Fundamento físico II La velocidad del uido en el suelo reduce su velocidad hasta ser nula y por tanto este efecto se transere al rotor mediante cambios en la conguración de la estela. Para una tracción dada el resultado es una velocidad inducida menor. En otras palabras: dada una potencia, un helicóptero en presencia del suelo es capaz de sustentar un mayor peso. El efecto suelo debe considerarse en situaciones como: vuelo cercano a la supercie, ensayos de túnel de viento de rotores. 4. Actuaciones 4.7 Efecto suelo El efecto suelo es despreciable en maniobras a una altura mayor que un diámetro del rotor. 127 AAD (HE) Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 1 / 13 Fundamento físico I AAD (HE) Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 3 / 13 Fundamento físico III En un vuelo cercano al suelo la velocidad inducida en el rotor se ve modicada por la presencia del suelo. En el vuelo de avance la intensidad del efecto suelo decrece, se hace menos intenso dado que la estela es arrastrada hacia atrás en vez de ser dirigida hacia al suelo. El efecto suelo en vuelo de avance se considera despreciable para coecientes de avance µ > 0,1 Notación: IGE: In Ground Eect. OGE: Out of Ground Eect. Este efecto aparece siempre que exista un obstáculo que impida el libre desarrollo de la estela. AAD (HE) Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 2 / 13 AAD (HE) Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 4 / 13 Modelo para efecto suelo I Modelo para efecto suelo III 1.4 µ/λi =0 1.35 Se dene el factor kG para contabilizar la reducción de velocidad inducida. [( ) CP IGE ) CP OGE ( i i ] T =cte (T)IGE/(T)OGE Tracción constante: = kG . Potencia inducida constante. El incremento de tracción: [ 1.3 µ/λi =1 1.25 µ/λi =3 1.2 1.15 1.1 ] (CT )IGE 1 (vi )OGE = = . (CT )OGE P =cte (vi )IGE kG 1.05 i 1 0 Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 5 / 13 Modelo para efecto suelo II 0.5 1 AAD (HE) 1.5 z/R 2 Actuaciones 2.5 3 Efecto suelo. Actuaciones 7 / 13 Potencia para vuelo a punto jo (IGE) 1200 Modelo de Cheeseman and Bennet (z /R ≥ 0,5) 1 kG = 1 − 16 ( )2 R z ⎛ ⎜ ⎝ 1 1+ 1150 ⎞ ⎟ ( )2 ⎠ µ λi donde z es la altura de vuelo (medida desde el plano del rotor) y radio del rotor. 1100 Pi0,IGE [kW] 128 AAD (HE) µ/λi =2 R el 1050 1000 Pi0 IGE 950 P OGE i0 900 4 6 8 10 12 14 16 18 z [m] AAD (HE) Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 6 / 13 AAD (HE) Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 8 / 13 Efecto suelo en avance I 1 Efecto suelo en avance III A muy bajas velocidades de avance, se forma una zona de recirculación en la parte aguas arriba del rotor cerca del suelo. Este fenómeno apenas afecta las actuaciones pero si que puede levantar y agitar material de la supercie que puede ser reabsorbido por el rotor. 3 V1 V1 129 AAD (HE) Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 9 / 13 Efecto suelo en avance II 2 A partir de un determinado coeciente de avance, que depende del peso y de la proximidad al suelo, se forma un torbellino de suelo bajo el borde de ataque del rotor y en las proximidades del suelo. AAD (HE) Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 11 / 13 Efecto suelo en avance IV A medida que la velocidad de avance aumenta, la zona de recirculación se transforma en una pequeña región de ujo turbillonario entre el suelo y el borde de ataque del rotor (existe constancia de la existencia de esta zona basada en experimentos). Por tanto, aumenta el ujo de aire en el borde de ataque del rotor, aumentando también la potencia necesaria con respecto a la potencia necesaria para vuelo a punto jo en presencia de efecto suelo. 4 A partir de velocidades de avance mayores este torbellino de suelo desaparece a medida que la estela es lanzada hacia atrás por el ujo. V1 V1 AAD (HE) Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 10 / 13 AAD (HE) Actuaciones Efecto suelo. Actuaciones 12 / 13 Potencia en vuelo horizontal de avance (IGE) 1 0.9 0.8 P/Pi0,OGE [−] 0.7 0.6 0.5 0.4 Power OGE Power IGE (z/R=1) Power IGE (z/R=0.5) Power IGE (z/R=0.25) 0.3 0.2 0.1 0 130 AAD (HE) 20 40 60 V [Km/h] Actuaciones 80 100 120 Efecto suelo. Actuaciones 13 / 13
