SISTEMAS DE ROTORES DE HELICÓPTEROS.pptx

Tipos de rotores usados en helicópteros

1. UNIDAD DIDACTICA AERODINAMICA DEL ROTOR. TIPOS DE CABEZA DE ROTOR, SIST. LUBRICACION Y AVISO. SUPERFICIES SUSTENTADORAS. PAR DE REACCION Y SISTEMAS ANTIPAR. SISTEMAS DE CONTROL DE PASO (PLATO OSCILANTE, BARRA ESTABILIZADORA,ETC). VIBRACIONES Y AJUSTES DEL ROTOR PRINCIPAL

2. T1 AERODINAMICA DEL ROTOR - T-2 TIPOS DE CABEZAS DE ROTOR, SISTEMAS DE LUBRICACION Y AVISO

3. TIPOS DE SISTEMAS DE ROTORES EN HELICOPTEROS.

4. TIPOS DE CABEZA DE ROTOR Existen tres tipos de cabeza de rotor en cuanto a su constitución: ARTICULADO SEMIRRIGIDO (BASCULANTE) RIGIDO (SIN ARTICULACIONES)

5. CABEZA DE ROTOR ARTICULADA Es la cabeza de rotor más común, utiliza ARTICULACIONES, para reducir los esfuerzos a los que se ven sometidos las palas.

6. ARTICULACION DE BATIMIENTO Para corregir dicha disimetría o asimetría , se usa la articulación de batimiento y a su vez la articulación de cambio de paso , esta última para aumentar el ángulo de ataque de la pala que retrocede y disminuir el paso del a pala que avanza.

7. ARTICULACION DE ARRASTRE Al desarrollar la articulación de batimiento, en la pala se crea un libre movimiento de “BATIR”, de tal manera que se generan fuerzas que tienden a flexar la pala. Cuando la SUSTENTACION AUMENTA, la RESISTENCIA AUMENTA, y esta tienda a frenar la pala . Si la SUSTENTACION DISMINUYE, la RESISTENCIA DISMINUYE y la pala tiende a acelerarse . Estas variaciones producen grandes esfuerzos y fatigas , que se deben de eliminar o disminuir. Para ello, utilizamos la ARTICULACION DE ARRASTRE, que nos permite OSCILAR ADELANTE/ATRÁS a la pala para reducir esfuerzos

8. RESONANCIA EN SUELO Al introducir la articulación de arrastre, el rotor articulado permite a las palas oscilar libremente sobre el eje de batimiento, creando la posibilidad de crearse el problema de resonancia en suelo . Si las palas oscilaran a la vez, el centro de gravedad del conjunto de palas permanecerían en el centro, pero al ser la OSCILACION LIBRE de cada pala, provocada que este centro de gravedad del rotor se desplace fuera y cree VIBRACIONES A su vez el tren de aterrizaje, y el propio fuselaje tiene vibraciones naturales. Si la frecuencia de ese movimiento vibratorio del rotor es cercana o coincide con la del fuselaje y tren de aterrizaje puede darse la condicion de RESONANCIA, pudiendo llegar a la destrucción de la aeronave.(Arranques y paradas). Solucion … Introducir un amortiguado r en la articulación de arrastre , así como en la unión entre la cabeza de rotor y el fuselaje.

9. CABEZA DE ROTOR RIGIDA En las cabezas de rotor rígido, el EJE DE GIRO y el BUJE, están rigidamente unidos formando una única pieza. Este tipo de cabeza solo cuenta con la libertad de giro sobre su eje longitudinal para la variación de cambio de paso. CARACTERISTICAS IMPORTANTES: Sencillez Robustez mecánica. El BATIMIENTO, se puede conseguir mediante la deflexión elástica de la pala en el encastre, comportándose esta, como una articulación

10. CABEZA DE ROTOR SEMIRRIGIDA (BASCULANTE) Este tipo de cabeza, es una mezcla de los dos anteriores. Es usada para rotores con 2 palas. En este caso la pala no se articula directamente en el buje, es el conjunto el que puede inclinarse en todas las direcciones mediante la articulación CARDAN o JUNTA UNIVERSAL que une el buje al mástil. En este tipo de rotores, las palas tienen una pequeña flexibilidad, lo cual da un pequeño batimiento, esto hace que se pueda corregir la DISIMETRIA DE SUSTENTACIÓN, de la pala que avanza con la que retrocede

11. Como parte negativa de este tipo de cabeza, es que los encastres sufren una fatiga en comparativa a los otros tipos de cabeza de rotor. Para MINIMIZAR ESTA FATIGA, las palas están encastradas con un ángulo de conicidad . Como no existe articulación de batimiento, tampoco existe arrastre. La tendencia de la cabeza basculante, es mantener su plano de giro constante, creando un retardo en la disimetría de sustentación. Esto crea INESTABILIDAD, y por ello se deben introducir sistemas que amortigüen y realicen una estabilización automática. SISTEMAS BARRA ESTABILIZADORA BELL: Mantiene el plano de giro del rotor principal en una posición determinada dependiendo de la necesidad del vuelo, y a su vez los cambios de plano de giro del rotor los efectúa con suavidad. ROTOR BASCULANTE, HILLER

12. TIPOS DE CABEZA DE ROTOR EN HELICOPTEROS DEL ET ARTICULADO

13. RIGIDO

14. ESPECIAL “STARFLEX” Unidas directamente al mástil RIGIDO

15. ARTICULADO

16. SEMIRRIGIDO - BASCULANTE

17. RIGIDO

18. SISTEMAS DE LUBRICACION Y AVISO HT 17 “CHINOOK” Depósito de aceite para los ejes horizontales. A continuación se detalla la lubricación de las distintas partes de la cabeza de rotor, del HT-17. VER VIDEO 13-03-04

19. Depósito de aceite para el eje de cambio de paso. VER VIDEO 13-03-07 Depósito de aceite para el pasador vertical. Permite avance y retraso de la pala VER VIDEO 13-03-10

20. Este modelo no cuenta con ningún tipo de lubricación en la cabeza de rotor. HA-18 “TIGRE”

21. HU-21 “COUGAR” Cada articulación de arrastre, batimiento y cambio de paso esta lubricada desde un deposito situado en la parte superior de la articulación de arrastre. La lubricación de la articulación de arrastre y batimiento está asegurada por unos conductos internos. La lubricación de la articulación de cambio de paso se realiza a través de una tubería por centrifugación.

22. Las articulaciones cuentan con tapones de purga magnéticos.

23. T-4 PAR DE REACCION Y SISTEMAS ANTIPAR El tercer principio de la dinámica establece “QUE TODA FUERZA DE ACCION PROVOCA UNA FUERZA DE REACCION DE LA MISMA INTENSIDAD Y DIRECCION, PERO EN SENTIDO OPUESTO”. Por ello un helicóptero con un motor, que hace fuerza para girar un rotor en el aire, tiende a desplazar el fuselaje en sentido opuesto a esta rotación . Para compensar esta fuerza utilizamos el ROTOR DE COLA , permitiendo que el aparato quede quieto respecto a un observador en tierra.

24. Todos los helicópteros de rotor único deben disponer de un sistema compensador del PAR DE REACCION. Hay que excluir de este sistema compensador, a las aeronaves que tienen dos rotores principales, que giran en sentido contrario, ya que los propios rotores compensar el PAR DE REACCION. (ROTORES EN TANDEM, COAXIALES,ENTRELAZADOS).

25. ROTOR DE COLA O ROTOR ANTIPAR El rotor de cola es un componente necesario para los helicópteros con un rotor principal . El rotor de cola, es una hélice montada en el larguero de cola del helicóptero, con un eje de rotación lateral. El empuje que crea está desplazado del centro de gravedad , contrarrestando el par motor creado por el rotor principal, manteniendo el aparato estable. El paso de las palas del rotor de cola es regulable por el piloto mediante los pedales, esto permite al piloto rotar el helicóptero en su eje vertical (guiñada) El rotor de cola estabiliza el helicóptero, y es un elemento EXTREMADAMENTE IMPORTANTE , su daño o pérdida , significa en la mayoría de las ocasiones, la pérdida del control de vuelo, resultando en desplomes, caídas y accidentes .

26. TIPOS DE ROTOR DE COLA Existen tres grandes tipos: Rotor de cola tradicional Fenestron Notar

27. Rotor de cola tradicional Sistema más común para contrarrestar el par de reacción, y controlar el eje de guiñada. Este rotor esta dotado de cambio de paso, actuado desde los pedales. INCOVENIENTES: Resistencia en el vuelo de avance. Generación de ruido, que representa una parte importante. Peligrosidad en operaciones en tierra. HELICOPTEROS ET

28. Rotor de cola FENESTRON Fue desarrollado por EUROCOPTER, para disminuir ciertos inconvenientes de los rotores de cola tradicionales. El FENESTRON es un rotor de cola CARENADO que le protege contra las principales agresiones exteriores, además de reducir el ruido irradiado. A su vez, no interfiere en el movimiento del aire alrededor del estabilizador vertical. Mientras que los rotores tradicionales tienen entre 2 o 4 palas, los FENESTRON, tienen entre 8 y 18. El número de palas, lo que hace, es distribuir la frecuencia y que el aparato sea más silencioso . VENTAJAS: Aumenta la seguridad en tierra. Menos posibilidad de daño externo por FOD. Gran reducción de ruido. DESVENTAJAS: Mayor peso en cola. Mayor coste de construcción. HELICOPTEROS ET

29. Rotor de cola NOTAR NO TAIL ROTOR Otro desarrollo que se ha producido en los rotores de cola, ha sido el sistema NOTAR. Este sistema consiste en un chorro de aire comprimido que se expulsa por una ranura a lo largo del cono de cola. Este chorro de aire es útil en estacionario, o en tierra, pero en vuelo de traslación no es del todo efectivo. Para ello, y contrarrestar el PAR DE REACCION, se usan estabilizadores horizontales. También se usa el aire, que no sale por las rejillas, y es conducido hacia atrás, este flujo de aire crea el empuje necesario para compensar el par de reacción.

30. VENTAJAS: Aumenta la seguridad en tierra. Menos posibilidad de daño externo por FOD. Gran reducción de ruido. DESVENTAJAS: Problemas en autorrotación , menor tiempo hasta llegar al suelo Poca fabricación.

31. HELICOPTEROS ET SIN ROTOR DE COLA

32. T-6 VIBRACIONES Y AJUSTES DEL ROTOR PRINCIPAL ¿Qué es la vibración? Se dice que un cuerpo vibra, cuando describe un movimiento oscilante alrededor de una posición de referencia. La vibración se denomina frecuencia, y es medida en Hz (ciclos por segundo). El movimiento de vibración puede consistir en el de un solo componente a una frecuencia única, o en los varios componentes a distintas frecuencias, produciéndose simultáneamente. Todas las máquinas vibran, solo varia la cuestión del grado de vibración ¿Cómo aumenta la vibración? Durante el servicio útil de la máquina, se producen unos desgastes que dan origen a un creciente aumento de los niveles de vibración

33. Vibraciones en helicópteros El helicóptero, en virtud de su construcción ligera y de sus distintos elementos sometidos a elevados esfuerzos y los múltiples componentes giratorios que tiene, es especialmente proclive a estos fenómenos de vibraciones. ¿Cómo y dónde se producen? En el helicóptero se pueden producir vibraciones bien por su propia concepción aerodinámica o por unas condiciones anormales de funcionamiento. Ej : Distinta sustentación entre palas. VIBRACIONES EN ROTOR: En los rotores se producen vibraciones de TIPO MEDIO, dependiendo su frecuencia de los siguientes factores: Número de palas de rotor. Longitud de las palas. Tipos de cabeza de rotor. Velocidad de giro del rotor.

34. CLASIFICACION DE VIBRACIONES EN HELICOPTEROS Vibraciones inherentes inducidas por reacciones dinámicas de los rotores. Vibraciones producidas por desajuste en los rotores o por desgaste en alguno de los componentes. Oscilación del mástil ( Pylon rock). 1. Vibraciones inherentes Provienen del rotor principal en forma de ligeras sacudidas verticales o laterales en proporción de dos a uno (dos sacudidas por cada revolución). Se producen generalmente por: Fuerzas que actúan sobre el plano del rotor en vuelo. Por distribución desigual del aire que afecta al disco rotor. Por cabeceos de las palas. Estas vibraciones son propias del rotor bipala .

35. 2. Vibraciones producidas por desajuste del rotor o desgaste de algún componente. Son las más CORRIENTES: Vibraciones verticales . Vibraciones laterales. Vibraciones de alta frecuencia. Vibraciones producidas por el motor. VIBRACIONES VERTICALES Son producidas principalmente porque las palas del rotor no siguen exactamente el mismo recorrido en su giro, una pala genera más sustentación que otra . Este defecto se denomina fuera de tracking. Esta vibraciones AUMENTAN con el AUMENTO de VELOCIDAD del aparato. “Sensación de caerse la dentadura”

36. VIBRACIONES LATERALES Son producidas por el desequilibrio longitudinal o transversal o de ambos a la vez en el rotor. Lo que ocurre es que hay más masa giratoria en un lado del mástil que en el otro. El rotor intenta establecer su propio eje de giro que transmitirá al mástil, forzándole a un recorrido circular. Es de tipo 1:1, aumenta al aumentar las rpm del rotor (no con la velocidad del helicóptero). “Sobre todo en estacionario, sensación de desplazamiento lateral” VIBRACIONES ALTA FRECUENCIA Pueden provenir de diferentes puntos, por desajuste en la transmisión al rotor de cola, por el rotor de cola o por elementos que se mueven a alta velocidad (ventilador, generador,etc ….). Se suelen notar en los pedales, en el piso de la cabina y en el panel de instrumentos.

37. VIBRACIONES DEL MOTOR Proceden de la anomalía de alguno de sus componentes que gire a alta velocidad. Son muy difíciles de detectar. 3. Oscilación del mástil. ( Pylon rock) Son oscilaciones producidas por el mástil, saliéndose de la vertical. El efecto que se produce en un movimiento en la estructura que da sensación de silla giratoria. Se producen en vuelos de traslación, ascensos a plena potencia y cambios bruscos en el cíclico.

38. CORRECION DE VIBRACIONES VIBRACIONES VERTICALES Se producen porque existe diferencia de sustentación entre palas. Se comprueban dichas vibraciones a diferentes velocidades (60,90 y 110 nudos). Se corrigen actuando sobre los barriletes (link cambio de paso) si son constantes a las distintas velocidades, y sobre las aletas compensadoras si la frecuencia de vibración varía conforme a la velocidad del helicóptero. VIBRACIONES LATERALES Se producen por la falta de alineación de las palas, falta de equilibrado de estas. Se comprueban en estacionario. Se corrigen actuando sobre los brazos de arrastre de las palas o bien quitando o poniendo pesos de las palas.

39. SISTEMAS EMPLEADOS PARA DETECTAR VIBRACIONES Método de tanteo o intuitivo. Banderola. Equipos electrónicos. Equipos electrónicos computerizados ( vibrex ),

40. Fin del tema