Arrastre y sustentación en helicopteros

CONTENIDO
Generalidades
Un helicóptero vuela por los mismos principios que un avión, pero en el caso de los helicópteros la sustentación se logra por la rotación de las palas. Las palas son la estructura que hacen que la sustentación sea posible. Su forma produce sustentación cuando el aire pasa a través de ellas. Las palas del rotor tienen perfiles diseñados específicamente para lascaracterísticas del vuelo. Usualmente los diseñadores tienen un compromiso entre el mejor diseño para un perfil para lograr mejores características de vuelo y para las perfomances del helicóptero que se piensa construir.
Los perfiles se pueden dividir en dos grandes tipos: SIMÉTRICOS Y ASIMÉTRICOS. Los perfiles simétricos tienen idénticas superficies tanto en la parte superior (extrados) como en lainferior (intrados). Estos satisfacen normalmente los requerimientos de un helicóptero debido a que su Centro de Presión no varía. La variación permanece casi inalterable bajo los diferentes ángulos de ataque, ofreciendo la mejor relación sustentación/resistencia para las diferentes velocidades de la raíz y de la punta de pala. Sin embargo un perfil simétrico produce menos sustentación que unoasimétrico, teniendo también no deseables características de pérdida. Por otra parte las palas del rotor deben adaptarse a un ancho rango de velocidades desde la raíz hasta la punta, siendo el perfil simétrico perfectamente adaptable a estas condiciones, además de tener un bajo costo y fácil construcción con respecto al perfil asimétrico.
Los perfiles asimétricos tienen una gran variedad de diseños, siendousados por ejemplo en algunos helicópteros como el CH-47 ó el OH-58, y están siendo utilizados en otros nuevos proyectos. Las ventajas de estos perfiles, en contrapartida de los simétricos, es su mayor capacidad de generar sustentación y mejores prestaciones ante la entrada en pérdida. Anteriormente no eran utilizados debido al movimiento de su centro de presión, pero debido a los nuevosmateriales de construcción de palas son tenidos cada vez más en cuenta.




Angulo de ataque

Se llama ángulo de ataque, al formado entre la cuerda y la dirección de la corriente libre del aire (resultante del viento relativo). Muchas son las formas en que se puede variar el ángulo de ataque, algunas por acción del piloto y otras automáticamente por el diseño del rotor. El piloto está habilitado acambiar el ángulo de ataque de las palas por el movimiento del cíclico y/o del colectivo. Sin embargo, aunque estos comandos permanezcan estables, el ángulo de ataque de las palas cambiará alrededor de la circunferencia del rotor, a medida que la pala gire. Otros factores que pueden cambiar el ángulo de ataque son por ejemplo: flapeo de las palas por turbulencia o flexión de las mismas.

Angulode incidencia

El ángulo de incidencia es el formado entre la línea de la cuerda y el plano de rotación del rotor. Este es un ángulo mecánico más que un ángulo aerodinámico como el ángulo de ataque. En ausencia de un flujo inducido de aire, los dos ángulos serán los mismos.

Distribución de Presiones
El aumento de la velocidad del aire sobre el extrados de un perfil, con respecto a lavelocidad del aire en el intrados, genera presiones, tanto en uno como en otro lado. La diferencia entre estas presiones (si la presión en el extrados es mayor) genera una resultante a la que llamamos sustentación.


Viento Relativo

El conocimiento y significado del Viento Relativo es esencial para el entendimiento de la aerodinámica sobre las alas rotativas. El Viento Relativo es definido como elflujo de aire "relativo" que ataca a un perfil.
El viento relativo se incrementa si la velocidad del perfil es incrementada y esta va a la misma línea de acción que la fuerza de arrastre o también llamada resistencia aerodinámica
Fuerza Aerodinámica
Una fuerza aerodinámica es generada cuando una corriente de aire fluye sobre y por debajo de un perfil. El punto donde esta corriente se divide...