El esquema coaxial de hélices aéreas es una arquitectura avanzada de la planta motriz en la que dos o más hélices se colocan sobre un eje común y giran en direcciones opuestas. Esta configuración permite no solo neutralizar los efectos aerodinámicos no deseados, sino también aumentar de manera significativa la eficiencia de toda la propulsión.
¿Cómo funciona el sistema coaxial?
Desde el punto de vista constructivo, la implementación del esquema coaxial requiere el uso de un reductor especializado, capaz de transformar la rotación unidireccional del eje del motor en la rotación contraria de dos ejes coaxiales. Al mismo tiempo, las palas de las hélices delantera y trasera tienen un paso geométrico opuesto, lo que garantiza un empuje total en una sola dirección, a pesar de la rotación en contrafase.
La compensación del par de reacción, ventaja clave
Uno de los principales desafíos al usar una sola hélice aérea es el par de reacción (o par motor). Según la tercera ley de Newton, al transmitir el par motor del motor a la hélice, el propio motor experimenta una acción igual y opuesta. Esta tiende a hacer girar la aeronave alrededor del eje longitudinal, especialmente en los regímenes de máxima potencia.
En un sistema coaxial, los momentos creados por cada una de las hélices se equilibran mutuamente. Como resultado, el par de reacción se reduce prácticamente a cero. Esto elimina la necesidad de medidas aerodinámicas o constructivas adicionales para contrarrestar el momento, como la instalación asimétrica del empenaje de cola o el uso de control diferencial de los alerones.
Reducir el diámetro de las hélices, el camino hacia altas velocidades
Otra ventaja del esquema coaxial es la posibilidad de reducir el diámetro de cada una de las hélices manteniendo el empuje total. Un diámetro menor reduce la velocidad periférica en las puntas de las palas, lo que las aleja del umbral de la crisis de ondas. Esto es especialmente importante al alcanzar altas velocidades de crucero, cuando zonas locales del flujo sobre las palas pueden pasar al régimen supersónico, provocando ondas de choque, un fuerte aumento de la resistencia y pérdida de eficiencia.
Ejemplo real: Tu-95 y el motor NK-12
El ejemplo más llamativo de aplicación práctica del esquema coaxial sigue siendo el bombardero estratégico de largo alcance Tu-95, equipado con motores turbohélice NK-12. Estos motores, desarrollados en la USSR en la década de 1950, todavía se consideran las plantas turbohélice de serie más potentes del mundo. Gracias a las hélices coaxiales AV-60N de unos 5,6 metros de diámetro, el Tu-95 es capaz de alcanzar una velocidad de crucero comparable a la de algunos aviones a reacción de aquella época: hasta 830 km/h.
Los expertos señalan que fue precisamente la configuración coaxial la que permitió alcanzar ese nivel de velocidad sin pasar a un empuje puramente a reacción, conservando al mismo tiempo la eficiencia de combustible característica de los motores turbohélice.
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