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Hola, antes de todo, en otros foros me obligaron a presentarme (y en otros por no hacerlo me bannearon directamente jajaja) soy estudiante de primer año de física en la Universidad de Barcelona y, como podéis deducir de mi nick, me llamo Marc. La cuestión es que estoy intentando crear una idea que se me ocurrió y el funcionamiento es el mismo que el de un helicóptero, por eso pregunto en este foro. Sé que la fórmula de la sustentación es la siguiente:

L = 1/2 * p * Cl * A * V^2

Dónde:
L = Sustentación (Newtons)
p = Densidad del fluido, en este caso el aire (kg/m^3)
Cl = Coeficiente aerodinámico (Adimensional)
A = Area de la hélice o la pala
V = Velocidad de la hélice respecto al fluido (m/s)

Tengo varias preguntas, la primera es acerca de la velocidad. Como la hélice del helicóptero se mueve haciendo rotaciones, he sustituido V^2 de la fórmula por (w*r)^2
y no sé si está bien. Lo he sustituido dado que la velocidad lineal (V) es igual a la velocidad angular (w) por el radio (r) en un movimiento circular, es correcto? Esa es mi primera duda.

Después, de la fórmula, deduzco que la hélice ha de girar a x rpm, pongamos 550, como elijo el motor que me servirá? Muchos se rigen por la potencia pero P = par motor * w, y el par motor no lo tengo, es por eso que no sabría que motor debo elegir.

Y por último, hay algún sitio donde pueda encargar las hélices a medida? Muchísimas gracias a los que contestéis, ojalá me ayudéis con estas preguntas, un saludo!
Marc.

Piensa que si utilizas esta formula, tendrás la velocidad relativa, pero solo para un solo punto de la hélice (dado que W es constante => V está en función de r)
Tienes que utilizar la velocidad media.

Ah! Y el área A, no es el área de la hélice, si no que es el área de la proyección en planta de la misma, important!

Perdona por contestar en diferentes partes, sobre lo del motor, pues la 2ª ley de Newton, sabiendo la masa estimada del aparato, hallas el peso, sabes que el empuje de los motores, ha de ser igual al peso del aparato para que este se mantenga en reposo en el aire, así que fíjate un mínimo como este: como el empuje del motor (o el empuje total de los motores) como poco ha de ser igual (si fuese igual ni despegaría), o un tanto mayor que el peso total, ya tienes un criterio ahí. A si que ya sabes, si es un pelín mayor el empuje que el peso, eso volará, pero será un bodrio, si es el doble, pues la fuerza neta será el doble y ya tirará bastante.... y así!
El empuje lo suele dar el fabricante, si no sabes de que va, te lo explico, ya que sus unidades no son de fuerza.
Salud!

adri_at escribió:Perdona por contestar en diferentes partes, sobre lo del motor, pues la 2ª ley de Newton, sabiendo la masa estimada del aparato, hallas el peso, sabes que el empuje de los motores, ha de ser igual al peso del aparato para que este se mantenga en reposo en el aire, así que fíjate un mínimo como este: como el empuje del motor (o el empuje total de los motores) como poco ha de ser igual (si fuese igual ni despegaría), o un tanto mayor que el peso total, ya tienes un criterio ahí. A si que ya sabes, si es un pelín mayor el empuje que el peso, eso volará, pero será un bodrio, si es el doble, pues la fuerza neta será el doble y ya tirará bastante.... y así!
El empuje lo suele dar el fabricante, si no sabes de que va, te lo explico, ya que sus unidades no son de fuerza.
Salud!

Hola, muchas gracias por las respuestas, voy en orden.

- Como se calcula la velocidad media? Cuando la tenga, esa será la velocidad a la que tengo que ajustar el motor?

- Lo del área en proyección no lo he entendido, es el área que barren las hélices (serán 2) en el aire? Es decir, es el circulo que forman cuando giran?

- Nunca había oído hablar del empuje del motor, me podrías explicar más sobre ello?

Muchísimas gracias por las respuestas! Un saludo,
Marc.

Sobre lo de la velocidad media, ayer estuve pensando en como hacerlo, me pondré a ello, consultare unas cosas, y cuando lo tenga te lo explico, creo que es sencillo, pero se me ocurren varias formas de hacerlo, pero el resultado de estas no es el mismo, he de saber cual es la correcta.
Por lo que se refiere al área proyectada en planta, imagínate que sostienes tu hélice, paralela al suelo y la enfocas con una linterna por encima, desde arriba, el área proyectada en planta, seria lo mismo que el área que forma la sombra de la hélice en el suelo, si los rayos de la linterna fuesen paralelos entre si, y no divergentes como ocurre en la realidad
Y, por ultimo, te paso un escaneo, te lo he explicado con dibujines, numericos, alguna expresión y esas cosas que ayudan a la comprensión hahahaha, lo he echo yo, si no entiendes algo, solo pregunta, o la letra o lo que sea xD
te lo paso en un pdf con un enlace a Dropbox

adri_at escribió:Sobre lo de la velocidad media, ayer estuve pensando en como hacerlo, me pondré a ello, consultare unas cosas, y cuando lo tenga te lo explico, creo que es sencillo, pero se me ocurren varias formas de hacerlo, pero el resultado de estas no es el mismo, he de saber cual es la correcta.
Por lo que se refiere al área proyectada en planta, imagínate que sostienes tu hélice, paralela al suelo y la enfocas con una linterna por encima, desde arriba, el área proyectada en planta, seria lo mismo que el área que forma la sombra de la hélice en el suelo, si los rayos de la linterna fuesen paralelos entre si, y no divergentes como ocurre en la realidad
Y, por ultimo, te paso un escaneo, te lo he explicado con dibujines, numericos, alguna expresión y esas cosas que ayudan a la comprensión hahahaha, lo he echo yo, si no entiendes algo, solo pregunta, o la letra o lo que sea xD
Si por lo que fuera, no ves bien las imágenes o algo, pásame tu correo y to lo envío en pdf

Hola Adri, muchas gracias por la respuesta de verdad! No veo la imagen, quizás es porque estoy registrado desde hace muy poco. Te mando el correo por mensaje privado y si puedes pasamelo por ahí. Si tengo más dudas las pregunto en este tema por si hay gente a quien le interesa, muchísimas gracias! Un saludo,
Marc.

Según he entendido, el empuje es igual a la fuerza que ha de soportar el motor? Es decir, la masa total * 9'81 no?
Lo del área proyectada no lo he entendido muy bien, en esa fórmula habría que usar dicha área o el área normal de un rectángulo?

Muchísimas gracias!

Mejor dicho, el empuje del motor, es la fuerza que este ejerce, con un determinado tipo de hélice, a unas determinadas r.p.m.
y la fuerza de empuje tendría que ser, como mínimo, algo mayor que el peso total.
Con lo que te he explicado en el pdf:
Fmot=m*g (siendo m, el empuje en kg)
Peso=m'*g(siendo m' la masa del modelo)
Para que el modelo estuviese en reposo en el aire Fmot=Peso, m*g=m'*g, m=m'
Pero como queremos que el modelo se mueva, pues tendrá que ser algo mayor, o mucho más grande para que vaya rápidio.... etc
A ver si con esto, se entiende bien lo de la proyección en planta:
http://2.bp.blogspot.com/-eE231maS0mE/U ... zado+2.png
Si no lo acabas de entender, yo soy de Sant Boi, podemos quedar en alguna biblio de zona universitaria, que es por donde tienes la facultad no? creo que la biblio de Campus Nord, esta abierta siempre.
Saludos

adri_at escribió:Mejor dicho, el empuje del motor, es la fuerza que este ejerce, con un determinado tipo de hélice, a unas determinadas r.p.m.
y la fuerza de empuje tendría que ser, como mínimo, algo mayor que el peso total.
Con lo que te he explicado en el pdf:
Fmot=m*g (siendo m, el empuje en kg)
Peso=m'*g(siendo m' la masa del modelo)
Para que el modelo estuviese en reposo en el aire Fmot=Peso, m*g=m'*g, m=m'
Pero como queremos que el modelo se mueva, pues tendrá que ser algo mayor, o mucho más grande para que vaya rápidio.... etc
A ver si con esto, se entiende bien lo de la proyección en planta:
http://2.bp.blogspot.com/-eE231maS0mE/U ... zado+2.png
Si no lo acabas de entender, yo soy de Sant Boi, podemos quedar en alguna biblio de zona universitaria, que es por donde tienes la facultad no? creo que la biblio de Campus Nord, esta abierta siempre.
Saludos

Hola, había abierto el pdf desde el visor online de yahoo y creía que solo era la primera página, después de leer las dos siguientes me ha quedado super claro! Te agradezco muchísimo el tiempo que has invertido en explicarlo todo paso por paso. Estaría encantado de quedar contigo ya que tengo bastantes dudas y por lo que veo, combinas perfectamente los conocimientos de física con los de ingeniería, ya me dirás, muchas gracias!
Marc.

Industrial a la UPC... estic ben curtit! hahahahahaha pues me alegro de que te haya ido bien, creo que a lo largo de este puente podré quedar, a la tarde me miro como lo tengo y te digo.
Salud!

Hola, he descubierto como calcular la velocidad media: haciendo la integral. No sé porque no se me ocurrió antes, bueno, sustituyendo y sabiendo que el área es L * R, donde (si describimos la hélice como un rectangulo) L = altura y R = longitud o radio. Entonces al final tengo que necesito una velocidad de 74'92rad/s o 715'4rpm para levantar 100kg de masa. Lo cual no parece una velocidad disparatada. Ahora debería, según la información que muy amable y pacientemente me proporcionó @Adri_at, encontrar un motor que tuviera 100kg de empuje con una hélice de R y L determinadas a 715rpm. La pregunta es, donde se compran motores así? No es un motor de aeromodelismo, es un motor para un aeroplano más bien, si bien, un aeroplano muy pequeño. ¿Dónde podría comprar un motor de estas características? Muchísimas gracias!

¿Nadie?

algunos hilos en la pagina de RCGROUPS de motores de tamaño mas bien 'gordito'

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2036890

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1464696

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1889369


saludos

Nada de cálculo de la velocidad media! necesitas aber la velocidad en cada punto pues la sustentación aumenta con el cuadrado de la velocidad. Lo que tienes que hacer es una integral de 0 a R (siendo R el radio de la pala) de la formula de la sustentación cambiando V por la velocidad angular multiplicada por el radio y cambiando el área por un diferencial de area. al ser la cuerda constante sería la cuerda por un diferencial de radio dr,

si mis matemáticas no fallan: L = 0.5 x p x Cl x cuerda x W^2 x [integral de 0 a R] ( r^2 x dr) = 0.5 x p x Cl x cuerda x W^2 x (2/3) x R^3