Validación
¿Cuánto puedes fiarte de las cifras de rendimiento de Propforge? Aplicamos el modelo a hélices medidas en el túnel de viento de la Universidad de Illinois y publicamos el resultado, incluso donde falla.
Error absoluto medio en el rango normal (empuje medido de al menos el 30 % del empuje estático). Objetivo: dentro de 15.0 %.
Método
- Teoría de elemento de pala y cantidad de movimiento (formulación QPROP de Drela) con pérdidas de Prandtl en punta y buje, resuelta en 40 estaciones.
- Sustentación y resistencia de una tabla de polares tipo XFOIL (NeuralFoil) según curvatura, espesor, Reynolds y ángulo de ataque; modelo de placa plana tras la pérdida; compresibilidad de Prandtl–Glauert.
- Geometría de pala (cuerda y ángulo) tal como la midió la UIUC. Los perfiles no están publicados, así que cada hélice recibe una de dos clases de perfil (RC genérico o slow flyer delgado) según el tipo de producto; nada se ajusta por hélice.
- El único ajuste global, el parámetro de transición n_crit = 7, se eligió con la mitad de las hélices; la otra mitad sirvió de control.
- Esta página la genera la batería de pruebas. Si un cambio empeora el modelo más allá de los umbrales, la compilación falla.
Medido frente a calculado
Mostrar tabla de datos
| J | Medido (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 0.49 | 0.064 | 0.065 |
| 0.51 | 0.058 | 0.060 |
| 0.55 | 0.050 | 0.054 |
| 0.57 | 0.045 | 0.050 |
| 0.60 | 0.039 | 0.044 |
| 0.63 | 0.034 | 0.038 |
| 0.66 | 0.029 | 0.032 |
| 0.69 | 0.024 | 0.026 |
| 0.73 | 0.018 | 0.018 |
| 0.75 | 0.013 | 0.012 |
| 0.79 | 0.007 | 0.004 |
| 0.81 | 0.003 | -0.002 |
| 0.84 | -0.003 | -0.010 |
Mostrar tabla de datos
| J | Medido (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 0.49 | 0.046 | 0.047 |
| 0.51 | 0.044 | 0.045 |
| 0.55 | 0.040 | 0.042 |
| 0.57 | 0.037 | 0.040 |
| 0.60 | 0.034 | 0.037 |
| 0.63 | 0.031 | 0.034 |
| 0.66 | 0.029 | 0.030 |
| 0.69 | 0.026 | 0.027 |
| 0.73 | 0.022 | 0.022 |
| 0.75 | 0.019 | 0.018 |
| 0.79 | 0.015 | 0.013 |
| 0.81 | 0.012 | 0.008 |
| 0.84 | 0.009 | 0.003 |
Mostrar tabla de datos
| RPM | Medido (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 1975 | 0.098 | 0.094 |
| 2292 | 0.100 | 0.098 |
| 2632 | 0.102 | 0.101 |
| 2908 | 0.102 | 0.103 |
| 3211 | 0.103 | 0.105 |
| 3504 | 0.104 | 0.105 |
| 3815 | 0.104 | 0.106 |
| 4144 | 0.105 | 0.107 |
| 4409 | 0.105 | 0.108 |
| 4711 | 0.106 | 0.108 |
| 5011 | 0.107 | 0.108 |
| 5325 | 0.108 | 0.109 |
| 5624 | 0.112 | 0.109 |
| 5938 | 0.113 | 0.109 |
| 6231 | 0.113 | 0.110 |
| 6542 | 0.114 | 0.110 |
Mostrar tabla de datos
| RPM | Medido (UIUC) | Propforge |
|---|---|---|
| 1975 | 0.055 | 0.051 |
| 2292 | 0.054 | 0.049 |
| 2632 | 0.054 | 0.049 |
| 2908 | 0.054 | 0.047 |
| 3211 | 0.054 | 0.046 |
| 3504 | 0.054 | 0.046 |
| 3815 | 0.054 | 0.045 |
| 4144 | 0.054 | 0.045 |
| 4409 | 0.053 | 0.044 |
| 4711 | 0.053 | 0.044 |
| 5011 | 0.053 | 0.044 |
| 5325 | 0.053 | 0.044 |
| 5624 | 0.051 | 0.044 |
| 5938 | 0.051 | 0.043 |
| 6231 | 0.051 | 0.043 |
| 6542 | 0.051 | 0.043 |
Todas las hélices
| Hélice | Perfil supuesto | Error CT (sesgo) | Error CP (sesgo) | Puntos |
|---|---|---|---|---|
| APC Thin Electric 10×7 | RC genérico | 3.9 % (+1 %) | 4.1 % (−1 %) | 109 |
| APC Thin Electric 11×5.5 | RC genérico | 10.3 % (+9 %) | 8.3 % (+3 %) | 69 |
| APC Thin Electric 14×12 | RC genérico | 7.9 % (−4 %) | 10.5 % (−9 %) | 81 |
| APC Slow Flyer 10×4.7 | Slow flyer | 16.1 % (−16 %) | 9.9 % (−10 %) | 87 |
| APC Slow Flyer 11×7 | Slow flyer | 3.9 % (−3 %) | 6.7 % (−4 %) | 84 |
| APC Slow Flyer 9×6 | Slow flyer | 16.5 % (−17 %) | 15.5 % (−15 %) | 109 |
| APC Sport 11×6 | RC genérico | 4.3 % (−2 %) | 10.3 % (−10 %) | 90 |
| Graupner CAM Prop 10×6 | RC genérico | 11.2 % (+11 %) | 7.6 % (+3 %) | 95 |
| Graupner Super Nylon 11×8 | RC genérico | 16.7 % (+17 %) | 16.7 % (+14 %) | 91 |
| GWS Slow Flyer 10×4.7 | Slow flyer | 5.1 % (+1 %) | 6.5 % (+2 %) | 46 |
| Kyosho 10×6 | RC genérico | 5.6 % (+5 %) | 6.0 % (−3 %) | 107 |
| Master Airscrew 11×7 | RC genérico | 3.7 % (+0 %) | 6.1 % (−6 %) | 82 |
| Master Airscrew Scimitar 10×5 | RC genérico | 16.6 % (+17 %) | 9.6 % (−10 %) | 93 |
Error absoluto medio en el rango normal; sesgo entre paréntesis (positivo = Propforge sobrestima).
Límites conocidos
- La potencia estática se subestima (sesgo −16 %, percentil 90 28.5 %); el flujo en la raíz de una hélice estática es muy tridimensional. Las bandas de potencia estática se amplían en consecuencia.
- Cerca de empuje nulo (coeficiente de avance alto) los errores relativos no tienen sentido; el error absoluto de CT llega a 0.025 y CP se desvía 32.1 % de media. La app usa bandas absolutas en esa zona.
- Por debajo de Reynolds 40 000 los errores crecen (CT 6.4 %, CP 11.7 %); las hélices pequeñas y lentas son el caso más difícil.
- Los perfiles desconocidos de las hélices comerciales limitan esta comparación: en tus diseños el perfil se conoce exactamente, pero las superficies impresas son más rugosas que las moldeadas.
- No modelado: contracción de la estela, aerodinámica de inclinación y sesgo, retraso de pérdida 3D, flexión de pala, toberas, cavitación y todo lo que captaría una CFD.
Rodetes y bombas
El modelo de curvas de bomba aún no se ha comparado con curvas medidas, por eso sus bandas son deliberadamente anchas (±25 % altura, ±30 % potencia). Toma los valores de rodetes como una primera orientación y mide tu bomba.
Datos
Datos de túnel de viento de 13 hélices (APC, Graupner, Kyosho, Master Airscrew, GWS) del volumen 1 del UIUC Propeller Data Site, usados con atribución.
Brandt, J.B., Deters, R.W., Ananda, G.K., Dantsker, O.D., Selig, M.S., UIUC Propeller Database, Vols 1–4, University of Illinois at Urbana-Champaign. m-selig.ae.illinois.edu/props/propDB.html. Airfoil polars: NeuralFoil (P. Sharpe, MIT licence), an XFOIL surrogate.