Sistema De Hélice De Passo Variável Para Vant’s Elétricos

RESUMO LUÍS (TCC: Sistema De Hélice De Passo Variável Para Vant’s Elétricos)

O trabalho trata do desenvolvimento e análise de uma hélice de passo variável voltada para aeronaves de pequeno porte, com foco especial em sua aplicação em projetos de competição universitária. A motivação central é a busca por maior eficiência propulsiva em diferentes regimes, algo que hélices de passo fixo não conseguem oferecer com a mesma flexibilidade.

O principal objetivo é projetar, construir e testar um sistema de hélice de passo variável que seja viável para aeronaves de pequeno porte, buscando:

- Melhorar a eficiência da propulsão em diferentes velocidades e cargas;

- Fornecer um mecanismo funcional e de baixo custo que possa ser implementado em contextos acadêmicos e de competição;

- Explorar o comportamento hidrodinâmico da hélice com variação de passo, propondo um mecanismo simples e funcional para o ajuste manual ou automático.

Base Teórica – Fundamentos do Projeto da Hélice

Os principais elementos que nortearam os cálculos são:

1) Cálculo do Coeficiente de Avanço:

Esse parâmetro foi determinado para avaliar como a hélice se comporta em diferentes velocidades e rotações. Ele relaciona a velocidade da embarcação com o diâmetro e a rotação da hélice — essencial para prever o desempenho da hélice em mar aberto.

2) Cálculo da Força de Propulsão:

A força que impulsiona a aeronave foi estimada para dimensionar corretamente o sistema. Esse cálculo é crucial para garantir que a hélice tenha capacidade suficiente para mover a aeronave com eficiência, sem sobrecarregar o motor.

3) Análise do Ângulo de Ataque das Pás:

Foi avaliado o ângulo ideal de posicionamento das pás em diferentes situações (baixa e alta velocidade). Isso é essencial para ajustar o passo de forma a otimizar a performance da embarcação.

4) Dimensionamento Mecânico:

Incluiu cálculos estruturais para garantir que os componentes do mecanismo de variação do passo resistam aos esforços hidrodinâmicos, como pressão da água e tensão nos eixos.

Funcionamento do Mecanismo da Hélice de Passo Variável

O mecanismo da hélice permite alterar o ângulo das pás durante a operação, adaptando-se às condições de navegação. Ele é composto por:

1. Cubo Central com Eixos Articulados:

As pás da hélice são presas a um cubo central por meio de eixos que permitem rotação em torno do próprio eixo da pá. Isso possibilita que o ângulo de ataque mude — é o que caracteriza o "passo variável".

2. Mecanismo Interno de Controle:

Dentro do cubo há um sistema mecânico que controla a rotação das pás. Pode ser:

- Um came helicoidal que gira com o eixo e empurra pinos conectados às pás;

- Um conjunto de engrenagens ou hastes que transmitem o movimento do motor (ou de