Módulo 10.1 Helicópteros

Módulo 11
HELICÓPTEROS
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Primera parte:
CONFIGURACIÓN GENERAL
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1.CLASIFIACIÓN DE LAS AERONAVES DE
ALAS GIRATORIAS
Fuente: Descubrir los
helicópteros. Espino
Granado
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1.1 Helicóptero:
Bell 47: primer helicóptero civil
certificado. (1946)
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1.2 Autogiro:
Primer autogiro que voló con
éxito: 1923
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Autogiro. Cierva C6
1.3 Girodino:
Fairey Rotodyne (realizó su primer vuelo en 1957)
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1.4 Convertible:
Convertible Bell/Boeing V-22 Osprey
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2. CONFIGURACIÓN GENERAL DEL
HELICÓPTERO
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Fuente: Apuntes de Tecnología Aeroespacial ETSEIAT.
Oriol Lizandra
Fuente: Rotorcraft Flying Handbook. FAA
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3. SISTEMAS ANTIPAR
3.1 Rotor de cola:
Fuente: Rotorcraft Flying Handbook. FAA
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3.2 Fenestron:
Ventajas:
-Aumenta la seguridad de los
técnicos en tierra
-Menos susceptible a los
daños por objeto externo
-Gran reducción de ruido
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Eurocopter EC 135
Desventajas:
-Mayor peso en la cola
-Mayor potencia requerida
-Mayor coste de construcción
3.3 NOTAR (No Tail Rotor):
•Ventajas: aumento en seguridad y reducción de ruido
• Desventajas: menor maniobrabilidad y menor eficiencia
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MD Explorer
4. HELICÓPTEROS CONTRAROTATORIOS
a) Configuración
tándem
b) Configuración
lateral
c) Configuración
entrecruzada
d) Configuración
coaxial
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Fuente: The art of helicopter. Witkinson
4.1 Configuración tandem:
CH- 47 Chinook (Boeing)
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4.2 Configuración lateral / side-by-side:
FA 223 Drache
(Primer vuelo: 1941)
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MIL V-12. Mayor helicóptero construido (1969)
4.3 Configuración coaxial:
Kamov KA50
(Helicóptero de ataque ruso,
diseñado en los años 80)
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4.4 Configuración entrecruzada
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Kaman H43 Huskie
5. PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS
• Diámetro del rotor principal D ≈ 8 -25m
• Carga discal: peso por unidad de área de rotor
W/(πR2)≈ 250-500Nm−2
• Cuerda media del rotor principal c ≈ 0,2 - 0,9m
• Diámetro de rotor antipar: Dt ≈ 1 - 4m
• Número de palas rotor principal: 2 - 4
• Velocidad de punta de pala: ΩR ≈ 200 - 220m/s
• Velocidad de avance: 200 - 300 km/h
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6. MOVIMIENTO DE LAS PALAS
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7. DISTINTAS CONFIGURACIONES DEL
ROTOR PRINCIPAL
7.1 Rotor articulado:
•Articulación de cambio de paso (se logra mediante un cojinete que permite el
movimiento libre alrededor del eje longitudinal de la pala)
•Articulación de batimiento
•Articulación de arrastre
Boeing AH64A Apache
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7.2 Rotor basculante:
•Articulación de cambio de paso (se logra mediante un cojinete que permite
le movimiento libre alrededor del eje longitudinal de la pala)
•Articulación de batimiento: dos palas unidas solidariamente a un rotor
basculante respecto al mástil. Cuando una pala sube, la otra baja.
•Ausencia de articulación de arrastre: la flexión de la pala cerca de la raíz
permite el movimiento de avance y retroceso de la pala
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Robinson R22
7.3 Rotor rígido:
•Sólo dispone de articulación de cambio de paso
•La unión de la pala al buje se fabrica con un material que presenta una
elevada rigidez (p.e titanio).
•La flexibilidad de los materiales con los que se construyen las palas permite
los movimientos de avance y retroceso de las palas (arrastre) y el batimiento
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Eurocopter Bo105M
7.4 Rotor flexible:
•Utilizan cabezas de rotor flexibles (normalmente fabricadas con materiales
compuestos), que permiten el movimiento de la pala sin necesidad de
articulaciones
•No se comporta pues de forma rígida y permite cierto nivel de desplazamiento
(solución intermedia entre el rotor articulado y el rígido)
•Como no hay necesidad de lubricación, requieren menos mantenimiento.
•Absorben vibraciones reduciendo la fatiga y aumentando la vida en servicio del
helicóptero.
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Tecnología STARFLEX de
Eurocopter
8. SISTEMAS DE CONTROL
8.1 Plato oscilante o distribuidor
• Existen diversos sistemas mecánicos para transformar el movimiento de los
controles del piloto en variaciones del ángulo de paso de las palas, entre
los más usados se encuentra el plato distribuidor:
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8.2 Control colectivo
• Impone un paso independiente de la posición azimutal:
θ(ψ)= θ0 (Cambia el ángulo de ataque de todas las palas
simultáneamente)
•Control de la sustentación (en módulo) del rotor principal
•Proporciona control en el vuelo axial del helicóptero
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Collective pitch lever
Cuando la palanca de paso colectivo sube o baja, el paso de todas las
palas y por tanto la fuerza del rotor se incrementa o disminuye por
igual, con lo que el helicóptero sube o baja
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8.3 Control cíclico
• Impone un paso dependiente de la posición azimutal:
θ(ψ)= a1.cos ψ+a2.sen ψ+… (Cambia el ángulo de ataque de las
palas de forma independiente)
•Proporciona control longitudinal y lateral
•Cuando la palanca de paso cíclico se inclina en una dirección
cualquiera, la tracción del rotor se inclina en esa dirección
Cyclic pitch control
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8.4 Mando de paso de rotor antipar (pedales)
• Pedales: imponen un paso independiente de la posición
azimutal en el rotor antipar θa(ψa)= θ0a
• Proporciona guiñada o control direccional
• Modifica el empuje del rotor de cola mediante el cambio de paso
colectivo del rotor antipar
• El pedal se pisa en la dirección requerida
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How to fly the Bell 47
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9. SISTEMA DE TRANSMISIÓN
Función de la transmisión: transferir la potencia desde el motor
al rotor principal y al rotor de cola.
•Transmisión del rotor principal: su función es reducir el régimen
de giro de la salida del motor a un valor óptimo para el rotor.
•Transmisión del rotor de cola: incluye engranajes para ajustar el
régimen de giro a las necesidades del rotor de cola.
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