnel de viento y encienda la alimentación principal.
8. Encienda el túnel de viento, luego encienda el generador de señal y el sistema de adquisición de datos de la célula de carga.
9. Cero las fuerzas en la célula de carga utilizando el software de instrumento virtual.
10. Ajuste el generador de señal para que funcione el motor al 10% del acelerador.
11. Comience a grabar una lectura cero con el túnel de viento apagado. Registre los siguientes datos de velocidad:
    a. Características de la hélice - número de palas, diámetro de la hélice (pulgadas) y paso de la hélice (in).
    b. Velocidad (en términos de porcentaje de acelerador) basada en la configuración del generador de señal.
    c. Presión dinámica (psf) del transductor del túnel de viento.
    d. Tensión (V) y corriente (A) suministrada al motor BLDC desde el analizador de potencia.
    e. Empuje (lb) y par (in-lb) de la célula de carga.
    f. RPM de la hélice (rotaciones por minuto). Tenga en cuenta que la lectura de RPM solo se puede extraer al final del experimento.
12. Encienda el túnel de viento y varíre la presión dinámica de 0 psf a 10 psf en pasos de 0.5 psf.
13. En cada ajuste, permita que el túnel de viento se estabilice y, a continuación, registre los mismos datos que se enumeran anteriormente.
14. Continúe aumentando el ajuste de presión dinámica en incrementos de 0,5 psf hasta un ajuste de presión dinámico en el que el empuje y el par se vuelven negativos. Registre todos los datos en cada incremento.
15. Restablezca la presión dinámica del túnel a cero y apague el túnel de viento
16. Ajuste la velocidad del motor al 50% del acelerador y repita los pasos 1.11 - 1.15.
17. Ajuste la velocidad del motor al 100% del acelerador y repita los pasos 1.11 - 1.15.
18. Repita el procedimiento anterior para todas las hélices, asegurándose de probar velocidades de 10%, 50% y 100% acelerador hasta una presión dinámica donde el empuje y el par se vuelven negativos.
19. Una vez completadas todas las pruebas, conecte el controlador electrónico de velocidad al kit de programación, registre todos los datos de RPM de la hélice.
20. Apaguen todos los sistemas.

Tabla 1. Hélices probadas.

Diámetro de la hélice x paso (pulg.)	• de cuchillas	Material
18 x 8	2	Apc
16 x 8	2	Apc
15 x 8	2	Apc
15 x 10	2	Apc
15 x 12	2	Apc
18 x 8	2	Madera
18 x 8	4	Madera

Tenga en cuenta que las hélices de paso fijo utilizadas en este estudio se definen por su diámetro y paso en pulgadas. Por ejemplo, una hélice de 18 x 8 es una hélice de 18 de diámetro con un paso geométrico de 8 in.