Rotorcraft - Rotorcraft
Un helicóptero o aeronave de ala giratoria es un más pesado que el aire de aviones con rotativos alas o álabes del rotor, que generan ascensor mediante la rotación alrededor de un mástil vertical. Varias palas de rotor montadas en un solo mástil se denominan rotor . La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) define un helicóptero como "apoyado en vuelo por las reacciones del aire en uno o más rotores".
Las aeronaves de rotor generalmente incluyen aeronaves en las que uno o más rotores proporcionan sustentación durante todo el vuelo, como helicópteros , autogiros y giroscopios . Los helicópteros compuestos aumentan el rotor con motores de empuje adicionales, hélices o superficies de elevación estáticas. Algunos tipos, como los helicópteros, son capaces de despegar y aterrizar en vertical . Una aeronave que utiliza la sustentación del rotor para el vuelo vertical pero cambia a la sustentación únicamente de ala fija en vuelo horizontal no es un helicóptero sino un convertiplano .
Clases de helicópteros
Helicóptero
Un helicóptero es un helicóptero cuyos rotores son impulsados por el motor o motores durante todo el vuelo para permitir que el helicóptero despegue verticalmente, planee, vuele hacia adelante, hacia atrás y lateralmente, así como aterrice verticalmente. Los helicópteros tienen varias configuraciones diferentes de uno o más rotores principales.
Los helicópteros con un rotor de elevación principal impulsado por un solo eje requieren algún tipo de dispositivo antipar, como un rotor de cola , cola de popa o NOTAR , excepto algunos ejemplos raros de helicópteros que utilizan propulsión por chorro de punta , que casi no genera torque.
Autogiro
Un autogiro (a veces llamado girocóptero, autogiroplano o rotaplano) utiliza un rotor sin energía, impulsado por fuerzas aerodinámicas en un estado de autorrotación para desarrollar la sustentación, y una hélice impulsada por motor , similar a la de un avión de ala fija , para proporcionar empuje. . Si bien es similar a un rotor de helicóptero en apariencia, el rotor del autogiro debe tener aire fluyendo hacia arriba y a través del disco del rotor para generar rotación. Los primeros autogiros se parecían a los aviones de ala fija de la época, con alas y un motor y una hélice montados en la parte delantera en una configuración de tractor para impulsar el avión por el aire. Los autogiros de último modelo cuentan con un motor y una hélice montados en la parte trasera en una configuración de empujador.
El autogiro fue inventado en 1920 por Juan de la Cierva . El autogiro con hélice de empuje fue probado por primera vez por Etienne Dormoy con su Buhl A-1 Autogyro .
Gyrodyne
El rotor de un girodino normalmente es impulsado por su motor para el despegue y el aterrizaje, flotando como un helicóptero, con anti-torque y propulsión para el vuelo hacia adelante proporcionado por una o más hélices montadas en alas cortas o cortas. A medida que aumenta la potencia de la hélice, el rotor requiere menos potencia para proporcionar un empuje hacia adelante, lo que resulta en ángulos de inclinación reducidos y aleteo de las palas del rotor. A velocidades de crucero con la mayor parte o todo el empuje proporcionado por las hélices, el rotor recibe la potencia solo suficiente para superar la resistencia del perfil y mantener la sustentación. El efecto es un helicóptero que opera de una manera más eficiente que el rotor de rueda libre de un autogiro en autorrotación, minimizando los efectos adversos de la pérdida de la pala en retirada de los helicópteros a velocidades aerodinámicas más altas.
Cometa de rotor
Una cometa de rotor o un autogiro es un avión de alas giratorias sin motor. Como un autogiro o un helicóptero, depende de la sustentación creada por uno o más conjuntos de rotores para volar. A diferencia de un helicóptero, los autogiros y las cometas de rotor no tienen un motor que accione sus rotores, pero mientras que un autogiro tiene un motor que proporciona un empuje hacia adelante que mantiene el rotor girando, una cometa de rotor no tiene motor en absoluto y depende de que se lleve en alto y caer desde otra aeronave, o al ser remolcado en el aire detrás de un automóvil o bote.
Configuración del rotor
Numero de palas
Un ala giratoria se caracteriza por el número de palas . Por lo general, esto es entre dos y seis por eje de transmisión.
Numero de rotores
Un helicóptero puede tener uno o más rotores. Se han utilizado varias configuraciones de rotor:
- Un rotor. Los rotores motorizados requieren una compensación por la reacción de par que causa la guiñada, excepto en el caso del accionamiento tipjet . Los helicópteros de un rotor se denominan típicamente monocópteros .
- Dos rotores. Por lo general, estos giran en direcciones opuestas cancelando la reacción de par de modo que no se necesita un rotor de cola u otro estabilizador de guiñada. Estos rotores pueden disponerse como
- Tándem : uno frente al otro.
- Transversal : lado a lado.
- Coaxial : un disco de rotor encima del otro, con ejes de transmisión concéntricos.
- Entrelazado : rotores gemelos en un ángulo agudo entre sí, cuyos ejes de transmisión casi verticales están engranados para sincronizar las palas del rotor para que se entrelacen, también llamado sincronizador .
- Tres rotores. Una configuración poco común; El Cierva Air Horse de 1948 tenía tres rotores, ya que no se creía que se pudiera construir un solo rotor con suficiente resistencia para su tamaño. Los tres rotores giraron en la misma dirección y se proporcionó compensación de guiñada inclinando cada eje del rotor para generar componentes de empuje del rotor que se oponían al par.
- Cuatro rotores. También conocido como quadcopter o quadrotor. Por lo general, dos rotores giran en el sentido de las agujas del reloj y dos en el sentido contrario.
- Más de cuatro rotores. Generalmente denominadas multirrotores , o algunas veces individualmente como hexacópteros y octocópteros, estas configuraciones suelen tener conjuntos combinados de rotores que giran en direcciones opuestas. Son poco comunes en aviones tripulados de tamaño completo, pero son populares para vehículos aéreos no tripulados (UAV).
Rotores detenidos
Algunas aeronaves de ala giratoria están diseñadas para detener el rotor para el vuelo hacia adelante para que luego actúe como un ala fija. Para el vuelo vertical y en vuelo estacionario, gira para actuar como un ala o rotor rotatorio, y para el vuelo hacia adelante a velocidad, se detiene para actuar como un ala fija que proporciona una parte o la totalidad de la sustentación requerida. También se pueden proporcionar alas fijas adicionales para ayudar con la estabilidad y el control y para proporcionar elevación auxiliar.
Una de las primeras propuestas estadounidenses fue la conversión del Lockheed F-104 Starfighter con un ala de rotor triangular. La idea fue revisada más tarde por Hughes. El avión de investigación Sikorsky S-72 se sometió a extensas pruebas de vuelo.
En 1986, el avión de investigación de sistemas de rotor Sikorsky S-72 (RSRA) se equipó con un rotor detenido de cuatro palas, conocido como X-wing. El programa se canceló dos años después, antes de que el rotor volara.
El concepto posterior de rotor / ala canard (CRW) agregó un plano delantero "canard" así como un plano de cola convencional, descargando el ala del rotor y proporcionando control durante el vuelo hacia adelante. Para vuelos verticales y de baja velocidad, el perfil aerodinámico principal es impulsado por la punta como el rotor de un helicóptero por el escape de un motor a reacción , y no hay necesidad de un rotor de cola . En vuelo a alta velocidad, el perfil aerodinámico se detiene en una posición de envergadura, como el ala principal de un avión de tres superficies , y el motor sale a través de una boquilla de chorro ordinaria. Dos prototipos de Boeing X-50 Dragonfly con un rotor de dos palas volaron desde 2003, pero el programa terminó después de que ambos se estrellaran y no lograran realizar la transición con éxito.
En 2013, el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU . (NRL) publicó un método de transición de vuelo vertical a horizontal y la tecnología asociada, que se dice que está patentada, a la que llaman Avión de ala rotatoria Stop-Rotor. La empresa australiana StopRotor Technology Pty Ltd ha desarrollado un prototipo de nave híbrida RotorWing (HRW). El diseño utiliza un flujo de aire de alto alfa para proporcionar un flujo de aire simétrico a través de todas las palas del rotor, lo que requiere que caiga casi verticalmente durante la transición. La transición a bordo del modo fijo al rotativo se demostró en agosto de 2013.
Otro enfoque propone una configuración de asiento trasero en la que las superficies de elevación actúan como rotores durante el despegue, la nave se inclina para un vuelo horizontal y el rotor se detiene para actuar como un ala fija.
Ver también
Referencias
enlaces externos
- Sociedad Estadounidense de Helicópteros
- Graham Warwick (13 de diciembre de 2017). "Una breve historia del desarrollo de helicópteros" . Semana de la aviación y tecnología espacial .