miniaturadeimagen| Esquema de aeronave bimotor con hélices contrarrotativas derecha|miniaturadeimagen| Bombardero pesado alemán Linke-Hofmann RI de la Primera Guerra Mundial (1917) con hélices contrarrotativas derecha|miniaturadeimagen| He 177A Greif con hélices contrarrotativas Las hélices contrarrotativas o hélices de rotación opuesta, son sistemas de propulsión formados por dos rotores coaxiales que giran en sentidos contrarios entre sí, diseñados para anular el par neto y mejorar la eficiencia propulsiva respecto a una hélice simple.Se utilizan en algunas aeronaves bimotor y multimotor propulsadas por hélice, o en aeronaves de motor único en el caso de las hélices contrarrotativas coaxiales.
Las hélices de la mayoría de los aviones bimotores convencionales giran en el sentido de las agujas del reloj (vistas desde detrás del motor). Sin embargo, las hélices contrarrotativas giran en el sentido de las agujas del reloj en el motor izquierdo y en el sentido contrario a las agujas del reloj en el derecho, generalmente. La ventaja de los diseños con hélices contrarrotativas es que éstas equilibran los efectos del torque y del factor P, lo que significa que no hay un motor crítico en las aeronaves.
La desventaja de las hélices contrarrotativas es que, para invertir la rotación de una hélice, una de ellas debe tener una caja de cambios inversora adicional, o bien los propios motores deben estar adaptados para girar en direcciones opuestas. Lo que supone que en la práctica hay dos diseños de motor, uno con piezas que giran a la izquierda y otro con piezas que giran a la derecha, complicándose así la fabricación y el mantenimiento.
Diseño y rendimiento Para las configuraciones contrarrotativas se realizan estudios de diseño específicos que muestra la variación en las curvas de empuje/potencia y los coeficientes aerodinámicos respecto a las hélices simples; aunque en ciertas condiciones se observan mejoras de eficiencia, la magnitud de la mejora es altamente dependiente de la configuración y condiciones de vuelo especificas.Strack, W. C.; Knip, G.; Weisbrich, A. L.; Godston, J.; Bradley, E. (1981). Technology and Benefits of Aircraft Counter Rotation Propellers. NASA Technical Memorandum 82983. NASA Lewis Research Center.
Se realizan pruebas experimentales y/o ensayos en túnel de viento para medir parámetros como coeficiente de empuje, coeficiente de potencia y eficiencia propulsiva, que permiten comparar configuraciones simples y contrarrotativas bajo condiciones controladas.
Historia Las hélices contrarrotativas se han utilizado desde los primeros días de la aviación, con el fin de evitar que el avión se incline hacia los lados debido a la reacción del torque contra las hélices que giran en una sola dirección. Se instalaron en la primera aeronave de propulsión controlada, el Wright Flyer, y en otras posteriores, como el Dunne D.1 de 1907 y el más exitoso Dunne D.5 de 1910.
Desde entonces, las hélices contrarrotativas se han empleado en diseños militares y experimentales, siendo varios los fabricantes y proyectos que las probaron para aprovechar mejor la potencia disponible y controlar el par. Fue sobretodo durante y después de la Segunda Guerra Mundial cuando se desarrollaron y probaron más configuraciones contrarrotativas, especialmente en motores de gran potencia o en prototipos.Filippone, A. (2023). Historical development of the coaxial contra-rotating propeller. The Aeronautical Journal, 127 (699–736). doi:10.1017/aer.2022.92.
Al diseñar el Lockheed P-38 Lightning, se tomó la decisión de invertir la contrarrotación de modo que las partes superiores de los arcos de la hélice se movieran hacia afuera (en sentido antihorario a la izquierda y en sentido horario a la derecha), alejándose una de otra. Las pruebas del prototipo inicial XP-38 demostraron una mayor precisión en la artillería con dicha configuración inusual.
Los motores contrarrotativos de la serie de Junkers Ju 288 alemán de la Segunda Guerra Mundial, el transporte ligero Gotha Go 244, el avión de ataque a tierra Henschel Hs 129, el bombardero pesado Heinkel He 177A y el transporte Messerschmitt Me 323 usaron el mismo sentido rotacional que el P-38 de producción (lo cual también se ha hecho para la moderna aeronave militar VTOL de rotor basculante Bell Boeing V-22 Osprey estadounidense). Los siguientes motores de aviación alemanes de la Segunda Guerra Mundial fueron diseñados como pares de rotación opuesta, por necesidades de contrarrotación:
BMW 801A y B, y subtipos G/H Daimler-Benz DB 604 Daimler-Benz DB 606 Daimler-Benz DB 610 Junkers Jumo 222
La aerodinámica de una hélice en un lado de un avión cambia según el sentido en que gira, ya que afecta al factor P. Esto a su vez puede afectar al rendimiento en condiciones extremas y, por tanto, la certificación de seguridad del vuelo. Algunas aeronaves modernas, como el Airbus A400M, tienen hélices contrarrotativas para cumplir con los requisitos de seguridad aérea en condiciones de motor apagado.
Ventajas y desventajas Ventajas: reducción del par neto transmitido al fuselaje, posibilidad de mayor eficiencia propulsiva en determinadas condiciones, mejor aprovechamiento de la potencia disponible. Desventajas: mayor complejidad mecánica y de transmisión, incremento de costes y mantenimiento, y posibles problemas de ruido y vibraciones que requieren estudios y medidas de mitigación especificas.Xue, Fei; et al. (2026). Research progress and prospects of axial contra-rotating technology in aero-propulsion systems. Chinese Journal of Aeronautics. doi:10.1016/j.cja.2026.104172.
Aeronaves con hélices contrarrotativas Lista no exhaustiva con ejemplos de aeronaves con hélices contrarrotativas: AeronavePaísAñoNotasAirbus A400M AtlasEuropa2009Cuatro motoresBeechcraft 76 DuchessEE. UU.1974BimotorBritish Aerospace Jetstream 41Reino Unido1992BimotorCessna T303 CrusaderEE. UU.1978Bimotorde Havilland HornetReino Unido1944BimotorDunne D.1Reino Unido1907BimotorDunne D.4Reino Unido1908Motor central únicoDunne D.5Reino Unido1910Motor central únicoFairey F.2Reino Unido1917BimotorGotha Go 244Alemania1942BimotorHeinkel He 177A Greif (a partir del cuarto prototipo)Alemania1940BimotorHenschel Hs 129Alemania1942BimotorJunkers Ju 288Alemania1940BimotorLinke-Hofmann R.IAlemania1917Cuatro motoresLockheed P-38 LightningEE. UU.1939BimotorMesserschmitt Me 323 GigantAlemania1943Seis motoresNorth American P-82 Twin MustangEE. UU.1946BimotorNorth American Rockwell OV-10 BroncoEE. UU.1969BimotorPiaggio P.180 AvantiItalia1986BimotorPiper PA-31 Navajo (algunas variantes)EE. UU.1967BimotorPiper PA-34 SenecaEE. UU.1971BimotorPiper PA-39 Twin Comanche C/REE. UU.1962BimotorPiper PA-40 ArapahoEE. UU.1973BimotorPiper PA-44 SeminoleEE. UU.1978BimotorVought V-173 Flying PancakeEE. UU.1942BimotorVought XF5U Flying PancakeEE. UU.1947BimotorWright Flyer (y la mayoría de modelos Wright hasta 1916)EE. UU.1903Motor central único
Referencias
Véase también Rotores coaxiales Convertiplano
Categoría:Conceptos sobre aviación