Avión de rotor

Un helicóptero o aeronave de ala giratoria es una aeronave más pesada que el aire con alas giratorias o palas de rotor, que generan sustentación al girar alrededor de un mástil vertical. Varias palas de rotor montadas en un solo mástil se denominan rotor . La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) define un helicóptero como "sostenido en vuelo por las reacciones del aire en uno o más rotores". ^[1]

Los helicópteros generalmente incluyen aeronaves en las que uno o más rotores proporcionan sustentación durante todo el vuelo, como helicópteros , autogiros y girodinos . Los helicópteros compuestos aumentan el rotor con motores de empuje adicionales, hélices o superficies de sustentación estáticas. Algunos tipos, como los helicópteros, son capaces de despegar y aterrizar en vertical . Una aeronave que utiliza sustentación de rotor para vuelo vertical pero cambia a sustentación únicamente de ala fija en vuelo horizontal no es un helicóptero sino un convertiplano .

Un helicóptero es un helicóptero propulsado por rotores accionados por el motor o los motores durante todo el vuelo, lo que le permite despegar y aterrizar verticalmente, mantenerse en vuelo estacionario y volar hacia adelante, hacia atrás o lateralmente. Los helicópteros tienen varias configuraciones diferentes de uno o más rotores principales.

Los helicópteros con un solo rotor de elevación principal impulsado por eje requieren algún tipo de dispositivo antitorque, como un rotor de cola , un ventilador de cola o un NOTAR , excepto algunos ejemplos raros de helicópteros que utilizan propulsión a chorro de punta , que casi no genera torque.

Un autogiro (a veces llamado girocóptero, autogiro o rotaplano) utiliza un rotor sin motor, impulsado por fuerzas aerodinámicas en un estado de autorrotación para desarrollar sustentación, y una hélice impulsada por motor , similar a la de una aeronave de ala fija , para proporcionar empuje. Si bien es similar al rotor de un helicóptero en apariencia, el rotor del autogiro debe tener aire fluyendo hacia arriba y a través del disco del rotor para generar rotación. Los primeros autogiros se parecían a las aeronaves de ala fija de la época, con alas y un motor y una hélice montados en la parte delantera en una configuración de tractor para impulsar la aeronave a través del aire. Los autogiros de modelo tardío cuentan con un motor y una hélice montados en la parte trasera en una configuración de propulsión.

El autogiro fue inventado en 1920 por Juan de la Cierva . El autogiro con hélice propulsora fue probado por primera vez por Etienne Dormoy con su Buhl A-1 Autogyro .

El rotor de un autogiro normalmente es impulsado por su motor para el despegue y el aterrizaje (en vuelo estacionario como un helicóptero), con antipar y propulsión para el vuelo hacia adelante proporcionada por una o más hélices montadas en alas cortas o cortas. A medida que se aumenta la potencia de la hélice, el rotor requiere menos potencia para proporcionar empuje hacia adelante, lo que da como resultado ángulos de inclinación y aleteo de las palas del rotor reducidos. A velocidades de crucero, con la mayor parte o la totalidad del empuje proporcionado por las hélices, el rotor recibe potencia solo la suficiente para superar la resistencia del perfil y mantener la sustentación. El efecto es un helicóptero que opera de una manera más eficiente que el rotor de rueda libre de un autogiro en autorrotación, minimizando los efectos adversos de la pérdida de sustentación de las palas en retroceso de los helicópteros a velocidades aerodinámicas más altas.

Un autogiro o planeador autogiro es una aeronave de ala giratoria sin motor. Al igual que un autogiro o un helicóptero, depende de la sustentación creada por uno o más conjuntos de rotores para volar. A diferencia de un helicóptero, los autogiros y los autogiros no tienen un motor que impulse sus rotores, pero mientras que un autogiro tiene un motor que proporciona empuje hacia adelante que mantiene el rotor girando, un autogiro no tiene motor en absoluto y depende de ser transportado en el aire y lanzado desde otra aeronave, o de ser remolcado en el aire detrás de un automóvil o un barco.

Un ala rotatoria se caracteriza por el número de palas , que normalmente oscila entre dos y seis por eje de transmisión.

Un helicóptero puede tener uno o más rotores. Se han utilizado varias configuraciones de rotores:

• Un rotor. Los rotores motorizados requieren una compensación de la reacción de par que provoca la guiñada, excepto en el caso de los motores tipjet . Los helicópteros de un rotor se denominan normalmente monocópteros .
• Dos rotores. Estos suelen girar en direcciones opuestas, cancelando la reacción de par, de modo que no se necesita rotor de cola ni ningún otro estabilizador de guiñada. Estos rotores se pueden disponer de la siguiente manera:
  • Tándem  – Uno delante del otro.
  • Transversal  – Lado a lado.
  • Coaxial  : Un disco de rotor sobre el otro, con ejes de transmisión concéntricos.
  • Engranaje interconectado  : rotores gemelos en un ángulo agudo entre sí, cuyos ejes de transmisión casi verticales están engranados entre sí para sincronizar sus palas de rotor de manera que se engranen entre sí, también llamado sincróptero .
• Tres rotores. Una configuración poco común; el Cierva Air Horse de 1948 tenía tres rotores, ya que no se creía que se pudiera construir un solo rotor con la suficiente resistencia para su tamaño. Los tres rotores giraban en la misma dirección y la compensación de la guiñada se proporcionaba inclinando cada eje del rotor para generar componentes de empuje del rotor que se oponían al par.
• Cuatro rotores. También llamado cuadricóptero o cuadrirrotor. Normalmente, dos rotores giran en el sentido de las agujas del reloj y dos en el sentido contrario.
• Más de cuatro rotores. Conocidos generalmente como multirotores , o a veces individualmente como hexacópteros y octocópteros, estas configuraciones suelen tener conjuntos de rotores emparejados que giran en direcciones opuestas. ^{[ cita requerida ]} Son poco comunes en aeronaves tripuladas de tamaño completo, pero son populares para vehículos aéreos no tripulados (UAV).

Algunas aeronaves de ala giratoria están diseñadas para detener el rotor durante el vuelo hacia adelante, de modo que luego actúen como un ala fija. Para el vuelo vertical y el estacionario, giran para actuar como un ala giratoria o un rotor, y para el vuelo hacia adelante a gran velocidad, se detienen para actuar como un ala fija, proporcionando parte o toda la sustentación necesaria. También se pueden proporcionar alas fijas adicionales para ayudar con la estabilidad y el control y para proporcionar sustentación auxiliar.

Una de las primeras propuestas estadounidenses fue la conversión del Lockheed F-104 Starfighter con un rotor de ala triangular. La idea fue retomada posteriormente por Hughes. ^[3] El avión de investigación Sikorsky S-72 fue sometido a extensas pruebas de vuelo.

En 1986, el Sikorsky S-72 Rotor Systems Research Aircraft (RSRA) fue equipado con un rotor detenido de cuatro palas, conocido como X-wing. El programa fue cancelado dos años después, antes de que el rotor hubiera volado.

El concepto posterior de rotor/ala canard (CRW) agregó un plano delantero "canard" así como un plano de cola convencional, descargando el ala del rotor y proporcionando control durante el vuelo hacia adelante. Para el vuelo vertical y de baja velocidad, el perfil aerodinámico principal es impulsado por la punta como el rotor de un helicóptero por el escape de un motor a reacción , y no hay necesidad de un rotor de cola . En el vuelo de alta velocidad, el perfil aerodinámico se detiene en una posición de envergadura, como el ala principal de un avión de tres superficies , y el motor se expulsa a través de una tobera de chorro común. Dos prototipos Boeing X-50 Dragonfly con un rotor de dos palas volaron a partir de 2003, pero el programa terminó después de que ambos se estrellaran, al no haber podido realizar la transición con éxito. ^[4]

En 2013, el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos (NRL) publicó un método de transición de vuelo vertical a horizontal y la tecnología asociada, patentado el 6 de diciembre de 2011, ^[5] al que denominaron la aeronave de ala rotatoria Stop-Rotor. ^[6] La empresa australiana StopRotor Technology Pty Ltd ha desarrollado un prototipo de aeronave Hybrid RotorWing (HRW). ^{[7] [8]} El diseño utiliza un flujo de aire alfa alto para proporcionar un flujo de aire simétrico a través de todas las palas del rotor, lo que requiere que caiga casi verticalmente durante la transición. ^[8] La transición en vuelo del modo fijo al rotatorio se demostró en agosto de 2013. ^{[9] [10] [11]}

Otro enfoque propone una configuración de cola en la que las superficies de sustentación actúan como rotores durante el despegue, la nave se inclina para el vuelo horizontal y el rotor se detiene para actuar como un ala fija. ^[12]

• Convertiplano
• Elevador motorizado
• Ala del rotor

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Videos externos
Vídeo de StopRotor

• Sociedad Americana de Helicópteros
• Graham Warwick (13 de diciembre de 2017). "Una breve historia del desarrollo de los helicópteros". Aviation Week & Space Technology . Archivado desde el original el 17 de octubre de 2018. Consultado el 13 de diciembre de 2017 .