inercia

La dinámica del rotor
El secreto de un mando cíclico preciso y un vuelo suave está en está la diferencia
El rotor principal es la pieza central de cada helicóptero. A fin de cuentas mantiene todo el aparato en el aire y mediante un complejo sistema de mandos permite que se pueda inclinar a todos los lados. Las palas en giro representan una considerable masa en movimiento circular que estáexpuesta a una serie de fuerzas. Para entender la razón de un equilibrado dinámico, primero tenemos que hacer una pequeña excursión y analizar las cargas que sufre el rotor de un helicóptero.
Como siempre nos miramos el tema desde el principio. El rotor situado encima del cuerpo del helicóptero genera mediante rotación la suficiente fuerza de sustentación como para vencer el peso de todo elaparato.

Si ahora sacamos una pala del sistema y analizamos qué fuerzas actúan exactamente mientras se somete a rotación, encontraremos las siguientes tres: 1. La fuerza vertical hacia abajo que genera el propio peso de la pala, 2. la fuerza opuesta hacia arriba, que es la fuerza de sustentación y deberá levantar todo el helicóptero y 3. Finalmente la fuerza centrífuga de la masa en rotación que esla pala.

Ésta última, la fuerza centrífuga, es de largo la más elevada de todas! La fuerza del propio peso es la más reducida y será completamente absorbida por la de sustentación, que aparte del peso de la pala deberá levantar todo el modelo. Es decir que en todo caso, en un helicóptero en vuelo, habrá una pareja de fuerzas que atacan la pala del rotor: Una hacia arriba que intentará levantarla pala y otra hacia afuera que intentara bajarla, o mejor dicho, alinearla a un ángulo recto con el eje de giro. Esto tiene como consecuencia, que el extremo exterior de la pala se elevará más o menos por encima del centro del rotor siguiendo así con su giro de rotación la forma de un cono con la punta hacia abajo. Por ello el ángulo que se forma se denomina ángulo de cono.

El valor de esteángulo depende del número de revoluciones por minuto que gira el rotor, del peso del modelo, del peso de las palas y del ángulo de paso de las palas. Y aunque parezca que no, SIEMPRE hay un ángulo de cono. Esto es ley física!
En la siguiente imagen se puede apreciar en un Raptor 30 en vuelo estacionario, unas 1.600 rpm en el rotor principal, un peso de aproximadamente 2.900g y de 3º a 4º de pasopositivo en las palas.

El ángulo de cono disminuye con el tamaño de los modelos. Porque Principalmente porque el número de revoluciones por minuto del rotor puede ser más elevado. Esto es debido a que el número de revoluciones está limitado por dos factores. Por un lado por la fuerza centrífuga que pueden soportar componentes como el porta palas, eje central, rodamientos, tornillos, etc., y porotro lado la velocidad de las puntas de las palas. Ambos factores incrementan con el aumento de revoluciones y tamaño. Cuanto más grande el rotor, más pesadas las palas y mayor la velocidad de la punta de las palas debido a la mayor distancia que recorre la punta en una circunferencia de mayor diámetro. En cambio, cuanto más pequeño el rotor, a más revoluciones por minuto lo podremos girar.Esto se puede observar en las siguientes fotos: Si bien en el Dragonfly 35 el ángulo de cono casi es inapreciable (pero está ahí)

...en el helicóptero real es muy acusado:

Pero qué tiene que ver ahora toda esta explicación con el equilibrado dinámico o estático?
Para eso es necesario hacer una excursión a la física. Analicemos la situación concreta de la siguiente imagen:

Fz: fuerzacentrífuga (N)
m: masa (kg)
v: velocidad (m/s)
r: radio (m)
t: tiempo (s)
En este caso, en la pala izquierda el centro de gravedad está situado a 300mm del eje del rotor y el peso es de 170g. En la pala derecha el centro de gravedad está situado a 250mm y el peso de la pala es de 204g. Es decir, una pala pesa 170g y la otra 204g. Rápidamente tenderíamos a pensar que este rotor no puede estar...