El factor P, també conegut com a efecte de pala asimètric i efecte de disc asimètric, és un fenomen aerodinàmic que experimenta una hèlix en moviment,) en què el centre d'empenta de l'hèlix es desplaça del centre quan l'aeronau té un angle d'atac elevat. Aquest canvi en la ubicació del centre d'empenta exercirà un moment de guinyada sobre l'aeronau, fent que es guinyi lleugerament cap a un costat. Es requereix una entrada del timó per contrarestar la tendència de guinyada.302x302px282x282px

Causes alt=Change of forces at increasing Angle of Attack|miniatura|Factor P, canvi de velocitat relativa i empenyiment de les pales de l'hèlix ascendent i descendent a un angle d'atac creixent Quan un avió d'hèlix vola a velocitat de creuer en vol estable, el disc de l'hèlix és perpendicular al flux d'aire relatiu que travessa l'hèlix. Cadascuna de les pales de l'hèlix entra en contacte amb l'aire amb el mateix angle i velocitat, i per tant l'empenta produïda es distribueix uniformement per tota l'hèlix.

Tanmateix, a velocitats més baixes, l'aeronau normalment estarà en una posició de morro alta, amb el disc de l'hèlix girat lleugerament cap a l'horitzontal. Això té dos efectes. En primer lloc, les pales de l'hèlix estaran més endavant quan estiguin en posició baixa i més enrere quan estiguin en posició alta. La pala de l'hèlix que es mou cap avall i cap endavant (per a la rotació en sentit horari, des de la una fins a la posició de les sis quan es veu des de la cabina) tindrà una velocitat d'avanç més gran. Això augmentarà la velocitat de l'aire de la pala, de manera que la pala que baixa produirà més empenyiment. La pala de l'hèlix que es mou cap amunt i cap enrere (des de la posició de les set fins a la de les dotze) tindrà una velocitat d'avanç disminuïda, per tant, una velocitat de l'aire més baixa que la pala que baixa i un empenyiment més baix. Aquesta asimetria desplaça el centre d'empenyiment del disc de l'hèlix cap a la pala amb un empenyiment més gran.

En segon lloc, l'angle d'atac de la pala descendent augmentarà i l'angle d'atac de la pala ascendent disminuirà, a causa de la inclinació del disc de l'hèlix. Com més gran sigui l'angle d'atac de la pala descendent, més empenyiment es produirà.

Cal tenir en compte que l'augment de la velocitat d'avanç de la pala descendent en realitat redueix el seu angle d'atac, però això es supera amb l'augment de l'angle d'atac causat per la inclinació del disc de l'hèlix. En general, la pala descendent té una velocitat de l'aire més gran i un angle d'atac més gran.

El factor P és més gran a angles d'atac elevats i alta potència, per exemple durant l'enlairament o en vol lent.)

Efectes Avió d'hèlix monomotor Si s'utilitza una hèlix que gira en sentit horari (tal com la veu el pilot), l'aeronau té tendència a girar cap a l'esquerra en pujar i cap a la dreta en baixar. Això s'ha de contrarestar amb el timó oposat. L'hèlix que gira en sentit horari és, amb diferència, la més comuna. La girada es nota quan s'afegeix potència, tot i que té causes addicionals, com ara l'efecte de corrent d'aire en espiral. En un avió d'ala fixa, normalment no hi ha manera d'ajustar l'angle d'atac de les pales individuals de les hèlixs, per tant, el pilot ha de contenir el factor P i utilitzar el timó per contrarestar el canvi d'empenta.

Els pilots anticipen la necessitat del timó quan canvien la potència del motor o l'angle de pas (angle d'atac) i compensen aplicant el timó esquerre o dret segons calgui.

Els avions amb roda de cua presenten més factor P durant el roll-off que els avions amb tren d'aterratge de tricicle, a causa de l'angle més gran del disc de l'hèlix respecte a la vertical. El factor P és insignificant durant el roll-off inicial, però donarà una tendència pronunciada cap a l'esquerra durant les etapes posteriors del roll-off a mesura que augmenta la velocitat d'avanç, sobretot si l'eix d'empenta es manté inclinat respecte al vector de la trajectòria de vol (per exemple, la roda de cua en contacte amb la pista). L'efecte no és tan evident durant l'aterratge, l'enlairament i el roll-out, donat el paràmetre de potència relativament baix (RPM de l'hèlix). Tanmateix, si l'accelerador s'avança sobtadament amb la roda de cua en contacte amb la pista, és prudent anticipar aquesta tendència cap a l'esquerra.

Avió d'hèlix multimotor Per a avions multimotor amb hèlixs contrarotants, els factors P d'ambdós motors es cancel·laran. Tanmateix, si tots dos motors giren en la mateixa direcció, o si un motor falla, el factor P provocarà una guinyada. Igual que amb els avions monomotor, aquest efecte és més gran en situacions on l'avió té una potència elevada i un angle d'atac elevat (com ara l'ascens). El motor amb les pales que giren cap avall cap a la punta de l'ala produeix més guinyada i balanceig que l'altre motor, perquè el moment (braç) del centre d'empenta d'aquest motor sobre el centre de gravetat de l'avió és més gran. Per tant, el motor amb les pales que giren cap avall més a prop del fuselatge serà el "motor crític", perquè la seva fallada i la dependència associada de l'altre motor requeriran una desviació del timó significativament més gran per part del pilot per mantenir un vol recte que si l'altre motor hagués fallat. Per tant, el factor P determina quin motor és el motor crític. Per a la majoria d'avions (que tenen hèlixs que giren en sentit horari), el motor esquerre és el motor crític. Per a avions amb hèlixs contrarotants (és a dir, que no giren en la mateixa direcció), els moments del factor P són iguals i tots dos motors es consideren igualment crítics. cap|marc|Fig. 1. El motor dret en funcionament produirà un moment de guinyada més sever cap al motor aturat, fent que la fallada del motor esquerre sigui crítica. Amb els motors girant en la mateixa direcció, el factor P afectarà les velocitats mínimes de control (VMC) de l'aeronau en vol asimètric amb motor. Les velocitats publicades es determinen en funció de la fallada del motor crític. Les velocitats mínimes de control reals després de la fallada de qualsevol altre motor seran més baixes (més segures).

Helicòpters El factor P és extremadament significatiu per als helicòpters en vol cap endavant, perquè el disc de l'hèlix és gairebé horitzontal. La pala que va cap endavant té una velocitat més alta que la pala que va cap enrere, de manera que produeix més sustentació, coneguda com a dissimetria de sustentació . Els helicòpters poden controlar l'angle d'atac de cada pala de forma independent (reduint l'angle d'atac de la pala que avança, mentre augmenten l'angle d'atac de la pala que retrocedeix) per mantenir la sustentació del disc del rotor equilibrada. Si les pales del rotor no poguessin canviar independentment el seu angle d'atac, un helicòpter amb pales del rotor que giren en sentit antihorari giraria cap a l'esquerra quan estigui en vol cap endavant, a causa de l'augment de la sustentació al costat del disc del rotor amb la pala que avança. La precessió giroscòpica converteix això en un pas cap enrere conegut com a "flap back".Sears, W. R. (1947). On projectiles of minimum wave drag. Quarterly of Applied Mathematics, 4(4), 361-366.

La velocitat de mai excés (VNE) d'un helicòpter s'escollirà en part per garantir que la pala que es mou cap enrere no es cali.

Referències

Categoria:Aerodinàmica