miniatura|Animació d'un plat oscil·lant i un rotor giratoris d'un helicòpter que mostra un pas de pala alterat El pas de les pales o simplement el pas es refereix a l'angle d'una pala en un fluid. El terme té aplicacions en aeronàutica, transport marítim i altres camps.
El pas de les pales, sovint abreujat com a pas, fa referència a l'angle entre la línia de corda de la pala de l'hèlix i el pla de rotació de l'hèlix. El pas de les pales es descriu més sovint en termes d'unitats de distància que l'hèlix avançaria en una rotació suposant que no hi hagués lliscament.
El pas "fi" fa referència a un angle de pas fi o baix que produeix una bona acceleració a baixa velocitat (enlairament i ascens), mentre que "bassar" fa referència a un angle de pas més bassar o superior que produeix un rendiment òptim a alta velocitat i un consum de combustible (creuer).
Aeronàutica miniatura|Una pala d'hèlix en posició de ploma En aeronàutica, el pas de les pales es refereix a l'angle de les pales del rotor d'una hèlix d'avió o d'un helicòpter. El pas de les pales es mesura en relació amb el cos de l'avió. Normalment es descriu com a "fi" o "baix" per a un angle de pala més vertical, i "bass" o "alt" per a un angle de pala més horitzontal.
El pas de la pala es descriu normalment com la relació entre la distància d'avanç per rotació suposant que no hi ha lliscament.
El pas de les pales actua de manera molt semblant a l'engranatge del transmissió final d'un cotxe. Un pas baix produeix una bona acceleració a baixa velocitat (i velocitat d'ascens en un avió), mentre que un pas alt optimitza el rendiment a alta velocitat i el consum de combustible.
És força comú que una aeronau es dissenyi amb una hèlix de pas variable per donar el màxim impuls en un rang de velocitats més ampli. Un pas fi s'utilitzaria durant l'enlairament i l'aterratge, mentre que un pas més gruixut s'utilitzaria per a vols de creuer d'alta velocitat. Això es deu al fet que l'angle d'atac efectiu de la pala de l'hèlix disminueix a mesura que augmenta la velocitat de l'aire. Per mantenir l'angle d'atac efectiu òptim, cal augmentar el pas. L'angle de pas de la pala no és el mateix que l'angle d'atac de la pala. A mesura que augmenta la velocitat, el pas de la pala augmenta per mantenir constant l'angle d'atac de la pala.
La "sustentació" d'una pala d'hèlix, o el seu empenyiment, depèn de l'angle d'atac combinat amb la seva velocitat. Com que la velocitat d'una pala d'hèlix varia des del cub fins a la punta, té forma torçada perquè l'empenyiment es mantingui aproximadament constant al llarg de la pala; això s'anomena "gir de la pala". Això és típic de totes les hèlixs excepte les més rudimentàries.
Helicòpters En els helicòpters, el control del pas canvia l'angle d'incidència de les pales del rotor, cosa que al seu torn afecta l'angle d'atac de les pales. El pas del rotor principal es controla tant pel col·lectiu com pel cíclic, mentre que el pas del rotor de cua es modifica mitjançant pedals.
Ploma Empremtar les pales d'una hèlix significa augmentar el seu angle de pas girant les pales perquè siguin paral·leles al flux d'aire. Això minimitza la resistència aerodinàmica d'una hèlix aturada després d'una fallada del motor en vol.
Empenyiment invers Alguns avions amb hèlix permeten que el pas es redueixi més enllà de la posició fina fins que l'hèlix genera empenyiment en la direcció inversa. Això s'anomena inversió d'empenyiment, i la posició de l'hèlix s'anomena posició beta.
Aerogeneradors miniatura|267x267px|Aerogeneradors desmantellats del parc eòlic de Kama'oa a Ka Lae/South Point, Hawaii, a l'espera de ser retirats, amb els rotors aturats i les pales en funcionament. El control del pas de les pales és una característica de gairebé tots els grans aerogeneradors moderns d'eix horitzontal. S'utilitza per ajustar la velocitat de rotació i la potència generada. Mentre funciona, el sistema de control d'un aerogenerador ajusta el pas de les pales per mantenir la velocitat del rotor dins dels límits de funcionament a mesura que canvia la velocitat del vent. El desviament de les pales atura el rotor durant les aturades d'emergència o sempre que la velocitat del vent superi la velocitat màxima nominal. Durant la construcció i el manteniment dels aerogeneradors, les pales solen estar desviades per reduir el parell de rotació no desitjat en cas de ratxes de vent.
El control de pas de les pales és preferible als frens del rotor, ja que els frens estan subjectes a fallades o sobrecàrregues per la força del vent sobre la turbina. Això pot provocar turbines que es desboquin. En canvi, el control de pas permet que les pales es desplacin, de manera que la velocitat del vent no afecta la tensió sobre el mecanisme de control.
El control del pas es pot implementar mitjançant mecanismes hidràulics o elèctrics. Els mecanismes hidràulics tenen una vida útil més llarga, un temps de resposta més ràpid a causa d'una força motriu més elevada i una molla de reserva de menor manteniment. Tanmateix, els sistemes hidràulics tendeixen a requerir més potència per mantenir el sistema a una pressió alta i poden tenir fuites. Els sistemes elèctrics consumeixen i malgasten menys energia i no tenen fuites. Tanmateix, requereixen bateries i condensadors costosos a prova de fallades en cas de fallada de corrent.
El control de pas no ha de ser actiu (dependent d'actuadors). Els aerogeneradors passius (controlats per bloqueig) es basen en el fet que l'angle d'atac augmenta amb la velocitat del vent. Les pales es poden dissenyar per deixar de funcionar més enllà d'una determinada velocitat. Aquest és un altre ús de les pales retorçades: el gir permet un bloqueig gradual, ja que cada part de la pala té un angle d'atac diferent i s'aturarà en un moment diferent.
El control del pas de les pales normalment representa menys del 3% de la despesa d'un aerogenerador, mentre que els errors del pas de les pales representen el 23% de tot el temps d'inactivitat de la producció d'aerogeneradors i el 21% de totes les fallades de components.
Vaixells En la navegació, el pas de les pales es mesura en el nombre de polzades de propulsió cap endavant a través de l'aigua per a una revolució completa de l'hèlix. Per exemple, una hèlix amb un pas de 12" impulsarà el vaixell 12" cap endavant quan es gira una vegada. Cal tenir en compte que aquesta és la distància màxima teòrica; en realitat, a causa del "lliscament" entre l'hèlix i l'aigua, la distància real impulsada serà invariablement menor.
Algunes hèlixs compostes tenen pales intercanviables, cosa que permet canviar el pas de les pales quan l'hèlix està aturada. Un pas més baix s'utilitzaria per transportar càrregues pesades a baixa velocitat, mentre que un pas més alt s'utilitzaria per viatjar a alta velocitat.
Rem (esport) En rem, el pas de la pala és la inclinació de la pala cap a la popa de l'embarcació durant la fase d'embranzida de la remada. Sense un pas de pala correcte, una pala tindria tendència a submergir-se massa profund, o sortir de l'aigua i/o causar dificultats per equilibrar-se durant la fase de recuperació de la remada.
Referències
Categoria:Aerodinàmica