Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 2, Pagina: 7-12

Propellers Used on General Aviation Aircraft 

Un número cada vez mayor de aeronaves ligeras están diseñadas para operar con hélices de velocidad constante reguladas por el gobernador. Segmentos significativos de aeronaves de aviación general todavía se operan con hélices de paso fijo. 

Las aeronaves deportivas ligeras (LSA) utilizan hélices compuestas de paso fijo de palas múltiples en aeronaves turbohélice de tamaño mediano con sistemas de hélices reversibles. 

Las aeronaves turbohélice de transporte y carga más grandes utilizan sistemas de hélices con reguladores de acción doble o doble y presión de aceite diferencial para cambiar el paso. Algunos tipos de sistemas de hélices están fuera del alcance de este texto, pero se describen varias hélices y sus sistemas.

Hélices de Madera de Paso Fijo - Fixed-Pitch Wooden Propellers  

Aunque muchas de las hélices de madera se usaron en aviones más antiguos, algunas todavía están en uso. La construcción de una hélice de madera de paso fijo es tal que el paso de las palas no se puede cambiar después de la fabricación. La elección del ángulo de las palas se decide por el uso normal de la hélice en un avión durante el vuelo nivelado cuando el motor funciona con la máxima eficiencia. 

La imposibilidad de cambiar el paso de pala en la hélice de paso fijo restringe su uso a aeronaves pequeñas con motores de baja potencia en los que la máxima eficiencia del motor en todas las condiciones de vuelo es de menor importancia que en aeronaves más grandes. La hélice de madera de paso fijo es muy adecuada para estos aviones pequeños debido a su peso ligero, rigidez, economía de producción, simplicidad de construcción y facilidad de reemplazo.

Una hélice de madera no se construye a partir de un bloque sólido, sino que se construye con varias capas separadas de maderas duras cuidadosamente seleccionadas y bien curadas. Muchas maderas, como la caoba, el cerezo, el nogal negro y el roble, se utilizan hasta cierto punto, pero el abedul es el más utilizado. 

Se utilizan de cinco a nueve capas separadas, cada una de aproximadamente 3/4 de pulgada de espesor. Las varias capas se pegan con un pegamento resinoso resistente al agua y se dejan fraguar. A continuación, se desbasta la pieza en bruto hasta obtener la forma y el tamaño aproximados del producto acabado. 

A continuación, se deja secar la hélice desbastada durante aproximadamente una semana para permitir que se iguale el contenido de humedad de las capas. Este período adicional de secado evita la deformación y el agrietamiento que podrían ocurrir si la pieza en blanco se tallara inmediatamente. Después de este período, la hélice se construye cuidadosamente.

Una vez terminadas las palas de la hélice, se cementa una cubierta de tela a las 12 o 15 pulgadas exteriores de cada pala terminada. Se sujeta una punta de metal a la mayor parte del borde de ataque y la punta de cada pala para proteger la hélice del daño causado por las partículas que vuelan en el aire durante el aterrizaje, el rodaje o el despegue. Las puntas de metal pueden ser de chapa dentada, metal Monel o latón. 

El acero inoxidable se ha utilizado hasta cierto punto. Se fija al borde de ataque de la pala mediante tornillos avellanados para madera y remaches. Las cabezas de los tornillos se sueldan a la punta para evitar que se aflojen, y la soldadura se lima para hacer una superficie lisa. Dado que la humedad se condensa en la punta entre el metal y la madera, la punta tiene pequeños orificios cerca de la punta de la hoja para permitir que esta humedad se drene o sea expulsada por la fuerza centrífuga. 

Es importante que estos orificios de drenaje se mantengan abiertos en todo momento. Dado que la madera está sujeta a hincharse, encogerse y deformarse debido a los cambios en el contenido de humedad, se aplica una capa protectora a la hélice terminada para evitar un cambio rápido en el contenido de humedad. El acabado más utilizado es una serie de manos de barniz transparente hidrófugo. Una vez que se completan estos procesos, la hélice se monta en un husillo y se equilibra con mucho cuidado.

Se utilizan varios tipos de cubos para montar hélices de madera en el cigüeñal del motor. La hélice puede tener un cubo de acero forjado que se ajuste a un cigüeñal estriado; puede estar conectado a un cigüeñal cónico mediante un cubo de acero forjado cónico; o puede estar atornillado a una brida de acero forjada en el cigüeñal. En cualquier caso, se requieren varias piezas de fijación para montar correctamente la hélice en el eje.

Los cubos que se ajustan a un eje cónico generalmente se mantienen en su lugar mediante una tuerca de retención que se enrosca en el extremo del eje. En un modelo, se usa una contratuerca para asegurar la tuerca de retención y para proporcionar un extractor para quitar la hélice del eje. Esta tuerca se enrosca en el cubo y contra la tuerca de retención. La contratuerca y la tuerca de retención están aseguradas juntas con un alambre de seguridad o una chaveta.

Se pueden usar conos delantero y trasero para asentar correctamente la hélice en un eje estriado. El cono trasero es un cono de bronce de una pieza que se ajusta alrededor del eje y contra la tuerca de empuje (o espaciador) y se asienta en el asiento del cono trasero del cubo. 

El cono frontal es un cono de acero de tipo dividido de dos piezas que tiene una ranura alrededor de su circunferencia interna para que pueda colocarse sobre una brida de la tuerca de retención de la hélice. Luego, la tuerca de retención se enrosca en su lugar y el cono delantero se asienta en el cubo del cono delantero. Se coloca un anillo elástico en una ranura en el cubo frente al cono delantero, de modo que cuando se desenrosca la tuerca de retención del eje de la hélice, el cono delantero actúa contra el anillo elástico y tira de la hélice del eje.

Un tipo de buje incorpora un buje de bronce en lugar de un cono frontal. Cuando se usa este tipo de cubo, puede ser necesario usar un extractor para arrancar la hélice desde el eje. A veces se proporciona un espaciador de cono trasero con el conjunto de la hélice de eje estriado para evitar que la hélice interfiera con el capó del motor. El reborde ancho en la cara trasera de algunos tipos de cubos elimina el uso de un espaciador de cono trasero.

Un tipo de conjunto de cubo para la hélice de madera de paso fijo es un accesorio de acero insertado en la hélice para montarlo en el eje de la hélice. Tiene dos partes principales: la placa frontal y la placa de brida. La placa frontal es un disco de acero que forma la cara delantera del cubo. La placa de brida es una brida de acero con un orificio interno estriado para recibir el eje de la hélice. 

El extremo de la placa de brida opuesto al disco de brida está ranurado externamente para recibir la placa frontal; el orificio de la placa frontal tiene estrías que coinciden con estas estrías externas. Tanto la placa frontal como las placas de brida tienen una serie correspondiente de orificios perforados en la superficie del disco concéntricos con el centro del cubo. El orificio de la placa de brida tiene un asiento cónico de 15° en el extremo trasero y un asiento cónico de 30° en el extremo delantero para centrar el cubo con precisión en el eje de la hélice.  

Hélices Metálicas de Paso Fijo - Metal Fixed-Pitch Propellers  

Las hélices de paso fijo de metal son similares en apariencia general a una hélice de madera, excepto que las secciones suelen ser más delgadas. La hélice metálica de paso fijo se usa ampliamente en muchos modelos de aviones ligeros y LSA. Muchas de las primeras hélices de metal se fabricaron en una sola pieza de duraluminio forjado. 

En comparación con las hélices de madera, eran más livianas debido a la eliminación de los dispositivos de sujeción de las palas, ofrecían un menor costo de mantenimiento porque estaban hechas de una sola pieza, brindaban un enfriamiento más eficiente debido al paso efectivo más cerca del cubo y, debido a que había sin unión entre las palas y el cubo, el paso de la hélice podría cambiarse, dentro de los límites, girando ligeramente la pala en una estación de reparación de hélices.

Las hélices de este tipo ahora se fabrican como una aleación de aluminio anodizado de una pieza. Se identifican estampando el cubo de la hélice con el número de serie, el número de modelo, el número de certificado de tipo de la Administración Federal de Aviación (FAA), el número de certificado de producción y el número de veces que se ha reacondicionado la hélice. 

El número de modelo completo de la hélice es una combinación del número de modelo básico y los números de sufijo para indicar el diámetro y el paso de la hélice. En la Figura se proporciona una explicación de un número de modelo completo, utilizando la hélice McCauley 1B90/CM.