Tipos de hélices

Updated at: 2025-12-01 10:41
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Los tipos de hélices de aeronaves difieren en cómo se ajusta y controla el ángulo de sus palas, lo que afecta directamente al empuje, la eficiencia del motor y la carga de trabajo del piloto. Comprender los principales diseños de hélices utilizados en la aviación general ayuda a los pilotos en formación a operar los motores correctamente y evitar problemas comunes de rendimiento y seguridad.<\/b>

1. Definición de tipos de hélices

En aviación, una hélice es un ala giratoria que convierte la potencia del motor en empuje acelerando una masa de aire hacia atrás. "Tipos de hélices" se refiere a los diferentes diseños y sistemas de control utilizados para ajustar el ángulo de las palas de la hélice (paso) y, en algunos casos, el número de palas y los materiales de construcción.
Para los pilotos estudiantes, la distinción más importante es cómo se maneja el paso de la hélice:
  • Hélice de paso fijo: el ángulo de las palas no puede cambiarse en vuelo.
  • Hélice ajustable en tierra: el ángulo de las palas solo puede ajustarse en tierra.
  • Hélice de paso variable: el ángulo de las palas puede cambiarse en vuelo.
  • Hélice de velocidad constante: un tipo de hélice de paso variable que mantiene automáticamente una velocidad de rotación seleccionada (revoluciones por minuto, RPM).

2. Propósito de los diferentes tipos de hélices

El propósito principal de usar diferentes tipos de hélices es adaptar el rendimiento del motor y la hélice a las necesidades operativas de la aeronave. Diferentes misiones (entrenamiento, vuelo en zonas remotas, crucero a alta velocidad, acrobacias) se benefician de diferentes compromisos entre simplicidad, rendimiento en ascenso, velocidad de crucero, eficiencia de combustible y costo.
El paso de la hélice afecta la cantidad de aire que mueve cada sección de la pala por revolución. Un paso fino (ángulo bajo de la pala) permite que el motor alcance rápidamente un régimen de revoluciones por minuto (RPM) más alto, mejorando el despegue y la subida, pero limitando la velocidad y eficiencia de crucero. Un paso grueso (ángulo alto de la pala) reduce las RPM para una velocidad aérea dada, lo que puede mejorar el rendimiento en crucero y la economía de combustible, pero puede alargar la distancia de despegue y reducir la tasa de ascenso.
Diferentes tipos de hélices permiten al piloto o a un sistema regulador elegir o gestionar automáticamente este compromiso:
  • De paso fijo: simple, de bajo costo, sin control del piloto sobre el paso; el rendimiento está optimizado para ascenso o crucero, no para ambos.
  • Ajustable en tierra: permite al personal de mantenimiento optimizar el paso para un perfil típico de misión sin ajuste en vuelo.
  • De paso variable (controlado por el piloto): el piloto puede seleccionar el ángulo de las palas en vuelo para diferentes fases (despegue, ascenso, crucero, descenso).
  • De velocidad constante: mantiene automáticamente las RPM seleccionadas ajustando el ángulo de las palas, proporcionando un rendimiento casi óptimo en un amplio rango de velocidades y configuraciones de potencia.

3. Uso de tipos de hélices en la aviación

3.1 Hélices de paso fijo

Una hélice de paso fijo tiene las palas ajustadas en un solo ángulo no ajustable. La hélice suele estar hecha de madera o metal, y el paso es elegido por el fabricante para adaptarse al uso típico de la aeronave. Los pilotos estudiantes comúnmente entrenan en aeronaves con hélices de paso fijo debido a su simplicidad y bajo costo operativo.
A menudo se mencionan dos categorías amplias de paso fijo:
  • Hélice de ascenso: paso relativamente fino, que proporciona un régimen estático más alto y mejor rendimiento en despegue y ascenso a costa de la velocidad de crucero.
  • Hélice de crucero: paso relativamente grueso, que ofrece un régimen de crucero más bajo y mayor velocidad de crucero, pero con una carrera de despegue más larga y menor capacidad de ascenso.
En una instalación de paso fijo, el piloto controla únicamente el acelerador, que cambia la potencia del motor y las RPM simultáneamente. No hay una palanca de control de la hélice. Las RPM del motor son una indicación directa de la potencia (sujeto a la velocidad del aire y la altitud de densidad), por lo que los ajustes de potencia generalmente se describen solo en términos de RPM, por ejemplo, "2400 RPM en crucero."

3.2 Hélices ajustables en tierra

Una hélice ajustable en tierra permite que el ángulo de paso de las palas se cambie en tierra por el personal de mantenimiento, pero no en vuelo. El ajuste generalmente se realiza aflojando las abrazaderas de las palas, girando las palas a un ángulo medido y volviendo a apretar según las instrucciones del fabricante.
Este tipo es común en aeronaves deportivas ligeras y algunas aeronaves experimentales. Ofrece flexibilidad para optimizar el rendimiento según las condiciones locales o los perfiles de misión sin la complejidad y el costo de un sistema ajustable en vuelo o de velocidad constante. Para el piloto, la operación diaria es similar a la de una hélice de paso fijo: en vuelo solo hay un control de acelerador.

3.3 Hélices de paso variable y de velocidad constante

Una hélice de paso variable permite cambiar el ángulo de las palas en vuelo. En la mayoría de las aeronaves certificadas de aviación general, esto se implementa como una hélice de velocidad constante. El sistema de velocidad constante utiliza un gobernador de hélice, que es un dispositivo hidráulico que ajusta automáticamente el ángulo de las palas para mantener las RPM seleccionadas por el piloto mediante la palanca de control de la hélice.
El piloto tiene dos controles de motor separados:
  • Acelerador (control de presión del múltiple): establece la potencia del motor (medida como presión del múltiple en pulgadas de mercurio en motores de pistón con hélices de velocidad constante).
  • Control de hélice: establece las RPM deseadas del motor; el regulador varía el paso de las palas para mantener estas RPM a medida que cambian las condiciones de vuelo.
Usos típicos incluyen:
  • Despegue y ascenso: hélice ajustada a altas RPM (paso fino) para máxima potencia y mejor aceleración.
  • Crucero: hélice ajustada a RPM más bajas (paso más grueso) para eficiencia, reducción de ruido y menor desgaste del motor mientras se mantiene la potencia requerida con el acelerador.
  • Descenso: las RPM de la hélice pueden ajustarse para gestionar la refrigeración del motor y la resistencia aerodinámica.

3.4 Hélices con paso de pala en bandera y paso inverso

Algunos aviones multimotor y turbohélice utilizan hélices de paso variable. Paso variable significa girar las palas para que estén casi alineadas con el flujo de aire, minimizando la resistencia si un motor falla. Esto ayuda a mantener el control y el rendimiento después de apagar un motor.
Los turbohélices y algunos aviones de pistón especializados también pueden usar configuraciones de paso inverso o rango beta. En reversa, el ángulo de la pala se ajusta para que el empuje se dirija hacia adelante, ayudando a acortar la distancia de aterrizaje y mejorar la maniobrabilidad en tierra. Estas funciones normalmente no se encuentran en aviones básicos de entrenamiento, pero son importantes en operaciones comerciales y avanzadas.

4. Consideraciones operativas para pilotos estudiantes

4.1 Gestión de potencia con hélices de paso fijo

Con una hélice de paso fijo, el piloto controla la potencia mediante la posición del acelerador y monitorea las RPM. Debido a que el ángulo de las palas es fijo, las RPM responden tanto al acelerador como a la velocidad del aire. Por ejemplo, con una configuración dada del acelerador, las RPM aumentarán en un descenso y disminuirán en un ascenso debido a la carga variable de la hélice.
Las prácticas operativas típicas incluyen:
  1. Usar acelerador a plena potencia para el despegue, a menos que los cálculos de rendimiento o los procedimientos de reducción de ruido especifiquen lo contrario.
  2. Monitorear las RPM durante la carrera de despegue para confirmar que alcanzan el valor esperado según el manual de vuelo de la aeronave (AFM) o el manual de operaciones del piloto (POH).
  3. Reducir el acelerador a la potencia de ascenso recomendada una vez que se alcance una altitud segura, si está especificado.
  4. Establecer la potencia de crucero usando una combinación de RPM y mezcla según las tablas de rendimiento.
  5. Evitar operar prolongadamente en rangos de RPM marcados como restringidos en el tacómetro.

4.2 Gestión de potencia con hélices de velocidad constante

Con un hélice de velocidad constante, la gestión de potencia implica tanto la presión del múltiple como las RPM. El acelerador cambia principalmente la presión del múltiple (torque del motor), y el control del hélice establece las RPM deseadas. El regulador ajusta automáticamente el paso de las palas para que las RPM se mantengan constantes a medida que cambian las condiciones de vuelo.
Una regla común que se enseña a los pilotos en formación es que, al aumentar la potencia, primero se debe aumentar las RPM y luego la presión del múltiple; al reducir la potencia, primero se debe reducir la presión del múltiple y luego las RPM. Esto ayuda a evitar combinaciones que pueden sobrecargar el motor, especialmente una alta presión del múltiple con RPM muy bajas.
Una secuencia típica para ascenso y crucero en una aeronave de entrenamiento con hélice de velocidad constante podría ser:
  1. Despegue: colocar el control de la hélice completamente hacia adelante (RPM máximas) y avanzar el acelerador hasta la presión del múltiple de despegue.
  2. Ascenso inicial: mantener la potencia de despegue hasta una altitud segura según lo recomendado en el AFM/POH.
  3. Potencia de ascenso: reducir la presión del múltiple al valor de ascenso, luego reducir las RPM al ajuste de ascenso si está especificado.
  4. Potencia de crucero: nivelar, permitir que la velocidad aumente, luego reducir la presión del múltiple al valor de crucero y ajustar las RPM al ajuste de crucero recomendado.
  5. Descenso: reducir la presión del múltiple para descender, ajustando las RPM según sea necesario para mantenerse dentro de los límites y gestionar la refrigeración del motor.

4.3 Limitaciones y monitoreo del motor

Independientemente del tipo de hélice, el piloto debe respetar las limitaciones del motor indicadas en el AFM/POH. Estas incluyen las RPM máximas continuas, los límites de presión del múltiple (si aplica), la temperatura de la cabeza del cilindro (CHT) y los límites de temperatura de los gases de escape (EGT). Algunos motores especifican rangos restringidos de RPM para evitar resonancia y vibración; estos suelen estar marcados en el tacómetro con arcos amarillos o bandas rojas.
Los puntos clave para pilotos estudiantes incluyen:
  • Verifique las RPM estáticas máximas en el despegue con hélices de paso fijo; desviaciones significativas pueden indicar problemas en el motor o la hélice.
  • Evite movimientos bruscos del acelerador, especialmente en instalaciones de velocidad constante, para reducir el estrés en el motor y en la caja de engranajes o regulador de la hélice.
  • Monitoree de cerca los instrumentos del motor después de cualquier cambio en la potencia o configuración de la hélice.
  • Siga los procedimientos del fabricante para el ajuste de mezcla en ascenso y crucero para evitar temperaturas excesivas y mejorar la eficiencia.

4.4 Progresión del entrenamiento

La mayoría de los pilotos comienzan su entrenamiento en aeronaves con hélices de paso fijo. Una vez que se establecen las habilidades básicas de manejo, despegue, aterrizaje y navegación, el entrenamiento puede avanzar a aeronaves con hélices de paso variable, especialmente para licencias de piloto comercial o de instrumentos. Esto introduce una carga de trabajo adicional en la cabina y requiere una gestión de potencia más detallada, pero los principios aerodinámicos subyacentes permanecen igual.

5. Ejemplos de tipos de hélices en aviones de entrenamiento comunes

Los siguientes ejemplos ilustran cómo aparecen los diferentes tipos de hélices en las flotas típicas de entrenamiento de aviación general. Siempre consulte el AFM/POH específico para obtener detalles exactos, ya que las configuraciones varían según el modelo y el año.
  • Cessna 152 / Cessna 172 (muchos modelos): motores de pistón normalmente aspirados con hélices de paso fijo; potencia controlada solo por el acelerador.
  • Piper PA-28-161 Warrior: hélice de paso fijo; gestión de potencia simple adecuada para entrenamiento básico.
  • Piper PA-28R Arrow: tren retráctil y hélice de paso variable; introduce el control de la hélice y la gestión de la presión del colector para estudiantes avanzados.
  • Beechcraft Bonanza (varios modelos): hélice de paso variable, a menudo con motores de mayor rendimiento; utilizado en entrenamiento complejo y de alto rendimiento.
  • Aeronaves deportivas ligeras típicas: pueden usar hélices ajustables en tierra, especialmente con motores Rotax, lo que permite a los operadores adaptar el rendimiento a las necesidades locales.
  • Entrenadores multimotor (p. ej., Piper Seminole, Beechcraft Duchess): hélices de paso variable y plegables; se usan para enseñar vuelo asimétrico y procedimientos de fallo de motor.

Resumen

Para los pilotos estudiantes, entender los tipos de hélices significa principalmente reconocer cómo se controla el paso de las palas y cómo eso afecta la gestión de potencia. Las hélices de paso fijo y ajustables en tierra son simples y comunes en entrenadores básicos, mientras que las hélices de velocidad constante y de plegado aparecen en aeronaves complejas, multimotor y turbohélice. El uso correcto del acelerador, los controles de la hélice y la monitorización del motor, de acuerdo con el AFM/POH, asegura una operación segura y eficiente en todos los tipos de hélices.