Por que os designers de hélices não usam vários perfis?

Estou projetando um ventilador de duto e estou decidindo pelo perfil do aerofólio. Os perfis da série NACA 16 são adequados para M> .5 ou .6, mas não são particularmente eficientes em números de Mach mais baixos. Por outro lado, perfis mais antigos, como Clark YM, funcionam muito bem em velocidades mais baixas.

Minha pergunta é: por que os projetistas de hélices geralmente usam apenas um perfil (com corda e espessura escalonadas) por toda a hélice? Existe alguma razão para não usar, por exemplo, um Clark YM para 2/3 da lâmina e um NACA 16-709 para o exterior 1/3?

Nota: sendo este um ventilador de duto, os perfis laminares não funcionarão, portanto eles não estão sendo considerados.

— user1493362
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Você não pode ter uma "mudança de passo" repentina entre dois perfis, porque a etapa criaria uma concentração de tensão que causaria a quebra da lâmina. Simples "régua em linha reta" entre um pequeno número de seções aerodinâmicas (raiz, ponta e possivelmente meia-altura) era fácil de fabricar com máquinas-ferramentas "pré-computador". Lembre-se de que o "1/3 da lâmina" interna representa apenas 1/9 da área varrida e, portanto, 1/9 do fluxo total de massa - vale realmente a pena complicar o projeto mecânico para tentar obter apenas uma pequena porcentagem? de eficiência aerodinâmica?

— alephzero

Obviamente, seria uma mistura suave de um perfil para outro, assim como uma asa com múltiplos aerofólios ao longo de sua extensão. "Lembre-se que o interior" 1/3 da lâmina "representa apenas cerca de 1/9 da área varrida" Eu acho que esta é realmente a resposta para a pergunta. Mesmo que todas as estações fossem ideais, as estações internas não são tão importantes.

— user1493362

Existem hélices com diferentes seções de aerofólio. Por exemplo, a hélice conectada ao motor Rolls Royce mantido em minha faculdade tinha seções de aerofólio simétricas de cerca de 25% e suavemente variando para seções de aerofólio de fundo plano no resto.

$C_l / C_d$

No meu ponto de vista, ter as mesmas seções de aerofólio será vantajoso nos modos abaixo indicados.

Combinar os centros aerodinâmicos das mesmas seções de aerofólio seria mais fácil

$a.c$ $\sim c/4$ $c$ $a.c$

O downwash das seções da hélice terá variações suaves.

Para secções semelhantes, o componente de velocidade induzida por rebaixamento será previsível e a torção das lâminas poderá ser compensada facilmente durante a concepção. E a torção será suave para perfis semelhantes do ponto de vista estrutural.

Espero que isto ajude.

— mustang
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