6.3 Diseño de estabilizadores.. Diseño conceptual

Estabilizador horizontal I
El propósito principal es proporcionar estabilidad longitudinal al
helicóptero.
Debido a la elevada supercie que presenta el fuselaje por delante del
centro de gravedad, el propio fuselaje representa una contribución
adversa a la estabilidad longitudinal del helicóptero. Aunque el resto de
componentes, principalmente el rotor principal tienen una contribución
positiva puede ser deseable añadir un estabilizador horizontal que
ayude a dotar de estabilidad al helicóptero en su dinámica longitudinal.
La selección de la posición y el tamaño del estabilizador horizontal es
uno de los problemas más difíciles en el diseño conceptual de un
helicóptero. Esto es debido a los importantes cambios que aparecen en
las fuerzas sobre el estabilizador y, por tanto, en los momentos
longitudinales.
6. Diseño conceptual
6.3 Diseño conceptual de estabilizadores
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Diseño
Estabilizadores. Diseño
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Introducción
AAD (HE)
Diseño
Estabilizadores. Diseño
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Estabilizador horizontal II
Estos cambios son debidos a:
Los estabilizadores de un helicóptero suelen ser
horizontal,
vertical,
estructuras adicionales al fuselaje.
Un estabilizador es una supercie aerodinámica que produce una
fuerza aerodinámica cuyo propósito principal es el de proporcionar
mejoras en la estabilidad con respecto a un determinado eje.
Sin embargo estas supercies pueden proporcionar efectos secundarios
que es necesario considerar en el diseño conceptual de helicópteros.
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Estabilizadores. Diseño
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la posición relativa entre el estabilizador y la estela del rotor principal,
cambia de forma acusada entre el vuelo axial y el vuelo de avance, los
ángulos de ataque que ve el estabilizador pueden ser muy diferentes y
no uniformes.
elevada presión dinámica obtenida en el interior de la estela del rotor
principal.
condiciones repentinas o poco previstas de ujo sobre el estabilizador.
Existen tres tipos básicos de estabilizadores horizontales
estabilizador delantero,
estabilizador en la zona trasera,
estabilizador en T.
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Estabilizador horizontal delantero
Estabilizador horizontal trasero II
Posición: sucientemente adelantado para que se encuentre inmerso en
la estela del rotor principal hasta elevadas velocidades de vuelo de
avance. Así se evitan cambios repentinos en la dinámica longitudinal
causados por la variación en la velocidad y fuerza vertical debidos a la
reorientación de la estela del rotor principal.
Debido a la pequeña distancia al centro de gravedad suelen ser
supercies más grandes y pesadas cuando son comparadas con
estabilizadores colocados en la parte trasera.
Este estabilizador puede tener la capacidad de ser usado para ayudar al
equilibrio global del vuelo del helicóptero en vuelo de avance mediante
la conexión del ángulo de cabeceo con el de paso cíclico longitudinal.
Las fuerzas aerodinámicas en vuelo a punto jo sobre este tipo de
estabilizador representan normalmente una disminución importante de
las actuaciones.
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Estabilizadores. Diseño
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Estabilizador horizontal trasero I
Diseño
Diseño
Estabilizadores. Diseño
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Estabilizador horizontal en T
Posición: parte trasera del mástil de cola, de forma que se dispone de
una mayor distancia para producir el momento longitudinal.
Sin embargo esta conguración puede presentar problemas con la
transición de bajas velocidades de avance a vuelo a punto jo ya que
la estela del rotor principal puede moverse sobre el estabilizador y
producir un momento de cabeceo.
El ujo desprendido desde la cabeza del rotor y la parte del superior
del fuselaje (ujo no estacionario) reduce la eciencia de este tipo de
estabilizador de forma que su tamaño suele ser mayor del que
correspondería a uno funcionando fuera de la estela del rotor principal.
Dada la cantidad de diseños que emplean esta solución parece ser el
mejor compromiso entre peso, efectividad y tamaño, al menos para
helicópteros de baja carga discal.
AAD (HE)
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Estabilizadores. Diseño
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Posición: parte superior de aleta vertical trasera, de forma que el
estabilizador queda fuera de la estela del rotor principal para la mayor
parte de condiciones de vuelo.
Por tanto presenta un menor área para proporcionar el mismo control
longitudinal.
Este tipo de conguración presenta problemas estructurales asociados
a modos de baja frecuencia excitados por el rotor de cola.
La aleta vertical debe presentar mayores dimensiones y mejor
comportamiento estructural comparativamente a una sin estabilizador
horizontal para ser capaz de soportar las cargas del estabilizador
horizontal.
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Estabilizador vertical
El propósito principal es proporcionar estabilidad en guiñada.
La principal fuente de estabilidad en guiñada es el rotor antipar.
El estabilizador vertical puede ser necesario para:
ayudar al rotor antipar en vuelo de avance. De esta manera se puede
aumentar la vida a fatiga de los componentes del rotor antipar.
proporcionar el par de compensación en caso de fallo del rotor antipar.
Este tipo de solución incorpora perles con elevada curvatura que
producen la fuerza lateral suciente para compensar el par.
El estabilizador vertical además es la estructura en la que se suele
instalar el rotor antipar. Por tanto, es necesario considerar el rotor
antipar como una parte integral del estabilizador vertical.
El tamaño del estabilizador vertical afecta a las actuaciones del rotor
antipar.
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