Actuaciones. Aterrizaje y despegue.

Actuaciones
Aterrizaje y Despegue.
Referencia Básica [EMC05]
Helicópteros ()
Actuaciones
Aterrizaje y despegue
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Introducción
Desde el punto de vista de la maniobrabilidad, el helicóptero es una de
las aeronaves con mayor versatilidad para efectuar maniobras de
aterrizaje y despegue. Esto permite al helicóptero disponer de un
amplio espectro de posibilidades para solventar dicultades en el
aterrizaje y el despegue ante fallo de motor o falta de potencia
disponible.
Las principales limitaciones para realizar correctamente estas
maniobras son debidas a
peso de la aeronave
potencia disponible
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Despegue
Rodadura en tierra
Tipos de despegue
Despegue estilo helicóptero
Despegue estilo avión
Despegue estilo helicóptero con efecto suelo
Caso especial de despegue
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Rodadura en tierra I
Los helicópteros pueden disponer:
tren de aterrizaje con ruedas. Debido a la conguración del helicóptero,
el centro de gravedad suele ser más alto que el de una aeronave de ala
ja por lo que la rodadura en tierra puede ser más crítica por peligro de
vuelco.
tren de aterrizaje con patines. El despegue no puede incluir rodadura
en tierra y se realizará en modo vertical.
Diferencias en la rodadura con respecto el avión:
Menores fuerzas de contacto y fricción R y Fr debido a la elevada
fuerza de sustentación del helicóptero.
Presencia de fuerzas laterales Ttr por lo que debe de aparecer una
fuerza lateral en el rotor principal para compensar esta fuerza. El
equilibrio de estas fuerzas laterales debe ser preciso porque
desequilibrios en el eje lateral pueden conducir a inminente vuelco del
helicóptero.
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Rodadura en tierra II
Tendencia a que aparezcan momentos de cabeceo debido al momento
que introduce la elevada tracción. Produciendo una mayor carga en las
ruedas delanteras.
T
T
Tr
Fr
Fr
R
R
R
W
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R
W
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Rodadura en tierra III
Consecuencia: la rodadura del helicóptero es mas complicada que en el
caso del avión.
Bajas velocidades V ≈ 10 − 15 m/s
Supercies muy lisas para minimizar posibles desequilibrios de fuerzas y
momentos
Los vientos laterales que permiten el despegue son menores en
comparación con los que corresponden a los aviones.
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Despegue estilo helicóptero I
Etapas
Vuelo axial hasta una altura de de 1.5 m a 2 m. Se requiere una
potencia mayor que la necesaria para el avance dado que la potencia en
vuelo axial de ascenso y a punto jo es mayor que la de avance, a pesar
del efecto suelo.
Vuelo de ascenso inclinado aumentando la tracción para equilibrar el
peso y proporcionar la componente de propulsión necesaria para el
avance.
Se considera nalizado el despegue cuando se han superado
verticalmente los obstáculos mas cercanos o cuando se ha alcanzado
una altura de 20 ó 30 m.
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Despegue estilo helicóptero II
Dicultades:
Exceso de carga del helicóptero.
Falta de potencia disponible por baja densidad ambiente (debido a
elevadas temperaturas, elevada altitud del punto de despegue, o una
combinación de ambas).
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Despegue estilo helicóptero III
T
V
W
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Despegue estilo avión I
Implica rodadura del helicóptero. Este tipo de despegue es una
alternativa al despegue en estilo de helicóptero cuando no se dispone
de la potencia necesaria para el despegue en estilo helicóptero.
La rodadura sirve de transición para alcanzar la velocidad necesaria
conseguir que la potencia necesaria haya disminuido lo necesario para
igualar la potencia disponible.
Etapas:
Según la carga del helicóptero y el tipo se acelera en tierra hasta
alcanzar velocidades del orden de 40-50 km/h.
Vuelo de avance con trayectoria inclinada con separación del suelo
hasta alcanzar una altura de seguridad (altura crítica) o velocidades
que permitan continuar el despegue.
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Despegue estilo avión II
La distancia recorrida en la rodadura presenta valores típicos de
50-100 m, velocidades del orden 50 km/h con tiempos de despegue
entre 5-10 s.
La rodadura se suele realizar con todas las ruedas en contacto con el
suelo. Algunos helicópteros al nal de la rodadura emplean sólo la
rueda del morro.
T
W
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Despegue estilo helicóptero con efecto suelo I
Este tipo de despegue se emplea cuando:
Pistas en las que la rodadura pueda ser complicada.
Situaciones en las que la potencia disponible sea inferior a la potencia
necesaria para el vuelo a punto jo sin efecto suelo pero superior a la
potencia necesaria para el vuelo punto jo con efecto suelo.
Etapas
Despegue en vuelo axial empleando el exceso de tracción que
proporciona el efecto suelo (hasta una altura del orden del radio del
rotor)
Vuelo de avance horizontal aumentando la velocidad de forma que se
alcance una potencia necesaria que iguale a la potencia disponible.
A partir de este punto, se realiza el avance con trayectoria inclinada.
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Despegue estilo helicóptero con efecto suelo II
La pista debe permitir el empleo del efecto suelo en las dos primeras
etapas.
T
W
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Caso especial de despegue
Despegue a realizar desde helipuertos elevados o zonas con obstáculos
que no permitan cualquiera de los anteriores tipos de despegue.
Es un despegue tipo helicóptero hasta una altura superior en 5 m ó 10
m a los obstáculos más elevados.
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Altura crítica I
La maniobra de despegue es junto al aterrizaje una de las maniobras
más críticas. En particular el fallo de la planta propulsora hace que la
situación se vuelva más crítica.
Dependiendo del tipo de planta propulsora, en caso de fallo:
si el helicóptero es multimotor hay que analizar la posibilidad de tener
que aterrizar o continuar el vuelo,
si el helicóptero es monomotor deberá de realizar un maniobra de
aterrizaje de emergencia.
Helicópteros multimotor. Se debe de analizar la posibilidad de seguir
volando en caso de fallo de un motor.
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Altura crítica II
El hecho de que la potencia necesaria para mantener el vuelo
horizontal disminuya cuando aumenta la velocidad, hasta llegar a la
velocidad de mínima potencia necesaria, permite planicar el despegue
de forma que se disponga en todo momento de exceso especíco de
potencia que permita ganar altura y velocidad.
En el vuelo de ascenso, si a una altura dada se produce el fallo de un
motor, la potencia disponible disminuirá y es posible que ésta no sea
suciente para mantener el vuelo a punto jo, por lo que se deberá
perder altura. Si durante el descenso se consigue alcanzar una
velocidad de avance que permita que la potencia necesaria sea menor
que la disponible, entonces se tendrá un exceso de potencia que
permitirá seguir aumentando la velocidad (para seguir disminuyendo la
potencia necesaria) y aumentar la altura. De esta forma, se podrá
realizar el despegue.
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Altura crítica III
Así, se dene la altura crítica como la altura mínima a la que puede
aparecer el fallo de un motor y poder continuar volando sin tener que
descender por debajo de los 35 ft.
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Aterrizaje
Tipos de aterrizaje
Aterrizaje estilo helicóptero
Aterrizaje estilo avión
Aterrizaje con autorrotación
Caso especial de aterrizaje
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Aterrizaje estilo helicóptero I
Este tipo de aterrizaje implica que la planta propulsora está
proporcionando la potencia necesaria.
Etapas:
Vuelo de avance con trayectoria inclinada de descenso. Se debe frenar
el helicóptero reduciendo la velocidad de avance y de descenso. Para
ello, se inclina la tracción del rotor principal hacia atrás.
Vuelo a punto jo a una altura de 2m-3m.
Vuelo axial de descenso.
Contacto con la supercie.
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Aterrizaje estilo helicóptero II
T
T
T
V ¼0
W
W
Helicópteros ()
W
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Aterrizaje estilo avión I
Este tipo de aterrizaje implica que la planta propulsora esta
proporcionando la potencia necesaria.
Se emplea este aterrizaje cuando no se dispone de la potencia
necesaria para realizar el aterrizaje en estilo helicóptero.
Etapas
Trayectoria de planeo hasta alcanzar una altura de 15m-30m. Se pierde
altura manteniendo la velocidad y el ángulo de descenso de la
trayectoria.
Recogida se incrementa la tracción para conseguir que la velocidad
horizontal disminuya y que la componente del peso tangencial a la
trayectoria se anule.
Transición se realiza en vuelo de avance con efecto suelo.
Contacto con la supercie.
Rodadura.
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Aterrizaje estilo avión II
T
T
T
V ¼0
W
W
W
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Aterrizaje con autorrotación I
Este tipo de aterrizaje implica un fallo en la planta propulsora
Dependiendo del tipo de lugar en el que se tenga que realizar la
maniobra se distinguen dos posibles situaciones.
Aterrizaje con autorrotación en avance.
Aterrizaje con autorrotación axial.
Aterrizaje con autorrotación en avance. Requiere tener un zona de
aterrizaje larga y libre de obstáculos. Garantiza la conservación de la
integridad de la aeronave ante la situación de emergencia de la pérdida
de un motor ya que las velocidades de descenso en autorrotación en
avance son del orden de la mitad de las de autorrotación axial.
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Aterrizaje con autorrotación II
Etapas:
Descenso a velocidad y ángulo constantes.
Deceleración. Se emplea la energía cinética y potencial para producir
una elevada tracción que consiga frenar tanto la velocidad de avance
como de descenso. Para ello la tracción se inclina hacia atrás, se
aumenta el ángulo de ataque del rotor. En esta situación el helicóptero
la altura puede pasar de 15m-20m hasta 0.5m. En la parte nal de esta
etapa es necesario colocar horizontalmente el helicóptero ya que el
ángulo de ataque del rotor puede ser tan elevado que haya peligro de
impacto de la zona del rotor de cola con el suelo.
Contacto con la supercie si la maniobra se realiza correctamente la
velocidad de descenso es practicamente nula.
Rodadura se emplea un tramo de pista para terminar de frenar
horizontalmente el helicóptero. Además se reduce el paso para
recuperar los niveles de tracción.
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Aterrizaje con autorrotación III
T
T
T
V ¼0
W
W
W
Aterrizaje con autorrotación axial. Se emplea fundamentalmente
cuando ante la situación de emergencia del fallo de la planta
propulsora sólo se dispone de sitio libre de obstáculos en la parte
inferior del helicóptero.
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Aterrizaje con autorrotación IV
Etapas:
El rotor se dispone para que esté girando a la mayor velocidad angular
posible, de forma que se disponga de una elevada energía cinética
almacenada en la rotación del rotor.
Se coloca el paso máximo posible para conseguir la mayor capacidad
sustentadora de manera que se reduzca la velocidad de descenso lo
máximo posible. Este punto es crítico ya que al aumentar el paso y por
tanto la tracción, la velocidad angular del rotor disminuye e incluso
puede llegar a detenerse produciéndose la caída libre del helicóptero.
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Caso especial de aterrizaje I
Se emplea este tipo de aterrizaje cuando no existen zonas libres de
obstáculos y la única zona libre es en la vertical al helicóptero. Es
análogo al caso de aterrizaje en autorrotación pero sin fallo de la
planta propulsora.
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