¿Cómo funcionan las hélices de un drone?

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Una hélice es un perfil aerodinámico giratorio, es decir, un objeto plano colocado con algo de inclinación, de forma que en una corriente de aire sea capaz de aprovechar las fuerzas originadas por el cambio de velocidad o presión.

Tipos de hélice

Podemos distinguir distintos tipos de hélices en función del número de palas y su material.

Las palas

Una hélice puede estar compuesta por dos o más palas colocadas en un soporte o buje. Este soporte que se encuentra en el centro de la hélice, es el que se unirá a los motores para recibir la energía necesaria para elevar nuestro dron.

Las hélices más comunes que vamos a encontrar en nuestros drones son las siguientes:

Hélices de dos palas

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Se trata de un buje que contiene dos palas, es el tipo de hélice más común tanto en modelos profesionales como en gamas más modestas.

Hélices de tres o cuatro palas

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Son hélices que sobre todo vamos a ver en drones de carrera o en algunos modelos de mini drones o drones de baja gama, aunque en estos últimos no son muy comunes.

El material

Podemos encontrarnos hélices para nuestro dron de distintos materiales.

Plástico

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Son las más económicas para nuestro dron, aunque también poco resistentes.

Fibra de carbono

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Las hélices de fibra de carbono presentan un menor rozamiento pero son también muy delicadas.

Madera

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Las hélices de madera ofrecen un vuelo más suave y soportan bien ligeros golpes. Son un tipo de hélice que no veremos muy a menudo.

Compuestas

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Hélice compuesta de Nylon + Fibra de Carbono

Son hélices que se componen de varios materiales, sus características van a depender de su composición y nos las mostrará el fabricante.

Funcionamiento de una hélice

Las hélices son el elemento que va a permitir volar a nuestro dron. A través de la fuerza que les transmiten los motores, generan una fuerza opuesta a la gravedad y superior a la que ésta ejerce sobre nuestro dron. Esta fuerza opuesta al peso es conocida como fuerza de sustentación.

Son las variaciones de energía de los distintos motores a las distintas hélices las que además de elevarse permiten al dron realizar los movimientos con los que lo podremos controlar. De esta forma, por ejemplo, si queremos realizar un desplazamiento hacia adelante con nuestro dron las hélices traseras rotarán a mayor velocidad que las delanteras inclinando el dron y desplazándose hacia la dirección que le hemos indicado.

Para entender completamente como funciona una hélice tenemos que conocer los siguientes conceptos:

Factor P

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Si observamos las hélices de nuestro dron veremos que a pesar de tratarse de un mismo tipo tienen dos posiciones diferentes. Esto tiene una explicación muy sencilla, se hace para contrarrestar el Factor P o Par motor.

El fenómeno Par motor se explica con la tercera ley de Newton, en la que se indica que de cualquier fuerza que se ejerza va a resultar otra fuerza igual y de sentido contrario. En el mundo de los drones repercute de la siguiente manera:

Nuestro dron necesita de las hélices para elevarse, para ello las palas de las hélices deben estar inclinadas. Lo que ocurre es que la hélice no solo va a generar una fuerza vertical, hacia arriba, sino que además se genera una fuerza horizontal que va a hacer que nuestro dron rote sobre sí mismo.

Para compensar este efecto se utilizan hélices contrarrotatorias, este es el motivo por el que tu modelo dispone dos hélices diferentes en cuanto a la dirección de las palas. De esta manera la fuerza horizontal que genera cada hélice se contrarresta con una hélice opuesta girando en el sentido contrario.

El Par motor o Factor P es el motivo por el que necesitamos hélices con dos disposiciones distintas

La diferencia no se encuentra únicamente en la hélice, sino que para rotar en sentido contrario dispondremos también de motores que rotarán en distinta dirección en función de la hélice. Así nos encontramos con motores horarios y motores anti horarios, cada uno con sus correspondientes hélices para contrarrestar el Efecto P.

Si alguna vez después que cambiar alguna hélice a tu dron no ha conseguido alzar el vuelo o se ha comportado de forma errática y extraña ahora ya conoces porqué.

Ángulo de ataque

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Hace referencia al ángulo entre la línea imaginaria que une los extremos de una pala (desde la parte superior a la inferior) y el viento relativo, es decir, aquel que proviene de la dirección en la que nuestra pala avanza.

Paso de la hélice

Es el ángulo que forman las palas de las hélices y su plano de giro, la inclinación que podemos ver en nuestras hélices.

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El paso también la distancia que avanzaría la hélice con un giro completo si pudiera avanzar en un medio sólido. Podemos decir que las hélices de paso corto son apropiadas para vuelos lentos y estables y requieren de menor consumo de batería. Las hélices de paso largo, contrariamente, nos darán vuelos rápidos y tendrán un mayor consumo de la batería.

Las medidas de una hélice

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Cuando hablemos de una hélice nos encontraremos con que se nos indican dos números de esta manera: 5 x 4,5. Ello nos indica que se trata de una hélice con 5 pulgadas de diámetro y 4,5 pulgadas de paso. También puede venirnos indicado como 5045 para éstas mismas medidas. Estas son las características y medidas en las que en un principio vamos a fijarnos:

Diámetro

Es la distancia de extremo a extremo de la hélice, expresada en pulgadas normalmente. (1 pulgada = 2.54 cm)

Paso

La distancia que avanzaría la hélice en un medio sólido con un giro completo expresado también en pulgadas.

Sentido de giro

Como hemos visto antes, si se tratan de hélices para giro horario o giro anti horario.

Peso

El peso de las hélices nos va a indicar cuanto peso de más estamos añadiendo a nuestro dron cada hélice, en función del tamaño y material el gramaje de las hélices variará.

Ya sabes todo lo necesario para entender el funcionamiento de las hélices de tu drone.

¡Enhorabuena!

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