Calculadora de passo de hélice

O passo de uma hélice é a distância teórica que ela avançaria em uma volta completa se se movesse por um sólido sem escorregamento. Em hélices marítimas e de pequenas aeronaves, ele costuma ser expresso em polegadas. Esta calculadora obtém o passo teórico a partir do diâmetro e do ângulo de passo da pá, aplica um fator de eficiência para calcular o passo efetivo e estima o empuxo e a potência necessária com base na rotação e na densidade do fluido. A pá de uma hélice segue uma trajetória helicoidal. Em um diâmetro de referência, uma volta percorre uma circunferência igual a pi vezes o diâmetro e avança axialmente um passo. A tangente do ângulo da pá é o deslocamento axial dividido pelo deslocamento circunferencial; assim, o passo geométrico é pi multiplicado pelo diâmetro e pela tangente do ângulo de passo. O resultado depende muito da posição em que o ângulo foi medido, pois as pás são torcidas. O passo informado pelo fabricante normalmente se baseia em uma seção de referência definida, muitas vezes próxima de setenta e cinco por cento do raio da pá. O passo efetivo é modelado como o passo teórico multiplicado pelo fator de eficiência informado. Esse ajuste simplificado representa o escorregamento e outros desvios do ideal geométrico. A calculadora converte o passo efetivo e as RPM em velocidade de avanço axial. Ela estima o empuxo pela densidade do fluido, pela área do disco da hélice, pelo quadrado da velocidade de avanço e pela eficiência, e apresenta a potência idealizada correspondente do fluido. A densidade da água costuma ficar perto de 1,000 kg/m³, enquanto a do ar seco próximo ao nível do mar é de aproximadamente 1.225 kg/m³. Esses valores de empuxo e potência são estimativas comparativas simplificadas, não previsões por elementos de pá ou dinâmica dos fluidos computacional. O desempenho real depende do perfil e do número de pás, da distribuição do passo, do escoamento de entrada, da razão de avanço, da interação com o casco ou a estrutura da aeronave, da cavitação, da compressibilidade, dos limites de torque e do número de Reynolds. Pequenas alterações nas entradas podem gerar grandes mudanças de força, pois a estimativa varia com o quadrado da velocidade. Altas rotações podem aumentar ruído, vibração, cavitação na água e perdas por compressibilidade no ar. Projetistas devem usar análises aerodinâmicas ou hidrodinâmicas detalhadas para avaliar empuxo, torque, potência, margem de cavitação, carga das pás e tensões estruturais. Nunca use apenas este resultado para dimensionar um motor, eixo ou componente de propulsão crítico para o voo. Esta calculadora é mais indicada para conferir geometrias, fazer comparações aproximadas e estudar. Meça o diâmetro de forma consistente, use o ângulo na seção de pá pretendida, escolha a densidade do fluido para o ambiente de operação e trate o empuxo e a potência estimados como indicadores idealizados, não como desempenho garantido.