Diseño y construcción de banco de pruebas para análisis aerodinámico de hélices

Abstract

En el presente trabajo se lleva a cabo el diseño y construcción de un banco de pruebas para hélices con el objetivo de determinar el rendimiento de una hélice en condiciones reales de operación. El banco de pruebas tiene un diseño mecánico que permite acoplarse fácilmente a un túnel de viento y cambiar el ángulo de la hélice con respecto a la dirección del viento. Además, el banco de pruebas es capaz de medir variables como empuje, torque, potencia, eficiencia, rpm, fuerza normal y el factor P (momento de guiñada). En paralelo se implementó un software en Matlab basado en la teoría de elementos de pala (BET) que predice el rendimiento de la hélice a partir de su geometría y sus condiciones de operación. Las pruebas experimentales se aplicaron a dos hélices Super Nylon del fabricante Graupner, ambas con 9 pulgadas de diámetro, pero con longitudes de paso diferentes de 4 y 5 pulgadas. Estas pruebas se realizaron en el túnel de viento de la Universidad Pontificia Bolivariana para condiciones estáticas, dinámicas y con ángulos de inclinación entre 0° y 15°. Los resultados arrojaron una buena correlación entre las variables predichas por el software y los datos experimentales obtenidos con el banco de pruebas, lo que permitió validar el modelo de hélice.