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Hélices diseñadas por A.Ya. Decker (Países Bajos)

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Debido a la falta de alternativas razonables, casi todos los aviones de la primera mitad del siglo pasado estaban equipados con motores de pistón y hélices. Para mejorar las características técnicas y de vuelo de los equipos, se propusieron nuevos diseños de hélices que tenían ciertas características. A mediados de los años treinta, se propuso un diseño completamente nuevo, que permite obtener las posibilidades deseadas. Su autor fue el diseñador holandés A.Ya. Decker.


El trabajo en el campo de los sistemas de tornillo Adriaan Jan Dekker comenzó en los años veinte. Luego desarrolló un nuevo diseño del impulsor para molinos de viento. Para mejorar las características básicas, el inventor propuso utilizar planos que se asemejen a un ala de avión. En 1927, este impulsor se instaló en uno de los molinos en los Países Bajos y pronto se probó. A comienzos de la siguiente década, se encargaron tres docenas de estos impulsores, y en 1935 ya estaban equipados con molinos 75.


Aviones experimentados con una hélice A.YA. Decker Foto por Oldmachinepress.com


A principios de los años treinta, después de probar e introducir un nuevo diseño en fábricas, A.Ya. Dekker sugirió usar agregados similares en aviación. Según sus cálculos, un impulsor especialmente diseñado podría usarse como una hélice de avión. Pronto esta idea fue enmarcada en la forma de documentación necesaria. Además, el diseñador se encargó de obtener una patente.

El uso de un diseño de hélice no estándar, tal como fue concebido por el inventor, debería haber dado algunas ventajas sobre los sistemas existentes. En particular, fue posible reducir la velocidad de los tornillos al recibir suficiente empuje. En relación con esta invención A.YA. Decker se conoce a menudo como "hélice de baja velocidad" - hélice de baja velocidad de rotación. También se llamó esta construcción y en patentes.

La primera solicitud de patente fue presentada en el año 1934. A finales de julio 1936 A.Ya. Dekker recibió una patente británica número 450990, lo que confirma su prioridad en la creación de la propulsión de tornillo original. Poco antes de la expedición de la primera patente, apareció otra solicitud. Una segunda patente fue emitida en diciembre 1937 del año. Unos meses antes, el diseñador holandés envió documentos a las oficinas de patentes de Francia y Estados Unidos. El último a principios de 1940 del año emitió el documento US 2186064.


El diseño del tornillo de la segunda versión. Dibujo de patente


La patente británica No. XXUMX describe un diseño inusual de hélice capaz de proporcionar un rendimiento suficiente con una cierta reducción de factores negativos. El diseñador sugirió usar un centro de hélice de forma ovalada grande, girando suavemente hacia la nariz del fuselaje del avión. Las cuchillas grandes de forma inusual se deben sujetar rígidamente. Los contornos originales de las cuchillas, como A.Ya. Decker, podría llevar al resultado deseado.

Las palas de la hélice de "baja velocidad" deben tener un alargamiento pequeño con una longitud de cuerda grande. Deben montarse en ángulo con respecto al eje longitudinal del cubo. La hoja recibió un perfil aerodinámico con un honor nasal engrosado. El calcetín de la cuchilla fue propuesto para ser barrido. La punta estaba ubicada casi paralela al eje de rotación del tornillo, y se propuso que el borde trasero estuviera curvado con una parte extrema sobresaliente.


La estructura interna del tornillo y la caja de cambios. Dibujo de patente


El primer proyecto 1934 del año involucró el uso de cuatro cuchillas. Se suponía que un tornillo de este diseño debía montarse en un eje que se extendía desde la caja de cambios con las características requeridas. Un área significativa de palas de hélice en combinación con un perfil aerodinámico debería haber proporcionado un aumento en el empuje. Por lo tanto, fue posible obtener una tracción suficiente a bajas revoluciones en comparación con la hélice del diseño tradicional.

Ya después de presentar una solicitud para la primera patente A.Ya. Dekker probó un tornillo experimentado y llegó a ciertas conclusiones. Durante la prueba, se encontró que el diseño propuesto tiene ciertas desventajas. Por lo tanto, el flujo de aire detrás del tornillo divergió hacia los lados, y solo una pequeña parte de él corrió a lo largo del fuselaje. Esto condujo a un fuerte deterioro en la efectividad de los timones de cola. Por lo tanto, en su forma actual, el tornillo Decker no se pudo utilizar en la práctica.

El estudio adicional de la hélice original llevó a la aparición de un diseño actualizado con una serie de diferencias importantes. Fue ella quien se convirtió en el sujeto de la segunda patente británica y la primera estadounidense. Curiosamente, el documento de los Estados Unidos, en contraste con el inglés, describió no solo el tornillo, sino también el diseño de sus unidades.


Avión Fokker CI: una máquina similar se convirtió en un laboratorio volador para probar A.Ya. Decker Foto Airwar.ru


El producto actualizado La hélice de baja velocidad de rotación debería haber incluido dos hélices coaxiales de rotación opuesta. El tornillo frontal aún se propone construir sobre la base de un gran centro aerodinámico. Las cuchillas del tornillo trasero deben unirse a una unidad cilíndrica de tamaño comparable. Como en el proyecto anterior, el tornillo de la hélice delantera y el anillo trasero podrían realizar las funciones de un cono de la nariz del avión.

Ambos tornillos debían recibir hojas de un diseño similar, que fue un desarrollo del primer proyecto. Nuevamente, fue necesario utilizar cuchillas significativamente curvadas de pequeño alargamiento, con un perfil aerodinámico desarrollado. A pesar del borde frontal barrido, la longitud del perfil aumentó en la dirección desde la raíz hasta la punta, formando una curva característica del borde posterior.

De acuerdo con la descripción de la patente, el tornillo delantero debería haberse girado en sentido contrario a las agujas del reloj (visto desde el lado del piloto), el tornillo trasero, en el sentido de las agujas del reloj. Las cuchillas de los tornillos deben montarse en consecuencia. El número de cuchillas dependía de las características requeridas del tornillo. La patente citó un diseño con cuatro cuchillas en cada tornillo, mientras que un prototipo posterior recibió un mayor número de planos.


El proceso de montaje de los tornillos originales, puede considerar los elementos internos del producto. Foto por Oldmachinepress.com


En la patente de EE. UU. Se describió el diseño de la caja de cambios original, que permitía transferir el par de un motor a dos tornillos de rotación opuesta. Se propuso conectar el eje del motor con el engranaje solar del primer contorno de la caja de engranajes planetarios (parte trasera). Con la ayuda de un anillo de engranajes fijo en su lugar, la potencia se transmitió a los engranajes del satélite. Su soporte estaba conectado al eje del tornillo delantero. Este eje también estaba conectado al engranaje solar del segundo engranaje planetario. El portador giratorio de sus satélites estaba conectado al eje hueco del tornillo trasero. Este diseño de la caja de engranajes le permite ajustar sincrónicamente la velocidad de rotación de los tornillos, así como asegurar su rotación en direcciones opuestas.

Tal como fue concebido por el inventor, el empuje principal debía ser creado por las cuchillas del tornillo delantero. Back, a su vez, fue responsable de la correcta redirección del flujo de aire y permitió deshacerse de los efectos negativos observados en el proyecto básico. Después de dos tornillos coaxiales, el flujo de aire pasó a lo largo del fuselaje y normalmente tuvo que soplar el plumaje de la cola con los timones. Para obtener tales resultados, el tornillo trasero podría tener una velocidad de rotación reducida, aproximadamente un tercio de las revoluciones delanteras.

El tornillo de hélice original se creó teniendo en cuenta la posible implementación de nuevos aviones en nuevos proyectos y, por lo tanto, se le exigió que realizara pruebas en toda regla. Al comienzo de 1936, Adriaan Jan Dekker fundó su propia compañía, Syndicaat Dekker Octrooien, que consistía en verificar la hélice original y, al recibir resultados positivos, promover esta invención en la industria de la aviación.

Hélices diseñadas por A.Ya. Decker (Países Bajos)
Listo para atornillar al avión. Foto por Oldmachinepress.com


A finales de marzo del mismo año, el Sindicato Decker adquirió el avión biplano multipropósito Fokker CI construido en los Países Bajos. Esta máquina con un peso máximo de despegue de tan solo 1255 kg estaba equipada con un motor de gasolina BMW IIIa con una potencia HP 185. Con una hélice de madera de dos palas estándar, podría alcanzar velocidades de hasta 175 km / hy alcanzar alturas de hasta 4 km. Después de una cierta reestructuración e instalación de una nueva hélice, el biplano debía convertirse en un laboratorio volador. En abril, 1937, la empresa A.YA. Dekker registró la aeronave mejorada; él consiguió un número de PH-APL.

Durante la reestructuración, el prototipo de avión perdió su capó y algunos otros detalles. En su lugar, colocaron una caja de cambios original y un par de "rotores de baja velocidad" en la nariz del fuselaje. El tornillo delantero recibió seis cuchillas, la trasera - siete. La base del nuevo tornillo era un par de cubos ensamblados a partir de un marco de aluminio con un revestimiento del mismo material. Las cuchillas tenían un diseño similar. En conexión con la instalación de los tornillos, la parte delantera de la máquina cambió su forma de la manera más notable. Al mismo tiempo, el carenado cilíndrico del tornillo trasero no sobresalía más allá de la piel del fuselaje.

Las pruebas del laboratorio volador con la hélice original comenzaron en el mismo año 1937. El terreno para ellos era el aeródromo de Ipenberg. Ya en las primeras etapas de las inspecciones, se encontró que los tornillos coaxiales con pequeñas hojas de extensión pueden crear el antojo requerido. Con su ayuda, el coche pudo realizar rodaje y trotar. Además, a partir de cierto tiempo, los evaluadores intentaron levantar el automóvil en el aire. Se sabe que un Fokker CI experimentado pudo realizar varios vuelos, pero no fue un despegue completo.


Vista frontal Foto por Oldmachinepress.com


Las pruebas del prototipo permitieron identificar tanto las ventajas como las desventajas del proyecto original. Se encontró que un par de tornillos de rotación opuesta es realmente capaz de crear el empuje deseado. Al mismo tiempo, el conjunto montado en motor se distinguió por su tamaño relativamente pequeño. Otra ventaja del diseño fue la reducción del ruido producido por las cuchillas de pequeño alargamiento.

Sin embargo, no fue sin problemas. Tornillo de aire A.Ya. Dekker y la caja de cambios que necesitaba diferían de las muestras existentes por la excesiva complejidad de la fabricación y el mantenimiento. Además, el tornillo experimental montado en el Fokker CI mostró un rendimiento de empuje insuficiente. Permitió que el avión se moviera en el suelo y desarrollara una velocidad suficientemente alta, pero para volar su empuje era insuficiente.

Al parecer, las pruebas continuaron hasta principios de los años cuarenta, pero durante varios años no dieron resultados reales. Más trabajo impidió la guerra. En mayo, 1940, la Alemania de Hitler, atacó a los Países Bajos y, pocos días después, un avión experimentado con hélices inusuales se convirtió en el trofeo del agresor. Se espera que los especialistas alemanes muestren interés en este desarrollo. Pronto el laboratorio de vuelo fue enviado a uno de los aeródromos cerca de Berlín.


Arrancando el motor, los tornillos comenzaron a girar. Un disparo desde el noticiero.


Hay información sobre la realización de algunas pruebas por parte de científicos alemanes, pero estas verificaciones terminaron con bastante rapidez. Según algunos datos, el primer intento de los alemanes de levantar el avión en el aire terminó en un accidente. El auto no comenzó a recuperarse, y en este historia proyecto audaz terminado. La única aeronave equipada con tornillos del tipo hélice de baja velocidad de rotación, no pudo mostrar lo mejor de sí y, por lo tanto, rechazó la idea original. En el futuro, solo se utilizaron masivamente hélices de aspecto tradicional.

De acuerdo con las ideas que subyacen en el proyecto original, una "hélice con baja velocidad de rotación" especial se convertiría en una alternativa completa a los sistemas de diseño tradicionales. A diferencia de ellos en cierta complejidad, podría tener ventajas en forma de dimensiones más pequeñas, revoluciones reducidas y ruido reducido. Sin embargo, no hubo competencia. Desarrollo A.Ya. Dekker ni siquiera pudo pasar todo el ciclo de prueba.

Es posible que, a medida que avance el desarrollo, las hélices originales puedan mostrar las características deseadas y encontrar aplicación en varios proyectos de tecnología de aviación. Sin embargo, la continuación del trabajo se ralentizó debido a varios problemas y circunstancias, y en mayo 1940, el proyecto se detuvo debido al ataque alemán. Después de esto, una idea inusual fue finalmente dejada sin futuro. En el futuro, los diseños prometedores de las hélices se volvieron a trabajar en diferentes países, pero no se crearon los análogos directos del sistema Adriaan Jan Dekker.


Residencia en:
https://oldmachinepress.com/
http://anyskin.tumblr.com/
http://hdekker.info/
http://strangernn.livejournal.com/
https://google.com/patents/US2186064
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12 comentarios
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  1. 32363
    32363 11 de octubre 2017 15: 44
    +1
    podría tener ventajas en forma de dimensiones más pequeñas, velocidad reducida y ruido reducido.


    pero en este momento, por el contrario, para reducir el ruido y la velocidad vamos a aumentar el diámetro.
    1. Axon
      Axon 15 de octubre 2017 13: 46
      0
      los helicópteros no hacen ruido?
      1. 32363
        32363 15 de octubre 2017 16: 21
        +1
        Cita: Axon
        los helicópteros no hacen ruido?

        las aspas del helicóptero giran aproximadamente 220-270 rpm
        en aviones de pasajeros de los últimos modelos de rotación 4000-5000 rpm
  2. Des10
    Des10 11 de octubre 2017 16: 59
    +1
    Gracias, nuevos conocimientos son para mí.
  3. Egor-dis
    Egor-dis 11 de octubre 2017 17: 22
    0
    Otro desarrollo de esta idea fueron los motores de turbohélice. Pero esta es una historia completamente diferente.
    1. Aviador
      Aviador 11 de octubre 2017 22: 54
      +4
      Los motores de turbohélice son de un tipo completamente diferente que no tienen nada que ver con esto.
  4. Wedmak
    Wedmak 11 de octubre 2017 18: 15
    0
    Se ve bastante en general y pesado. Me pregunto qué tan efectivo sería con los motores modernos.
  5. Bersaglieri
    Bersaglieri 11 de octubre 2017 19: 00
    0
    Ancestro del ventilador de tornillo (DTRD con una relación de derivación ultra alta)
    1. Aviador
      Aviador 11 de octubre 2017 22: 59
      +2
      Y echa un vistazo a la relación entre la longitud de la hoja y el acorde de las hojas del contorno secundario de un TDRD moderno (no menos de 10) y compárelo con la misma proporción en las fotos presentadas. El inventor tiene una relación de aproximadamente uno, por lo que no es sorprendente que las características fueran desagradables.
  6. Aviador
    Aviador 11 de octubre 2017 22: 53
    +6
    El resultado habitual de un pseudoinventor que no tiene ni idea sobre la teoría del tornillo, al menos a nivel de las obras de N.E. Zhukovsky diez años del siglo veinte, pero con algo de dinero para construir este monstruo. La crueldad de la idea consiste en un alargamiento extremadamente pequeño de la hoja y, en consecuencia, una enorme resistencia inductiva.
  7. Dekabrev
    Dekabrev 11 de octubre 2017 23: 28
    +3
    Gracias al autor por la curiosidad! El aviador tiene toda la razón. Incluso es sorprendente cómo me pudo haber ocurrido esto a finales de los años veinte. Por supuesto, los motores de ventilador de tornillo recuerdan de algún modo este milagro, pero incluso tienen una extensión de cuchilla más larga. Sin embargo, el acortamiento de las cuchillas y su barrido se explica por las velocidades de vuelo cercanas a la velocidad del sonido, pero ¿por qué? Es completamente incomprensible. A menos que reduzca las dimensiones, pero no a costa de una fuerte disminución de la eficiencia.
  8. Dimon19661
    Dimon19661 15 de octubre 2017 08: 43
    0
    Finalmente, un interesante artículo sobre VO.