Re: [escepticos] curiosa historia...

["Galileo" <pegaso25@...>]

Tienes razón Enrique, la verdad que cuando me lío, me lío. El ángulo de
ataque nunca es negativo, en autorrotación es positivo y el ángulo de paso
ligeramente positivo. Desempolval los conocimientos de aerodinámica es
siempre bueno. Te transcribo una respuesta que he leído sobre la
autorrotación que me parece bastante clara. Un poco larga (lo siento) pero
explica bastantes cosas.

Un saludo
Luis

Autorrotación en Helicópteros - 2 (21/2/98)

Por Rafael Orozco - Madrid -

La autorrotación es la maniobra que se debe llevar a cabo, ante un fallo
total de potencia en el motor o en todos los motores en caso biturbinas.

Desde el punto de vista aerodinámico, la autorrotación se entiende de la
siguiente manera:

Las palas del helicóptero son en realidad unas alas muy especificas, con un
perfil generalmente simétrico. En la posición del colectivo completamente
abajo, el paso de las palas tendrá un valor pequeño pero positivo, que
dependerá de cada modelo de helicóptero, dado que este estará descendiendo,
el viento relativo le entrará al perfil más verticalmente, lo que hace que
la fuerza aerodinámica (fuerza resultante de la sustentación y la
resistencia inducida) pase a estar por delante de la línea que coincide con
el eje de giro del rotor y desarrolle una componente en la dirección de
giro, esto hace que el perfil tenga una tendencia a acelerarse, cuando la
fuerza aerodinámica coincida con esta línea del eje de giro, el perfil
mantendrá su velocidad constante, por el contrario cuando la fuerza tenga
una componente en dirección contraria al giro, tenderá a frenarse Cuanto más
aumenta la componente vertical del viento relativo, más se acelerará el
perfil.

Esto se complica algo, pues al estar girando la pala, la velocidad
tangencial de cada punto a lo largo de la pala es distinta, por lo tanto el
viento relativo, que es la suma vectorial de las velocidades del helicóptero
y la tangencial de ese punto de la pala, también varía, quedando en la
práctica el rotor dividido en tres círculos concéntricos:

1. El exterior donde el viento relativo es mas horizontal debido a que la
velocidad tangencial de ese punto de la pala es grande y compensa en cierta
manera la velocidad de descenso del helicóptero. En esta zona la fuerza
aerodinámica está orientada hacia atrás y produce una resistencia al avance
de la pala.

2. La zona central donde la fuerza aerodinámica está orientada hacia
adelante y que es la que produce el efecto de autorrotación, pues impulsa la
pala hacia adelante, esta parte ocupa generalmente dos tercios de la
superficie total del rotor.

3. La zona central, donde el perfil está en perdida por el excesivo ángulo
de ataque dado la gran verticalidad del viento relativo (velocidad
tangencial de ese punto de la pala pequeña). Esta zona es indudablemente un
freno al avance, pues la resistencia inducida se ha hecho muy grande.

Todo esto se complica aún más con la velocidad de avance del propio
helicóptero, que al sumarse a la pala que avanza en la misma dirección y
restarse a la pala que retrocede, hace variar así mismo el viento relativo,
desplazando el centro de estos círculos, desde el centro del rotor,
ligeramente hacia el lado de la pala que retrocede.

Como vemos, hay efectos contradictorios en cada punto de la pala, pero la
suma de todos ellos es que se produce una aceleración autónoma del rotor,
hasta que se igualan a una velocidad de giro, podemos apreciar, que las
condiciones de esta autorrotación del rotor, es que la fuerza aerodinámica
tenga una componente en la dirección de giro del helicóptero, para ello es
necesaria una resistencia inducida pequeña (poco ángulo de paso), y que el
viento relativo entre con componente vertical (estar descendiendo). Si
cambias cualquiera de estos parámetros intentando frenar el descenso o
tirando del colectivo, lo que consigues es perder ese efecto de
autorrotación, con lo que el rotor tenderá a frenarse muy rápidamente y al
disminuir su velocidad tangencial y por tanto el viento relativo,
proporcionará menos sustentación descendiendo aún más rápido. En todo este
proceso se produce sustentación, que si bien, no es suficiente para mantener
la altura, disminuye el régimen de descenso.

Otro efecto colateral de la pérdida del motor es la guiñada (movimiento en
el eje vertical). Como sabéis el rotor al ser movido por el motor, produce
un par de giro en dirección contraria, que tiende a hacer girar el
helicóptero completo en dirección contraria al giro del rotor. Para esto se
instala en la cola de los helicópteros el rotor de cola o antipar que
permite al piloto contrarrestar ese momento de giro, a la vez que le faculta
a hacer giros sobre el eje vertical contrarrestando en exceso o en defecto
ese par de giro. Durante el vuelo, el rotor antipar generalmente
siempre va generando una fuerza que contrarreste la del motor, aunque el
piloto lleve los pedales centrados. Si se para el Motor, ya no se genera ese
par de giro, y por tanto tampoco es necesaria contrarrestarlo, luego al
estar haciéndolo el rotor de cola, se produce un movimiento de guiñada
hacia el lado del giro del rotor, que debe contener el piloto inmediatamente
pisando el pedal correspondiente, este problema es especialmente importante
cuando se está en estacionario, porque la reacción del helicóptero es
bastante rápida, sin embargo en vuelo de traslación, apenas se nota debido
al efecto veleta de la cola.

En este punto merece la pena comentar que durante la autorrotación el rotor
gira autónomamente, en ese movimiento arrastra a la caja de transmisión
principal inversamente a como se hace en condiciones normales, y dado que el
rotor de cola está conectado a esa caja a través de una
larga transmisión y varias cajas intermedias, el rotor principal hace mover
al de cola, a la vez que mueve a algunos sistemas importantes que están
conectados a la salida de potencia auxiliar de esta Caja principal, como
pueden ser las bombas del sistema hidráulico. De esta forma el
helicóptero es plenamente gobernable durante la autorrotación, permitiendo
hacer los virajes necesarios para aproximarse al área de toma elegida en las
mejores condiciones, siempre que se tenga la altura suficiente.

En cuanto a las alturas, cada manual de helicóptero publica una tabla para
autorrotaciones seguras, donde están como variables la altura y la
velocidad, por regla general hay pocas probabilidades de hacer una
autorrotación segura con alturas entre 10 y 500 pies y poca velocidad
(menos de 40 Nudos) y tampoco es factible a poca altura (30 pies) y grandes
velocidades (mas de 40 Nudos). Por esos motivos en los procedimientos
normales de despegues y aterrizajes, se procura evitar o estar el menos
tiempo posible en esa zonas de peligro.

Si el fallo se produce en estacionario a menos de 20 pies, simplemente hay
que controlar la guiñada y atenuar el contacto tirando del colectivo
aprovechando la inercia del rotor. Si se produce a mas altura y sin
velocidad, hay que bajar colectivo y picar para ganar la velocidad de
autorrotación. Si se produce a poca altura y con velocidad, bajar el paso y
hacer un frenado enérgico para disminuir velocidad y aumentar vueltas de
rotor. Si se produce a gran altura (mejor condición) hay que bajar el paso
al mínimo inmediatamente, corregir guiñada y poner la velocidad de
autorrotación que indique el manual, localizar un lugar para tomar y
maniobrar lo antes posible para orientarse a el con el viento de cara,
vigilar las vueltas de rotor para que se mantengan en su rango operativo,
aumentar o disminuir muy ligeramente el colectivo si las vueltas suben o
bajan respectivamente de ese rango, pues la carga del helicóptero y la
densidad del aire afecta a las vueltas que se alcanzan a un paso determinado

Por último en todos los casos anteriores, salvo en el de estacionario,
cuando se está a una altura determinada (normalmente 100-150 pies) se
efectúa el frenado, esta maniobra pretende por un lado disminuir la
velocidad de traslación y descenso y aumentar las vueltas del rotor. Al
subir el morro del helicóptero (unos 20 grados), hacemos que el viento
relativo que incide en las palas lo haga más verticalmente, esto hace que,
como vimos al principio, aumente el ángulo de ataque y por consiguiente la
sustentación (que disminuye el régimen de descenso) y la componente
autorrotativa (aumentando el régimen de giro del rotor), además como la
sustentación total del rotor la dirigimos hacia atrás al levantar el morro,
frena nuestra velocidad de avance. Para finalizar cuando se está a 10 pies
del suelo se nivela el helicóptero y se suaviza el contacto tirando del
colectivo y aprovechando su inercia de giro.



----- Original Message -----
From: "Enrique Reyes" <conen en idecnet.com>
To: <escepticos en ccdis.dis.ulpgc.es>
Sent: Sunday, March 17, 2002 4:03 AM
Subject: Re: [escepticos] curiosa historia...


Hola,

Galileo wrote:
>
> De los 2 conceptos que hay en ese pequeño párrafo que extraes, ¿cuál es el
> que no tienes claro?, ¿el de viento relativo o el de ángulo de ataque
> negativo?,

Pues resulta que esos dos conceptos los tengo claros. Lo que no pillo es
que durante la autorrotación del rotor de un helicóptero o durante el
planeo de un planeador, el ángulo de ataque sea negativo. No me lo creo
hasta que no lo vea. ¿O usáis en este caso algun otro significado aparte
del habitual para ángulo de ataque?

> el primero debo entender que está claro, el segundo es un
> concepto de planeo, se busca que el viento mantenga el giro del rotor
> entrando en éste de abajo hacia arriba (es el mismo efecto de los juguetes
> esos que giran cuando les da el viento), pera ello debe mantenerse una
> ángulo que lo consiga (este ángulo normalmente es negativo).

Este ángulo del que habláis, ¿es el ángulo de ataque convencional? El
ángulo que forma la cuerda del perfil con el viento relativo?

> En concreto,
> para cada rotor es diferente y se tara para que con el colectivo
totalmente
> abajo por un lado no se pierdan las vueltas y por otro no aumenten de un
> cierto valor.
>

Saludos,

Enrique

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Deseo proponer a la favorable consideración del lector una doctrina que,
me temo, podrá parecer desatinadamente paradójica y subversiva. La
doctrina en cuestión es la siguiente: no es deseable creer una
proposición cuando no existe fundamento para suponer que sea cierta.

Bertrand Russell
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