Validação
Quanto você pode confiar nos números de desempenho do Propforge? Rodamos o modelo em hélices medidas no túnel de vento da Universidade de Illinois e publicamos o resultado — inclusive onde ele falha.
Erro absoluto médio na faixa normal (empuxo medido de pelo menos 30% do empuxo estático). Meta: dentro de 15.0 %.
Método
- Teoria de elemento de pá e quantidade de movimento (formulação QPROP de Drela) com perdas de Prandtl na ponta e no cubo, resolvida em 40 estações.
- Sustentação e arrasto de uma tabela de polares tipo XFOIL (NeuralFoil) por arqueamento, espessura, Reynolds e ângulo de ataque; modelo de placa plana após o estol; compressibilidade de Prandtl–Glauert.
- Geometria da pá (corda e ângulo) exatamente como medida pela UIUC. Os perfis não são publicados, então cada hélice recebe uma de duas classes de perfil (RC genérico ou slow flyer fino), escolhida pelo tipo de produto — nada é ajustado por hélice.
- O único ajuste global, o parâmetro de transição n_crit = 7, foi escolhido com metade das hélices; a outra metade serviu de verificação.
- Esta página é gerada pela suíte de testes. Se uma mudança piorar o modelo além dos limites, o build falha.
Medido vs calculado
Mostrar tabela de dados
| 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 |
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| 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 |
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| 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 tabela de dados
| 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 as hélices
| Hélice | Perfil assumido | Erro CT (viés) | Erro CP (viés) | Pontos |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Erro absoluto médio na faixa normal; viés entre parênteses (positivo = Propforge superestima).
Limites conhecidos
- A potência estática é subestimada (viés −16 %, percentil 90 28.5 %); o escoamento na raiz de uma hélice parada é muito tridimensional. As faixas de potência estática são ampliadas por isso.
- Perto de empuxo zero (razão de avanço alta) erros relativos não fazem sentido; o erro absoluto de CT chega a 0.025 e CP desvia 32.1 % em média. O app usa faixas absolutas nessa região.
- Abaixo de Reynolds 40.000 os erros crescem (CT 6.4 %, CP 11.7 %); hélices pequenas e lentas são o caso mais difícil.
- Os perfis desconhecidos das hélices comerciais limitam esta comparação: nos seus projetos o perfil é conhecido exatamente, mas superfícies impressas são mais rugosas que as moldadas.
- Não modelado: contração da esteira, aerodinâmica de rake/skew, atraso de estol 3D, deflexão da pá, dutos, cavitação e tudo o que uma CFD capturaria.
Rotores e bombas
O modelo de curvas de bomba ainda não foi comparado com curvas medidas, por isso as faixas são propositalmente largas (±25% altura, ±30% potência). Use os valores de rotores como primeira orientação e meça sua bomba.
Dados
Dados de túnel de vento de 13 hélices (APC, Graupner, Kyosho, Master Airscrew, GWS) do volume 1 do UIUC Propeller Data Site, usados com atribuição.
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.