A forma da hélice da aeronave quase não mudou em mais de cem anos. Mas o clássico testado pelo tempo não é páreo para a era da aviação elétrica, dizem os cientistas. Aviões elétricos voam mais baixo e por distâncias mais curtas, então suas hélices devem satisfazer condições especiais – para serem eficientes e silenciosas. Isso não pode ser feito sem ciência.
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O problema do formato das hélices para a aviação elétrica foi abordado por pesquisadores da Chalmers University of Technology, na Suécia. Eles desenvolveram uma metodologia para calcular as hélices “corretas” e a compartilharam em um artigo na revista Aerospace. A técnica ajudará você a escolher o formato ideal da hélice e o número de pás para cada caso, e o resultado manterá um equilíbrio entre eficiência e nível de ruído.
A forma clássica da hélice torna necessário aumentar o número de pás para voos mais eficientes em termos de consumo de combustível (energia). Ao mesmo tempo, quanto mais lâminas, maior o nível de ruído que elas criam. Os cientistas estavam procurando uma maneira de reduzir o ruído sem perder eficiência ou perder, mas apenas um pouco.
«As hélices modernas geralmente têm de duas a quatro pás, mas descobrimos que, usando as seis pás desenvolvidas com nosso sistema de otimização, podemos criar uma hélice relativamente eficiente e silenciosa. Comparado a uma hélice de 3 pás, esta hélice atinge 5-8 dBA de redução de ruído com apenas 3,5% de redução de empuxo. Isso é comparável à redução de ruído quando uma pessoa passa de falar em um ambiente normal para um volume suficiente para ser ouvido em uma sala silenciosa ”, disse um dos autores do trabalho.
É tudo sobre o aumento do ruído que ocorre nas extremidades das lâminas. Os cientistas o isolaram e investigaram sua contribuição para o ruído geral das hélices. Um modelo de hélice foi então desenvolvido para reduzir este e outros ruídos. Com base na mesma metodologia, os especialistas podem criar suas próprias versões de hélices para suas próprias necessidades.
Hélice de loop Sharrow Marine. Fonte da imagem: Sharrow Marine
O problema estudado pelos cientistas diz respeito não apenas ao transporte aéreo, mas também ao transporte aquático. Métodos de fabricação modernos, incluindo impressão 3D, permitem a criação de hélices e hélices muito complexos. Em particular, já foram obtidos dados sobre o alto desempenho dos parafusos de loop, que podem ser muito produtivos e relativamente silenciosos.