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Fundamentos da propulsão: como um barco é empurrado

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Navio e motores≈ 4 min de leitura

O hélice: partes, tamanho e sentido de rotação

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1A lição em palavras simples

Numa frase

Leia um hélice como diâmetro × passo. O tamanho, sentido de rotação, pás e material devem servir o motor e a utilização do barco.

Partes

O cubo é o centro montado no veio, a barra que transmite a rotação do motor. Numa linha de veios típica, uma chaveta e uma porca fixam-no. Cada pá tem uma raiz no cubo, uma ponta exterior, um bordo de ataque que encontra a água primeiro e um bordo de fuga por onde a água sai. Em marcha avante, a face é o lado de pressão, voltado para a popa, que empurra água para trás. O dorso é o lado de menor pressão, voltado para a proa.

Diâmetro e passo

O diâmetro é a largura do círculo traçado pelas pontas das pás. O passo é o avanço teórico numa volta completa, sem recuo. Um hélice 15 × 11 tem 15 polegadas de diâmetro e 11 de passo; o diâmetro vem primeiro. Uma polegada = 2,54 cm. rpm quer dizer rotações por minuto. Rpm do hélice = rpm do motor ÷ relação de redução. A 2600 rpm do motor com redução de 2:1, o hélice roda a 1300 rpm.

Velocidade e recuo aparente

Nós teóricos = passo em polegadas × rpm do hélice ÷ 1215. Com passo de 10 polegadas a 1300 rpm: 10 × 1300 ÷ 1215 ≈ 10,7 nós. O recuo aparente compara este valor com a velocidade do barco na água: recuo aparente (%) = (velocidade teórica − velocidade na água) ÷ velocidade teórica × 100. Valores típicos: 10–40 %, conforme o casco e as condições. Com 20 %, 10,7 nós tornam-se cerca de 8,6 nós. A esteira do casco altera a velocidade da água que chega ao hélice, pelo que o recuo real difere.

Dextrógiro ou levógiro

Avalie o sentido de rotação de popa: coloque-se atrás do barco, a olhar para a frente, com o hélice a dar avante. No sentido dos ponteiros do relógio é dextrógiro; no sentido contrário é levógiro. Olhar do outro extremo inverte o que vê. Confirme a marca gravada ou o manual, em vez de presumir o sentido de rotação.

Adequar a carga

Um barco com hélice pesado tem passo ou diâmetro excessivo para o motor: a carga impede-o de atingir a faixa de rpm a pleno acelerador indicada pelo fabricante. Um barco com hélice leve tem passo ou diâmetro insuficiente: o motor pode ultrapassar essa faixa porque a carga é demasiado leve. Verifique com casco e hélice limpos e carga normal. Mais passo só ajuda se o motor o conseguir fazer rodar correctamente.

Pás e materiais

Mais pás, geralmente 3, 4 ou 5, costumam dar um funcionamento mais suave e melhor aderência a baixa velocidade; menos pás podem ser mais eficientes. O alumínio é barato, mas macio; o aço inoxidável e o bronze são mais resistentes. Os veleiros usam pás dobráveis, que se dobram para trás, ou orientáveis, que se orientam de perfil, para reduzir o arrasto à vela. Os hélices dobráveis dão muitas vezes menos impulso a ré e podem abrir tarde; teste a resposta a ré antes de uma manobra apertada.

2Dados-chave

15 × 11
Diâmetro 15 pol., passo 11 pol.
Rpm do hélice
Rpm do motor ÷ relação de redução
Velocidade teórica (nós)
Passo (pol.) × rpm do hélice ÷ 1215
Recuo aparente (%)
(Velocidade teórica − velocidade real na água) ÷ velocidade teórica × 100
Dextrógiro
Sentido dos ponteiros do relógio, visto de popa, a dar avante
Recuo aparente típico
10–40 %, conforme o casco e as condições

3Pontos-chave

  1. 1

    Leia o tamanho como diâmetro × passo. O passo é o avanço por volta sem recuo.

  2. 2

    Use as rpm do hélice, não as do motor, na fórmula da velocidade.

  3. 3

    Avalie de popa, a dar avante: no sentido dos ponteiros do relógio é dextrógiro.

  4. 4

    Hélice pesado: carga excessiva, rpm baixas. Hélice leve: carga insuficiente, possível excesso de rpm.

  5. 5

    Pás dobráveis e orientáveis reduzem o arrasto à vela; as dobráveis dão muitas vezes menos impulso a ré.

4Erros frequentes

  • Erro: Pode avaliar o sentido de rotação de qualquer extremo.

    Correto: Olhe sempre de popa com o hélice a dar avante. No sentido dos ponteiros do relógio é dextrógiro; no sentido contrário é levógiro.

  • Erro: Mais passo significa sempre mais velocidade.

    Correto: Passo excessivo sobrecarrega o motor. Adeque o passo e o diâmetro à faixa de rpm a pleno acelerador indicada pelo fabricante.

  • Erro: A velocidade teórica é a velocidade que vai obter.

    Correto: A fórmula pressupõe que não há recuo. Calcule o recuo aparente a partir da velocidade do barco na água; a velocidade sobre o fundo inclui a corrente.

5Caso prático e chaves de exame

Situação

O hélice é 14 × 10. O motor roda a 2600 rpm com redução de 2:1. A velocidade na água é 7,5 nós. Calcule a velocidade teórica e o recuo aparente.

Ver a resposta

Rpm do hélice = 2600 ÷ 2 = 1300. Use o passo de 10 polegadas: velocidade teórica = 10 × 1300 ÷ 1215 ≈ 10,7 nós. Recuo aparente = (10,7 − 7,5) ÷ 10,7 × 100 ≈ 30 %. Use a velocidade na água, pois a corrente altera a velocidade sobre o fundo.

Chaves de exame

  • Diâmetro × passo, em polegadas. O passo é o avanço teórico por volta.
  • Nós teóricos = passo (pol.) × rpm do hélice ÷ 1215; o recuo aparente compara a velocidade teórica com a velocidade real na água.
  • Dextrógiro: sentido dos ponteiros do relógio, visto de popa, a dar avante. Adeque a carga do hélice à faixa de rpm indicada para o motor.
  • O número de pás e o material afectam o desempenho; pás dobráveis e orientáveis reduzem o arrasto à vela.

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