🔴🚁 112. Helicóptero: Vuelo de Autorrotación - Autorotation Flight ✈️

Manual: FAA-H-8083-21B, Helicopter Flying Handbook  -  Pagina: 2-25

Canal de Youtube 

Vuelo de Autorrotación - Autorotation Flight

La autorrotación es el estado de vuelo en el que el disco del rotor principal de un helicóptero gira por la acción del aire que se mueve hacia arriba a través del rotor, en lugar de la potencia del motor que impulsa el rotor. 

En el vuelo normal con motor, el aire se introduce en el disco del rotor principal desde arriba y se expulsa hacia abajo, pero durante la autorrotación, el aire se mueve hacia el disco del rotor desde abajo mientras el helicóptero desciende. (Todo sobre Helicópteros)

La autorrotación está permitida mecánicamente por una unidad de rueda libre, que es un mecanismo de embrague especial que permite que el rotor principal siga girando aunque el motor no esté en marcha. 

Si el motor falla, la unidad de rueda libre desconecta automáticamente el motor del rotor principal, permitiendo que éste gire libremente. Es el medio por el que un helicóptero puede aterrizar de forma segura en caso de fallo del motor; en consecuencia, todos los helicópteros deben demostrar esta capacidad para ser certificados. (Todo sobre Helicópteros)

Si se decide intentar un reinicio del motor en vuelo (los parámetros de este procedimiento de emergencia serán diferentes para cada helicóptero y deben seguirse con precisión) el piloto debe volver a accionar el interruptor de arranque del motor para arrancarlo. Una vez arrancado el motor, la unidad de giro libre volverá a engranar el motor con el rotor principal. (Todo sobre Helicópteros)

Autorrotación vertical - Vertical Autorotation 

La mayoría de las autorrotaciones se realizan con velocidad de avance. Para simplificar, la siguiente explicación aerodinámica se basa en un descenso autorrotativo vertical (sin velocidad de avance) en aire quieto. 

En estas condiciones, las fuerzas que hacen girar las palas son similares para todas ellas, independientemente de su posición en el plano de rotación. Por lo tanto, la disimetría de la sustentación resultante de la velocidad del aire del helicóptero no es un factor. (Todo sobre Helicópteros)

Durante la autorrotación vertical, el disco del rotor se divide en tres regiones: región impulsada, región motriz y región de pérdida. La figura muestra tres secciones de pala que ilustran los vectores de fuerza. La parte A es la región conducida, B y D son puntos de equilibrio, la parte C es la región de conducción y la parte E es la región de pérdida. (Todo sobre Helicópteros)

Los vectores de fuerza son diferentes en cada región porque el viento relativo de rotación es más lento cerca de la raíz de la pala y aumenta continuamente hacia la punta de la pala. Además, la torsión de la pala da un AOA más positivo en la región de impulsión que en la de pérdida. 

La combinación del flujo de entrada a través del rotor con el viento relativo de rotación produce diferentes combinaciones de fuerza aerodinámica en cada punto a lo largo de la pala. (Todo sobre Helicópteros)

La región impulsada, también llamada región de la hélice, es la más cercana a las puntas de las palas. Normalmente, consiste en aproximadamente el 30% del radio. En la región impulsada, el TAF actúa detrás del eje de rotación, lo que da lugar a una fuerza de arrastre global. 

La región impulsada produce algo de sustentación, pero esa sustentación se ve compensada por la resistencia. El resultado global es una desaceleración en la rotación de la pala. El tamaño de esta región varía con el paso de la pala, la velocidad de descenso y las rpm del rotor. (Todo sobre Helicópteros)

Al cambiar el paso de la pala de las rpm autorotativas, o la tasa de descenso, el tamaño de la región impulsada en relación con las otras regiones también cambia. (Todo sobre Helicópteros)

Hay dos puntos de equilibrio en la pala: uno entre la región impulsada y la región motriz, y otro entre la región motriz y la región de pérdida. En los puntos de equilibrio, el TAF está alineado con el eje de rotación. Se produce sustentación y resistencia, pero el efecto total no produce ni aceleración ni desaceleración. (Todo sobre Helicópteros)

La región motriz, o región autorotativa, se sitúa normalmente entre el 25 y el 70% del radio de la pala. La parte C de la figura muestra la región motriz de la pala, que produce las fuerzas necesarias para girar las palas durante la autorrotación. 

La fuerza aerodinámica total en la región motriz se inclina ligeramente hacia delante del eje de rotación, produciendo una fuerza de aceleración continua. Esta inclinación proporciona empuje, que tiende a acelerar la rotación de la pala. El tamaño de la región motriz varía con el ajuste del paso de las palas, la velocidad de descenso y las rpm del rotor. (Todo sobre Helicópteros)

Controlando el tamaño de esta región, el piloto puede ajustar las revoluciones autorotativas. Por ejemplo, si se eleva el paso colectivo, el ángulo de paso aumenta en todas las regiones. 

Esto hace que el punto de equilibrio se desplace hacia el interior a lo largo de la envergadura de la pala, aumentando así el tamaño de la región impulsada. La región de pérdida también se hace más grande, mientras que la región motriz se hace más pequeña. (Todo sobre Helicópteros)

La reducción del tamaño de la región motriz hace que la fuerza de aceleración de la región motriz y las rpm disminuyan. 

Las revoluciones constantes del rotor se consiguen ajustando el paso colectivo de manera que las fuerzas de aceleración de las palas de la región motriz se equilibren con las fuerzas de deceleración de las regiones conducida y de pérdida. (Todo sobre Helicópteros)

El 25 % interior de la pala del rotor se denomina región de pérdida y funciona por encima de su AOA máximo (ángulo de pérdida), provocando una resistencia que tiende a ralentizar la rotación de la pala. (Todo sobre Helicópteros)

Autorrotación (vuelo de avance) - Autorotation (Forward Flight) 

La fuerza de autorrotación en vuelo de avance se produce exactamente de la misma manera que cuando el helicóptero desciende verticalmente en aire quieto. 

Sin embargo, debido a que la velocidad de avance cambia la entrada de aire a través del disco del rotor, las tres regiones se mueven hacia el exterior a lo largo de la envergadura de la pala en el lado de retroceso del disco donde el AOA es mayor. (Todo sobre Helicópteros)

Con un AOA menor en la pala del lado de avance, más de la pala cae en la región impulsada. En el lado de retroceso, una mayor parte de la pala se encuentra en la región de pérdida. Una pequeña sección cerca de la raíz experimenta un flujo invertido; por lo tanto, el tamaño de la región impulsada en el lado de retroceso se reduce. (Todo sobre Helicópteros)

Antes de aterrizar tras un descenso autorrotativo (o autorrotación), el piloto debe abanicar el helicóptero para desacelerar. El piloto inicia el flare aplicando el cíclico de popa. 

A medida que el helicóptero retrocede, los patrones de flujo de aire cambian alrededor de las palas, lo que hace que las rpm aumenten. El piloto debe ajustar el colectivo según sea necesario para mantener las rpm dentro de los límites operativos. (Todo sobre Helicópteros)

Advertencia: Los artículos publicados en este sitio web deben ser utilizados únicamente con fines educativos (instrucción). 

No los utilice para operar una aeronave, volar, ni hacer procedimientos de mantenimiento. Tenga en cuenta que "Aprendamos Aviación" no está afiliado de ninguna manera con ninguna compañía fabricante de aeronaves. 

Verificar y confirmar la información con personal aeronáutico certificado y documentación certificada.

 

Fuente: La información (texto e imágenes) utilizado para este artículo está basado en el manual de la FAA (Helicopter Flying Handbook - FAA-H-8083-21B) y manuales de instrucción de centros académicos aeronáuticos.