Física de las hélices de los barcos: perspectivas de Turning Point Propellers

PartsVu Xchange Talks Boating conversó con Phil Stephanuik, gerente de ingeniería de productos de Turning Point Propellers , y Charlie Haimes, socio de Haimes Coleman Group , sobre la física y las características de las hélices para embarcaciones. Con sede en Jacksonville, Florida, Turning Point Propellers es líder en hélices para embarcaciones de aluminio y acero inoxidable de 3 y 4 palas para la industria náutica. Haimes Coleman Group es una organización de ventas compuesta por profesionales de la industria náutica con amplia experiencia y conocimiento, que representan a veinte de las marcas líderes del sector, incluida Turning Point Propellers. Phil y Charlie comparten los fundamentos de la física, las características avanzadas y consejos para seleccionar y mantener la hélice ideal para cada aplicación.

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¿Cómo contribuyen las hélices de un barco al rendimiento de éste en el agua?

Phil: Además del tacómetro, la(s) hélice(s) es(son) el elemento más importante del barco, ya que es lo único que lo impulsa. Sin el paso y el diámetro correctos, un barco no funcionará. Las hélices limitan el rango de RPM en el que los motores deben funcionar. Ayudan a controlar la velocidad, el ahorro de combustible, la sustentación, el viraje y el rendimiento. Con una variedad tan amplia de combinaciones de barcos, motores y pesos, hay cientos de hélices para elegir.

Charlie : Los diseños únicos del casco influyen en la forma en que el agua fluye por el fondo de una embarcación, por lo que conocer el diseño de hélices ayuda a garantizar la mejor selección para cada embarcación. Existe una gran diferencia en el rendimiento de las hélices; muchos consumidores no siempre comprenden las ventajas de elegir una hélice de alta calidad como Turning Point.

¿Cuáles son los principios físicos fundamentales de las hélices y cómo interactúan las características de las hélices de los barcos?

Phil: El punto de partida es el número de palas, que varía de dos a seis. Las palas pueden tener un ángulo de ataque alto o bajo, siendo el ángulo de ataque el ángulo en el que se inclinan hacia afuera del barco. Cuanto mayor sea el ángulo de ataque, mayor será el ángulo, lo que significa que el casco tiende a levantarse y la proa se eleva.

En un motor intraborda, las hélices pueden incluir palas planas de paso constante y, a veces, una inclinación negativa. Cada hélice tiene un cuerpo interior por donde fluye el escape del motor y un cuerpo exterior.

El paso de la hélice va desde el borde de ataque hasta el borde de salida de la pala, y no siempre es constante. Por ejemplo, una hélice de paso 19 puede empezar con un paso 16 y terminar con un paso 22. En resumen, el paso de la hélice es el desplazamiento que alcanza una hélice en una rotación completa de 360°.

No es necesario comprender la geometría de las palas, pero sí las RPM del motor. Durante años, las empresas crearon hélices y otras intentaron fabricar versiones similares. Hace veinticinco años, los fundadores de Turning Point Propellers reflexionaron detenidamente sobre qué hélices diseñar. Queríamos algo nuevo y mejor, y lo creamos aprovechando nuevas geometrías y diseños.

Charlie : A diferencia de los autos con transmisiones de múltiples engranajes, las embarcaciones solo tienen motores y hélices . Esto significa que solo hay una configuración: encendido. La hélice del barco debe ser completa: universal para el disparo, de rango medio para el ahorro de combustible y de alta potencia. Un excelente fabricante de hélices como Turning Point puede ofrecer a los consumidores la hélice ideal para satisfacer estas necesidades.

¿Cómo contribuyeron los años de trabajo en una tienda de utilería a su éxito en Turning Point Propellers?

Phil: Pasaba casi todos los fines de semana probando hélices para barcos, y muchas veces, durante mis viajes por el circuito nacional de pesca de lubina, tuve la oportunidad de probar hélices nuevas. En casa, experimentaba en el puerto deportivo con sus barcos y ajustaba las hélices de serie doblándolas de diferentes maneras, cambiando la copa, el ángulo de ataque, el paso o el diámetro.

Vi los resultados de primera mano tras muchas pruebas de campo y vi cómo esos cambios afectaron el rendimiento. Sin embargo, no todos los cambios fueron beneficiosos. Fue mucho aprendizaje mediante ensayo y error, pero más de cuarenta años después, sigo disfrutando mucho haciendo esto.

Charlie : Las hélices no son una ciencia exacta. Incluso con dos barcos y configuraciones aparentemente idénticas, podrían necesitar dos hélices diferentes para lograr los mismos resultados. El medio por el que navegan los barcos es el agua, y sus características varían mucho entre agua salada y agua dulce.

El agua tiene diferentes características de sustentación y aireación según la época del año, ya sea más cálida o más fría. Con tantas variables, debemos seleccionar la hélice universal que mejor se adapte a esas necesidades. Para quienes compiten, una hélice incorrecta puede marcar la diferencia entre ganar una carrera o quedar en la parte trasera del pelotón.

¿Existen características de hélice de barco más avanzadas?

Phil: Diseñé un nuevo cuchillo de cuatro hojas con geometría dual, único en el mundo. Tiene dos diseños de hoja diferentes, con dos hojas de carnicero de mayor diámetro que las dos hojas redondas opuestas.

Cuando el conductor pisa el acelerador, al subir la proa, el espejo de popa sube con ella. Esto ayuda a lograr una aceleración más rápida y uniforme. La mayoría de las embarcaciones con nuestra hélice de cuatro palas pueden ver por encima de la proa. Una vez en marcha, pueden empezar a trimar y cambiar de la pala de cuchilla que eleva el espejo de popa a las palas más redondas que elevan la proa. Con nuestra hélice de cuatro palas, la embarcación se eleva horizontalmente más que con la mayoría de las demás.

Charlie : Es una hélice excelente que lleva bien la embarcación, minimizando el par motor y la dirección. Cumple con su función universal, ofreciendo gran potencia, rango medio, ahorro de combustible y velocidad punta, especialmente para aplicaciones monomotor. Es mi hélice número uno en ventas.

¿El número y el tamaño de las palas de la hélice afectan el rendimiento de la embarcación?

Phil: Por supuesto. Unas palas más grandes y con más potencia tendrán un mejor rendimiento en embarcaciones de trabajo que necesitan impulsar cargas más pesadas. En las regatas, la alta potencia requiere mayor par motor, lo que implica un cambio en el diámetro, el paso y el número de palas.

Charlie : Una mayor capacidad de agarre en el agua es lo que hace que una hélice de barco sea más eficiente. Un mayor número de palas tiende a reducir el deslizamiento al sumergir una mayor superficie de la pala bajo el agua. Para aplicaciones con múltiples motores, la serie OS de Turning Point tiene palas de mayor diámetro que funcionan con mayor eficiencia que muchos productos de la competencia.

¿Cómo pueden los navegantes seleccionar la mejor hélice para su embarcación?

Charlie : Hemos recibido muchas quejas sobre algunas hélices de goma que algunos constructores de barcos instalan antes de que los barcos salgan de fábrica. Si el eje gira, el barco podría no planear, dejando a los navegantes con el motor en marcha de camino a casa o, peor aún, varados.

Queremos garantizar que los consumidores obtengan un buje intercambiable diseñado para durar. Los bujes de la serie MasterGuard de Turning Point Propellers tienen garantía de por vida. Otros bujes especiales, como la serie MasterTorq, tienen una garantía de un año. Esto es excelente porque permite usar un buje con hasta diez carcasas diferentes a lo largo del tiempo, por ejemplo, en casos de daños en una hélice.

Otro factor a considerar al elegir la hélice adecuada es el ahorro de combustible, que con los precios actuales del combustible es una gran preocupación. En otras aplicaciones, como la pesca de lubina en torneos, los navegantes buscan una hélice de alta gama que les permita llegar a los mejores lugares de pesca antes que los demás pescadores.

Phil: No con todas las embarcaciones, pero a veces hemos visto ahorros de hasta un 23 % en el consumo de combustible con nuestras hélices. Además, es común la duda de si comprar una hélice de acero inoxidable o de aluminio.

Las hélices de aluminio son alternativas más económicas al acero inoxidable. No las fundimos a presión, sino que las moldeamos a presión, lo que da como resultado palas de aluminio muy rígidas que no se doblan.

Aunque las palas de aluminio suelen ser aproximadamente una milla por hora más lentas, ofrecen la misma sustentación, agarre en curvas y rendimiento. Otro aspecto importante a considerar es que no solo fabricamos hélices, sino también una gran variedad de bujes para todos los motores. Por lo tanto, no es necesario desechar hélices por no ser compatibles con un motor en particular.

¿Cómo pueden saber los navegantes cuándo pueden reparar la hélice de su barco o cuándo necesitan reemplazarla?

Phil : Los pequeños cortes no son tan graves. Pasa el dedo por la hoja. Si encuentras un borde áspero, puedes limarlo ligeramente sin quitar demasiado material. Para problemas más graves, una reparación puede costar entre $75 y $150.

Dados los precios actuales de las hélices de aluminio, podría ser más económico reutilizar el buje y comprar una hélice de aluminio nueva. Sin embargo, para las hélices de acero inoxidable, generalmente es más económico repararlas en un buen taller de hélices certificado por la Asociación Nacional de Hélices Marinas (NMPA).

¿Qué tipo de mantenimiento de la hélice deben realizar los navegantes?

Phil : Inspeccione regularmente las hélices de la embarcación para detectar muescas grandes y asegúrese de que las palas no estén dobladas. Además, retire la hélice cada seis semanas. El sedal tiende a enrollarse detrás de la arandela de empuje, lo que puede provocar una falla en el sello.

Con un martillo de bola, golpee el borde de la arandela para soltarla y poder retirar el sedal. Al volver a ensamblarla, aplique una ligera capa de grasa en las estrías.

Charlie : Recomiendo encarecidamente hacer una revisión visual cada vez que se navega, para detectar abolladuras o grietas. Aparte de eso, las hélices no necesitan mucho mantenimiento.

¿Por qué comprar hélices Turning Point?

Charlie : Turning Point Propellers lleva veinticinco años en el mercado. Ha sido la empresa de hélices para barcos con mayor crecimiento en los últimos diez años. Cuenta con sus propias instalaciones y herramientas. En sus instalaciones de acero inoxidable, si bien no hay dos hélices de acero inoxidable fundido exactamente iguales a las fabricadas mediante un proceso de fabricación CNC, Turning Point Propellers mantiene una consistencia líder en la industria entre hélices gracias a sus procesos de fabricación altamente automatizados. Esto es uno de los aspectos que la distingue de otros fabricantes de hélices del mercado.

Phil : Aunque tenemos buenos productos, siempre intentamos mejorarlos. Actualmente estamos trabajando para mejorar las hélices tanto para pontones como para lanchas de pesca deportiva. También somos conocidos por nuestro servicio al cliente. Respondemos hasta cien llamadas diarias durante los meses de verano. En definitiva, nos esforzamos por ofrecer a nuestros clientes las hélices adecuadas para sus embarcaciones.

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