Análise experimental em hélices: ensaio simplificado de tração estática

Abstract

Um bom desempenho do sistema propulsivo assegura um ganho a embarcação, pois reduz o consumo de combustível. Embora os usos de técnicas computacionais tenham se desenvolvido nos últimos anos, qualquer novo modelo de hélice ainda requer a realização de testes para garantir um bom rendimento. Assim, é indispensável conhecer os parâmetros que descrevem um hélice, bem como o desempenho obtido, a fim de adequadamente selecionar o hélice, reduzindo o número de ensaios a serem realizados. Submeter o propulsor a testes demanda tempo e custo, circunstâncias indesejadas para o projeto do sistema propulsivo. Este trabalho se insere neste contexto e apresenta a elaboração do projeto de um hélice, percorrendo todas as etapas, desde a seleção dos parâmetros, a fabricação, para ao final realizar um teste de tração estática. O hélice foi fabricado com placas de aço conformadas sobre um molde de madeira, enquanto o ensaio foi realizado em um pequeno tanque, visando quantificar a força de empuxo do hélice assim como analisar sua eficiência. A metodologia proposta foi aplicada ao projeto de um hélice para o barco solar da equipe Babitonga, buscando atingir um resultado superior ao hélice adotado atualmente pela equipe. Os resultados mostraram, que, provavelmente por problemas de fabricação, o hélice projetado e construído apresentou uma capacidade de tração estática inferior aos outros dois hélices ensaiados.

A good performance of the propulsive system ensures a gain to the boat, as it reduces the fuel consumption. Although the uses of computational techniques have developed in recent years, any new propeller model still requires testing to ensure its efficiency and effectiveness. Thus, it is indispensable to know the parameters that describe a propeller, as well as the performance obtained, in order to properly select the propeller, reducing the number of tests to be performed. Submitting the propellant to tests demands time and cost, unwanted circumstances for propulsive system design. This work is inserted in this context and presents the design of a propeller, going through all stages, from the selection of parameters, to the fabrication, in order to carry out a bollard pull test. The propeller was fabricated with shaped steel plates on a wooden mold, while the test was carried out in a small tank, in order to quantify the thrust force of the propeller as well as to analyze its efficiency. The proposed methodology was applied to the design of a propeller for the solar boat of the Babitonga team, seeking to achieve a result superior to the propeller currently adopted by the team. The results showed that, probably due to manufacturing problems, the designed and constructed propeller presented a lower static tensile capacity than the other two propellers tested.