Hélice / PropellerHélice / PropellerCurso de MMACurso de MMA

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O que vamos estudar?O que vamos estudar?

HéliceHélice 1º - Origem;1º - Origem; 2º - Constituição;2º - Constituição; 3º - Materiais;3º - Materiais;

4º - Tipos de Hélices:4º - Tipos de Hélices:•Passo FixoPasso Fixo•Passo AjustávelPasso Ajustável•Passo VariávelPasso Variável

ManualManualAutomáticoAutomático

•AeromáticaAeromática•HidromáticaHidromática•ElétricaElétrica

HéliceHélice

Estima-se que a origem da Estima-se que a origem da hélice remonte aos tempos do hélice remonte aos tempos do Antigo EgitoAntigo Egito mas sabe-se que mas sabe-se que na na Antiga ChinaAntiga China as hélices já as hélices já eram usadas para eram usadas para propulsionar embarcações.propulsionar embarcações.

No século III a.C. o filósofo No século III a.C. o filósofo

grego grego ArquimedesArquimedes desenvolveu o desenvolveu o Parafuso de ArquimedesParafuso de Arquimedes com com o objetivo de transportar água o objetivo de transportar água até à superfície e por volta de até à superfície e por volta de 1090 1090 Cruzados EuropeusCruzados Europeus encontraram moinhos de encontraram moinhos de vento no médio oriente. vento no médio oriente. Leonardo da VinciLeonardo da Vinci desenhou desenhou planos para um helicóptero planos para um helicóptero primitivo que fazia uso de primitivo que fazia uso de uma hélice sólida, sem pás.uma hélice sólida, sem pás.

Teoria do Parafuso de ArquimedesTeoria do Parafuso de Arquimedes

Parafuso de ArquimedesParafuso de ArquimedesPRÁTICAPRÁTICA

A hélice é um termo A hélice é um termo andróginoandrógino que designa que designa um conjunto de pás um conjunto de pás com um mesmo com um mesmo centro, que ao ser centro, que ao ser girado em seu eixo, girado em seu eixo, causa propulsão.causa propulsão.

Cada pá descreve no Cada pá descreve no espaço uma trajetória espaço uma trajetória que é, de fato, uma que é, de fato, uma hélice geométricahélice geométrica. .

Este instrumento de propulsão ou Este instrumento de propulsão ou tração está geralmente acoplado a tração está geralmente acoplado a algum tipo de algum tipo de motormotor que empurra o que empurra o que está ao seu redor (geralmente ar que está ao seu redor (geralmente ar ou a água) convertendo energia ou a água) convertendo energia rotacional em translacional. rotacional em translacional.

Como o objeto de nosso estudo são Como o objeto de nosso estudo são as aeronaves, converte-se energia as aeronaves, converte-se energia calórica em energia mecânica calórica em energia mecânica (motores térmicos).(motores térmicos).

Quanto aos tipos de deslocamento, a Quanto aos tipos de deslocamento, a hélice pode deslocar objetos presos a hélice pode deslocar objetos presos a ela, como ela, como aviõesaviões, , helicópteroshelicópteros, , barcos, ou pode deslocar barcos, ou pode deslocar fluidofluido à sua à sua volta no caso de ventiladores. volta no caso de ventiladores.

As pás de hélice agem como asas de As pás de hélice agem como asas de um avião e produzem força um avião e produzem força obedecendo ao obedecendo ao princípio de Bernoulliprincípio de Bernoulli e à e à 3ª lei de Newton3ª lei de Newton, criando uma , criando uma diferença de pressões entre as diferença de pressões entre as superfícies das pás.superfícies das pás.

A primeira hélice montada num motor, foi A primeira hélice montada num motor, foi instalada pelo engenheiro escocês instalada pelo engenheiro escocês James WattJames Watt em em BirminghamBirmingham na Inglaterra, na Inglaterra, que a usou no seu motor a vapor. que a usou no seu motor a vapor.

A primeira hélice movida por um A primeira hélice movida por um motor de combustão internamotor de combustão interna, foi instalada , foi instalada num pequeno barco (hoje conhecido como num pequeno barco (hoje conhecido como lancha) por Frederick William Lanchester lancha) por Frederick William Lanchester também em Birmingham e foi testada em também em Birmingham e foi testada em OxfordOxford. No entanto a hélice só se tornou . No entanto a hélice só se tornou popular quando Isambard Kingdom Brunel popular quando Isambard Kingdom Brunel decidiu aplica-la em vez de uma decidiu aplica-la em vez de uma roda de águaroda de água (paddle wheel em inglês) (paddle wheel em inglês) para mover o navio SS Great Britain.para mover o navio SS Great Britain.

A forma de aerofólio torcido nas hélices dos A forma de aerofólio torcido nas hélices dos aviões modernos foi introduzida pelos aviões modernos foi introduzida pelos irmãos irmãos WrightWright quando descobriram que o conhecimento quando descobriram que o conhecimento que havia de hélices (sobretudo naval) era obtido que havia de hélices (sobretudo naval) era obtido por tentativa e erro e que ninguém sabia ao certo por tentativa e erro e que ninguém sabia ao certo como elas funcionavam.como elas funcionavam.

Eles descobriram que uma hélice funciona como Eles descobriram que uma hélice funciona como uma asa e usaram dados por eles conseguidos uma asa e usaram dados por eles conseguidos nas suas experiências com asas no túnel de nas suas experiências com asas no túnel de vento. vento.

Também descobriram que o ângulo de ataque em Também descobriram que o ângulo de ataque em relação ao movimento variava de ponto para relação ao movimento variava de ponto para ponto nas pás e, portanto seria necessário ponto nas pás e, portanto seria necessário introduzir nas pás da hélice uma curvatura, ou introduzir nas pás da hélice uma curvatura, ou torção, ao longo da envergadura de cada pá. torção, ao longo da envergadura de cada pá.

As pás de hélice originais As pás de hélice originais dos irmãos Wright são dos irmãos Wright são apenas 5% menos apenas 5% menos eficientes que as suas eficientes que as suas equivalentes atuais, cerca equivalentes atuais, cerca de um século depois. de um século depois. Alberto Santos Dumont foi Alberto Santos Dumont foi outro pioneiro, tendo outro pioneiro, tendo projetado hélices antes dos projetado hélices antes dos irmãos Wright apesar de irmãos Wright apesar de não serem tão eficientes. não serem tão eficientes.

Ele aplicou o conhecimento Ele aplicou o conhecimento adquirido de experiências adquirido de experiências com aeronaves para fazer com aeronaves para fazer uma hélice com veio de uma hélice com veio de aço e pás de alumínio no aço e pás de alumínio no seu bi-planador 14 bis. seu bi-planador 14 bis.

Alguns dos seus projetos Alguns dos seus projetos usam uma folha de usam uma folha de alumínio dobrado como alumínio dobrado como pás, criando um aerofólio.pás, criando um aerofólio.

Estas tinham pouca Estas tinham pouca curvatura e não tinham curvatura e não tinham qualquer torção ao longo qualquer torção ao longo da envergadura, o que fez da envergadura, o que fez com que fossem menos com que fossem menos eficientes que as dos eficientes que as dos irmãos Wright. irmãos Wright.

Esta foi a primeira vez que Esta foi a primeira vez que o alumínio foi usado na o alumínio foi usado na construção de hélices.construção de hélices.