CONTROLES DE VUELO DEL

HELICÓPTERO

EQUIPO 14IV13

INTEGRANTES DEL EQUIPO:

Buitrón Aldana Alán Cruz Alcalá Gustavo Doniz Muñoz Julio Enrique Ortega Aquino Aldo Peñaloza Ortiz Omar

INTRODUCCIÓN:

Hay 3 controles principales de vuelo de un helicóptero. Estos son el control de paso colectivo, el control de paso cíclico y el control de rotor de cola. Además de estos controles principales el piloto debe usar también el control del acelerador, el cual está por lo general montado directamente al control de paso colectivo, con el fin de volar el helicóptero.

En este capítulo, los sistemas de control descritos no se limitan al rotor principal del helicóptero, sino son empleados de una manera u otra en más configuraciones de helicópteros. Todos los ejemplos en este capítulo se refieren a las rotación en sentido contrario a las manecillas del reloj de las palas del rotor principal como se ve desde arriba. Si vuelas un helicóptero con rotación en sentido a las manecillas del reloj, izquierda a derecha debe ser invertido, especialmente en las áreas de cambio de paso de las palas del rotor, Pedal de movimiento del efecto lateral y el empuje del rotor de cola.

CONTROL DE PASO COLECTIVO: El control de paso colectivo está localizado en el lado

izquierdo del asiento del piloto y es operado con la mano izquierda. El colectivo es utilizado para hacer cambios en el ángulo de paso de las palas del rotor principal y hace eso de forma simultánea, o colectivamente, como su nombre implica. Cuando el control de paso colectivo está levantado, hay un incremento simultaneo e igual del ángulo de paso de las palas del rotor, cuando están hacia abajo hay una disminución simultanea e igual del ángulo de paso. Esto se realiza a través de una serie de conexiones mecánicas y la cantidad de movimiento en la palanca del colectivo determina la cantidad de cambio de paso de las palas. Un control de fricción ajustable ayuda a prevenir un movimiento de paso colectivo equivocado.

Cambiando el ángulo de paso de las palas cambia el ángulo de incidencia en cada una de las palas. Con un cambio de ángulo de incidencia viene un cambio en el arrastre, que afecta la velocidad de las revoluciones por minuto (RPM) del rotor principal. Cuando el ángulo de paso aumenta, al ángulo de incidencia aumenta, el arrate aumenta y las RPM del rotor disminuye. Disminuyendo el ángulo de paso reducen ambos ángulo de incidencia y arrastre, mientras las RPM del rotor aumentan. Con el fin de mantener constante las RPM del rotor, lo cual es esencial en la operación en la operación del helicóptero, un cambio proporcional en poder es requerido para compensar el cambio de arrastre. Esto es logrado con el acelerador, que automáticamente regula el poder del motor.

ACELERADOR: La función del acelerador es regular las RPM del

motor. Si el sistema del regulador no mantiene las RPM deseadas cuando el colectivo esta elevado o hacia abajo o si estos sistemas no están instalados el acelerador debe ser movido manualmente con el agarre giratorio para mantener las RPM. El acelerador es muy parecido al acelerador de una motocicleta, y trabaja virtualmente de la misma manera. Girando el acelerador a la izquierda las RPM aumentan, girando el acelerador a la derecha las RPM disminuyen.

GOBERNADOR/CORRELATOR: El gobernador es un dispositivo de detección o

sensación, que detecta las revoluciones por minuto (rpm) del motor y el rotor, y hace el ajuste necesario con el fin de mantener las RPM del rotor constante. En operaciones normales, una vez que las rpm del rotor están fijadas, el gobernador las mantiene constantes, y no hay necesidad de hacer un ajuste en el acelerador. Los gobernadores son comunes en todos los helicópteros de turbina (ya que es una función del sistema de control de combustible del motor de turbina), y también es usado en algunos helicópteros impulsados por pistones o émbolos.

Un correlator es una conexión mecánica entre la palanca del colectivo y el acelerador del motor. Cuando la palanca del colectivo es levantada, la potencia es automáticamente incrementada; y cuando es bajada, la potencia decrece. Este sistema mantiene las rpm cerca del calor requerido, pero aún requiere ajuste del acelerador para un buen ajuste.

Algunos helicópteros no tienen correlator o gobernadores y requieren de coordinación de todos los movimientos del colectivo y el acelerador. Cuando el colectivo es levantado, el acelerador debe incrementarse; cuando el colectivo es bajado, el acelerador debe decrecer. Como con cualquier control de una aeronave, los grandes ajustes de cualquiera, paso colectivo o acelerador, debe ser evitado. Todas las correcciones deben ser hechas a través del uso de presión suave.

En helicóptero de pistón, el paso colectivo, es el control primario para el colector de presión, y el acelerador es el control primario de las rpm. Sin embargo, el paso colectivo también influye en las rpm, y el acelerador también influye en el colector de presión; por lo tanto, cada uno es considerado como control secundario de la función del otro. El tacómetro y el medidor de presión del colector deben ser analizados para determinar qué control usar.

CONTROL DE PASO CÍCLICO:

EL control de paso cíclico es usualmente proyectado hacia arriba desde el piso de la cabina, entre las piernas del piloto o entre los dos asientos del piloto en algunos modelos. Este control primario de vuelo permite al piloto volar el helicóptero en cualquier dirección de viaja: hacia adelante, hacia atrás, izquierda y derecha.

La fuerza total de levante es siempre perpendicular al plano de punta de ruta del rotor principal. El propósito el control de paso cíclico es de inclinar el plano de punta de ruta en la dirección horizontal deseada. Los controles cíclicos del disco del rotor se inclinan contra el horizonte, el cual dirige el empuje del disco del rotor para permitir al piloto el control de la dirección del viaje del helicóptero.

El disco del rotor se inclina en la misma dirección que el control del paso cíclico. Si el cíclico es movido hacia adelante, el disco del rotor se inclina hacia adelante; si el cíclico es movido en popa, el disco se inclina en popa, y así. Debido a que el disco del rotor actúa como un giroscopio, los vínculos mecánicos para las barras de control cíclico son estrictamente establecidos de tal manera que reduzcan el ángulo de paso de la pala del rotor aproximadamente 90° antes de que alcance la dirección del desplazamiento del cíclico, e incremente el ángulo de paso de la pala del motor aproximadamente 90° grados después de que pase la dirección de desplazamiento.

PEDALES ANTIPAR: Los pedales anti-par, localizaos en el piso

de la cabina, por los pies del piloto, controlan el paso y por ende el empuje de las palas del rotor de cola u otro sistema anti-par. La tercera ley de Newton expresa que para cada acción, hay una reacción de igual magnitud y en dirección contraria.

Esta ley se aplica al fuselaje del helicóptero y su rotación en la dirección contraria de la dirección de las palas del rotor principal a menos que sea contrarrestada y controlada. Para hacer que sea posible el vuelo y compensar éste efecto, se incorporó un rotor anti-par o rotor de cola.

Los pedales anti-par permiten al piloto controlar el ángulo de paso de las palas de rotor de cola, las cuales en vuelo hacia adelante ponen al helicóptero en compensación longitudinal y, en vuelo estacionario, permite al piloto rotar al helicóptero 360°. Los pedales anti-par son conectados al mecanismo de cambio de paso en la caja de engranes del rotor de cola y permiten el incremento o reducción del ángulo de paso en las palas del rotor de cola.

CONTROL DE RUMBO: El rotor de cola es utilizado para controlar el rumbo

del helicóptero en vuelo estacionario o al dar vueltas planeando, así como contrarrestar el torque del rotor principal. Las vueltas planeando son comúnmente referidas como “vueltas de pedal”.

A velocidades superiores de la sustentación traslacional, los pedales son usados para compensar el torque para poner al helicóptero en compensación longitudinal para que el vuelo coordinado pueda ser mantenido. El control cíclico es usado para cambiar el rumbo haciendo un giro en la dirección deseada.

El empuje del rotor de cola depende del ángulo de inclinación de las palas del rotor de cola. Este ángulo de inclinación puede ser negativo, positivo o cero. Un ángulo de inclinación positivo tiende a mover la cola a la derecha. Un ángulo de inclinación negativo mueve la cola hacia la izquierda, mientras que no se produce empuje con un ángulo de inclinación cero. El máximo ángulo de inclinación positivo del rotor de cola es generalmente más grande que el máximo ángulo de inclinación negativo disponible.

Esto es porque el propósito principal del rotor de cola es contrarrestar el torque del rotor principal. La capacidad de los rotores de cola de producir empuje hacia la izquierda (ángulo de inclinación negativo) es necesaria, porque durante la auto rotación el arrastre de la transmisión tiende a guiñar a la nariz hacia la izquierda, o en la misma dirección en la que esté girando el rotor principal.

Desde la posición neutral, aplicar el pedal derecho provoca que la nariz del helicóptero guiñe hacia la derecha y la cola que se mueva a la izquierda. Presionar el pedal izquierdo tiene el efecto contrario: la nariz del helicóptero guiña a la izquierda y la cola oscila a la derecha.

Con los pedales anti torque en posición neutral, el rotor de cola tiene un ángulo de inclinación medio positivo. En inclinación media positiva, el empuje del rotor de cola iguala aproximadamente el torque del rotor principal en velocidad de crucero, para que el helicóptero mantenga un rumbo constante en vuelo nivelado.

Una aleta vertical o estabilizador es usado en muchos helicópteros de un solo rotor para ayudar en el control de rumbo. La aleta es designada para optimizar la estabilidad direccional en vuelo con una configuración de rotor de cola de cero empuje. El tamaño de la aleta es crucial para este diseño. Si la superficie es demasiado grande, el empuje del rotor de cola puede ser bloqueado. El control de rumbo sería más difícil a velocidades más lentas y en vuelo estacionario y la aleta vertical sería como una veleta.

Helicópteros que están diseñados con rotores en tándem no tienen un rotor anti torque. El helicóptero es diseñado con los dos sistemas de rotores girando en direcciones opuestas para contrarrestar el torque en vez de un rotor de cola. Los pedales direccionales antitorque son usados para el control direccional de la aeronave en vuelo, así como durante el “taxeo” (carreteo) con el tren de nariz despegado del piso.

En sistemas de rotores entrecruzados, que son un conjunto de dos rotores girando en direcciones opuestas con cada mástil de cada rotor montado en el helicóptero con un ligero ángulo con respecto al otro para que las palas se entrecrucen sin colisionar, y los sistemas de rotores coaxiales, que sor un par de rotores montados uno encima otro en el mismo eje y girando en direcciones opuestas, los pedales de dirección controlan el rumbo del helicóptero al planear haciendo un desbalance de torque entre los rotores, permitiendo que el torque gire al helicóptero.

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