| Article Information | ||
|---|---|---|
| Category: | Theory of Flight |  |
| Content source: | SKYbrary |  |
| Content control: | Ar Pilotos |  |
Helicóptero rotação automática
Definição
A rotação automática é uma condição de vôo de helicóptero durante o qual o rotor principal de um helicóptero é conduzido somente por forças aerodinâmicas, sem a potência do motor. É uma manobra em que o motor é desengatado do sistema de rotor principal e as lâminas do rotor são impulsionadas apenas pelo fluxo de ar ascendente através do rotor. Por outras palavras, o motor já não fornece energia ao rotor principal. Um vetor do impulso do rotor em um helicóptero é usado para dar impulso para a frente em voo motorizado; assim, quando não há outra fonte de impulso em um helicóptero, ele deve descer quando em autorotação.
a rotação automática Seguintes Motor ou do Rotor de Cauda Falha
A razão mais comum para a rotação automática é uma falha de motor (ou de falha de ambos os motores, no caso de um bimotor de helicóptero), mas autorotations também pode ser executada no caso de um rotor de cauda falha, uma vez que praticamente não há torque produzido em auto-rotação. (Embora, neste caso, o motor deva ser desligado nas fases finais da aproximação para evitar uma resposta do binário do motor à medida que a aterragem é efectuada.)
Se o motor falhar, a unidade de movimento livre desliga automaticamente o motor do rotor principal, permitindo que o rotor principal gire livremente. Essencialmente, a unidade freewheeling desliga-se sempre que o RPM do motor (RPM) é menor que o RPM do rotor (rpm).o fabricante especifica um RPM mínimo e máximo para cada tipo de helicóptero. A gama normal RPM é marcada no gabarito RPM como um arco verde, com as gamas cautelares permitidas marcadas em amarelo ou âmbar e delimitadas por uma marca vermelha que indica o mínimo e o máximo permitido.no momento da falha do motor, as lâminas principais do rotor produzem elevação e impulso por uma combinação de seu ângulo de ataque e velocidade. Quando a potência do motor falha, o componente de arrasto irá rapidamente reduzir a velocidade do rotor. O Manual de voo estipulará um RPM mínimo, abaixo do qual, se a velocidade do rotor diminuir, poderá ser impossível recuperar RPM para um valor de voo: o rotor perderá completamente e deixará de rodar. O piloto deve, portanto, se a potência do motor falhar, reduzir imediatamente o passo coletivo (e, assim, diminuir o arrasto de perfil de Elevação e lâmina), como resultado de que o helicóptero começa uma descida imediata, produzindo assim um fluxo de ar para cima através do sistema de rotor. Este fluxo ascendente de ar através do rotor altera os vectores de Elevação e de arrasto ao longo da extensão das lâminas para produzir uma secção interior onde o arrasto actua no plano de rotação das lâminas: e assim mantém-nas a rodar. Isso fornece impulso suficiente para manter o rotor RPM durante toda a descida, enquanto também produz algum elevador. No entanto, as taxas de descida na autorotação são tipicamente 1500-2000 fpm em muitos helicópteros, e pode ser maior em alguns. Uma vez que o rotor de cauda é conduzido pela transmissão principal do rotor durante a autorrotação, o equilíbrio é mantido como em voo normal.
Vários fatores afetam a taxa de descida em auto-rotação: Altitude de densidade, Peso Bruto, Velocidade do ar e RPM Do Rotor (rpm):
- em altitudes de alta densidade, a taxa de descida será maior porque o ar é menos denso.
- os pesos brutos elevados irão aumentar a taxa de descida e RPM.
- no IAS abaixo da taxa mínima recomendada de IAS de descida, o RPM estará na extremidade inferior da gama permitida e, no IAS superior, o RPM poderá estar na extremidade superior da gama permitida.
o controle primário da velocidade de descida é a velocidade do ar. As planilhas de ar mais altas ou mais baixas são obtidas com controlo cíclico da atitude do passo, tal como em voo normal.
em teoria, o piloto tem uma escolha de planadores de ar para variar o ângulo de descida, de uma descida vertical para o intervalo máximo, que é o ângulo mínimo de descida. A velocidade de descida é alta a velocidade zero e diminui para um mínimo de aproximadamente 50 a 70 nós para a maioria dos helicópteros leves e médios, dependendo do tipo de helicóptero em particular e dos fatores que acabamos de mencionar. como a velocidade do ar aumenta para além da velocidade mínima de descida, a velocidade de descida aumenta novamente. Tais condições podem dar origem a um intervalo de variação adicional na autorotação e, à medida que o RPM aumenta com o aumento da velocidade do ar, o RPM pode ser controlado a um valor reduzido (dentro dos limites do Manual de voo) utilizando um passo colectivo adicional: normalmente, maximizará o alcance. da mesma forma, em turnos, devido ao aumento da carga da lâmina, O rpm tenderá a subir, e o piloto pode precisar de usar pequenos aumentos de passo colectivo para manter o RPM dentro dos limites especificados pelo fabricante. ao aterrar de uma autorrotação, a energia armazenada nas lâminas rotativas é utilizada para diminuir a velocidade de descida e fazer uma aterragem suave. Uma maior quantidade de energia do rotor é necessária para parar um helicóptero com uma alta taxa de descida do que é necessário para parar um helicóptero que está descendo mais lentamente. Portanto, descidas autorotativas em muito baixas ou muito altas são mais críticas do que aquelas realizadas na taxa mínima de velocidade de descida. além disso, haverá uma velocidade na autorotação acima da qual as secções de arrastamento da ré das pás do rotor se estendem ao longo da calibração da lâmina, na medida em que o rotor vai agora começar a abrandar marcadamente. Esta velocidade será normalmente expressa como uma limitação Manual de Velocidade do voo para a autorotação. Uma vez que o RPM está no seu valor mais baixo em uma velocidade zero ou baixa autorotação de velocidade, e não há uma velocidade de ar efetiva para uma manobra de chama antes do touchdown (discutido abaixo), pode haver inércia insuficiente no sistema de rotor para dissipar a taxa de descida antes do touchdown. É o caso, em particular, dos helicópteros com sistemas de rotor de baixa inércia, como, em geral, os R22, os modelos de Rotorway, os modelos Enstrom e alguns outros. Em segundo lugar, a autorrotação da velocidade de alcance coloca o helicóptero numa configuração que terá de ser modificada em tempo útil para que o piloto execute uma aterragem autorotativa (ou com o motor desligado). O helicóptero terá de ser desacelerado para uma velocidade em terra adequada para aterrar e aterrar ao longo da área de aterragem, quer na sua derrapagem quer no trem de aterragem com rodas.
A aplicação prática da formação em autorrotação é análoga à “prática de aterragem forçada sem potência” efectuada por pilotos de aviões. Assim como no caso avião, o piloto do helicóptero pode simplesmente re-aplicar o poder de iniciar um ir-em torno de, em qualquer altura, e (exceto nos casos em que o acelerador deve ser manipulados pelo piloto em coordenação com um aplicativo de coletivos de campo) na maioria dos casos, este será simplesmente questão de elevar o coletivo alavanca e definição de escalada de poder, com um ajuste correspondente do campo atitude. durante a autorrotação, o helicóptero permanece totalmente manobrável, podendo ser utilizada uma combinação de voltas e / ou alterações da velocidade do ar para ajustar a trajectória de voo e manobrar a aeronave para uma área de aterragem adequada.as Autorotações para aterrissagem ou aterrissagem do Motor (EOL) são praticadas rotineiramente em quase todos os helicópteros monomotor e são uma manobra necessária para testes de habilidades. Ao realizar a formação em fim de vida útil, o instrutor ou examinador retardará o acelerador ou inibirá o sistema de regulação do motor, de modo a que o motor permaneça em marcha lenta SEM carga quando a alavanca colectiva for levantada. Estas manobras são, portanto, adequadamente chamadas de aterragens simuladas do Motor (SEOL), uma vez que o motor não é realmente desligado.
Autorotative de Destino Técnica
, Onde se transforma são realizadas a fim de fazer um bom escolhido a área de pouso, o objetivo deve ser sempre o helicóptero para ser alinhado com a área de pouso por não mais do que 300 pés agl em constante rotação automática, o recomendado IAS (que normalmente é de alguns nós mais elevada do que a Taxa mínima de Descida IAS, a fim de maximizar os benefícios do “flare”, discutido abaixo). A uma altura adequada (normalmente entre 40 e 100 pés, dependendo do tipo de helicóptero), a velocidade do ar é reduzida para uma velocidade confortável para uma aterragem em andamento, usando uma atitude desacelerativa, de aproximação nasal. A chama tem o benefício de reduzir a velocidade para a frente e aumentar rpm durante a chama, o que irá aumentar a energia armazenada no rotor: necessário para amortecer o touchdown. O elevador adicional criado durante a erupção reduz a taxa de descida. A velocidade no touchdown e a corrida resultante no solo depende da velocidade e quantidade de flare. Quanto maior o grau de flare e quanto mais tempo ele é mantido, mais lenta a velocidade de touchdown e mais Curta a corrida no solo. Quanto mais lenta for a velocidade desejada no ensaio, mais precisa será a altura e a velocidade da chama, especialmente em helicópteros com sistemas de rotor de baixa inércia.uma vez que a chama aumenta normalmente a RPM, o piloto pode (excepto em helicópteros com sistemas de rotor de baixa inércia) levantar ligeiramente a alavanca colectiva na extremidade da chama. (O pequeno aumento do passo coletivo é muitas vezes conhecido como um “cheque”.) Isto terá o efeito de usar alguns dos RPM adicionais para dar algum impulso extra do rotor, que irá tanto diminuir a taxa de descida e proporcionar mais desaceleração, uma vez que o impulso do rotor está agindo oposto à direção do movimento para a frente.
a atitude do arado não pode ser realizada até o touchdown, caso contrário a cauda do helicóptero irá atingir o solo primeiro. Assim, uma vez que a chama tenha sido concluída, o piloto deve re-selecionar uma atitude de passo de nível usando a vara cíclica antes de touchdown. nas últimas fases da EOL, o helicóptero está na atitude de nível, com uma velocidade de ar relativamente baixa para a frente, e apenas com a inércia restante no rotor para ajudar o piloto a fazer um touchdown suave. O piloto terá de levantar a alavanca colectiva para utilizar parte ou toda a energia restante do elevador no sistema de rotor para amortecer o toque.é essencial que os cíclicos e pedais sejam coordenados ao longo da chama e da aterragem, de modo que o helicóptero aterre em linha recta. Após o toque, a alavanca cíclica e coletiva não deve ser movida até que a corrida de pouso esteja completa e o helicóptero chegue a uma parada. No entanto, os pedais de guinada devem ser utilizados, se necessário, para garantir que o rolamento em terra permanece reto.
Ar Exercício: em linha Reta-Em auto-rotação para EOL
Uma linha Reta-Em auto-rotação para SEOL é, muitas vezes, utilizados para a prática de estágios finais de um touchdown de auto-rotação. Dado que, na prática, a aterragem forçada tem sempre por objectivo ser ao nível das asas e de acordo com as normas IAS recomendadas para um Gee por agl de 300 pés, a partir desse ponto do procedimento e, em particular, da Gestão Energética do RPM, é geralmente a mesma. ver figura acima (posição 1). A partir do nível de voo à velocidade de ar recomendada pelo fabricante, acima de 500 pés AGL e dirigindo-se para o vento, suavemente, mas firmemente, baixar a alavanca de passo coletivo para a posição de baixa completa, mantendo RPM no arco verde.coordene o movimento coletivo com os pedais de guinada para manter o equilíbrio e use a vara cíclica para ajustar a atitude do passo para selecionar e manter a velocidade desejada. Em helicópteros com motor de pistão, uma vez que o coletivo é completamente abaixado, diminuir o acelerador para garantir uma separação limpa das agulhas. Depois de dividir as agulhas, reajuste o acelerador para manter o ERPM acima da velocidade normal de marcha lenta SEM carga, mas não alto o suficiente para causar a junção das agulhas. O fabricante frequentemente recomenda que o ERPM seja ajustado. Podem ser especificadas diferentes técnicas de gestão do motor no Manual de voo para helicópteros com motores de turbina e outros com sistemas de regulação do motor.
na posição 2, a aeronave deve estar em autorrotação de acordo com a norma IAS autorotativa recomendada, com a norma IAS estável, RPM no sector verde e com o helicóptero em equilíbrio.
a cerca de 40 a 100 pés acima da superfície, ou à altura recomendada pelo fabricante (posição 3), a chama é iniciada, selecionando uma atitude desacelerativa com vara cíclica ré suficiente para reduzir a velocidade do ar para a frente e diminuir a velocidade de descida. Cuidado deve ser tomado na execução da chama de modo que o bastão cíclico não é movido para trás tão abruptamente a ponto de fazer com que o helicóptero para escalar, nem deve ser movido muito lentamente, pois haverá então pouco efeito de chama para ajudar a prender a descida. A chama pode ser uma manobra “uma vez só” para uma atitude definida de inclinação do nariz, ou aplicada progressivamente, mas de modo a evitar qualquer atitude extrema de inclinação. O RPM deve aumentar durante a descida, e um aumento acentuado da RPM permite ao piloto efectuar um pequeno movimento ascendente (ou “verificação”) da alavanca colectiva para maximizar a elevação e a desaceleração com o helicóptero em atitude de fogo.à medida que a distância ao solo entre a cauda do helicóptero e o solo diminui, e a velocidade para a frente diminuiu para um ritmo de corredor rápido aparente, (posição 4), o cíclico é movido para a frente para colocar o helicóptero na posição de fuselagem de nível para a aterragem. A altura, neste momento, deve ser de aproximadamente 8 a 15 pés AGL, dependendo da altura recomendada pelo fabricante. Deve ser usada precaução extrema para evitar uma atitude excessiva de nariz alto e cauda baixa abaixo de 3 metros.
neste ponto, apenas a inércia restante do sistema de rotor permanece para fornecer elevador e o helicóptero irá descer com baixa velocidade para a frente (Posição 5). O piloto deve aumentar o passo coletivo, conforme necessário, para verificar a descida e amortecer o pouso. Os pedais de guinada são usados para manter o rumo como o passo coletivo é elevado, devido à redução do RPM e o efeito reduzido resultante do rotor de cauda. após o touchdown, e após o helicóptero parar completamente, a alavanca coletiva é abaixada para a posição de fundo. Nenhuma tentativa deve ser feita para tentar parar o avanço do solo com ré Cíclico, como as lâminas principais do rotor podem atingir o boom da cauda a baixa RPM. Ao invés disso, baixando ligeiramente o coletivo durante a corrida no solo, mais peso é colocado no trem de pouso, atrasando o helicóptero.
para resumir a técnica de fim de vida a partir de uma autorotação em estado estacionário com a IAS recomendada: FLARE (ou F-L-A R-e), verificar (excepto sistemas de rotor de baixa inércia) e almofada.erros comuns na Autorotação
- não usar pedal antitorque suficiente quando a potência é reduzida.baixar abruptamente o nariz quando se perde energia. O descarregamento do sistema de rotor causa uma maior perda de RPM, e a atitude de aceleração pode resultar em ganho excessivo no IAS e aumento na taxa de descida.falha em manter as RPM dentro dos limites do Manual de voo durante a descida.falha na manutenção da IAS recomendada em que a chama é eficaz a arder à altura errada.muito agressivamente ou não o suficiente.a terminar a chama demasiado alta e / ou … .
- ….aplicação de uma alavanca colectiva em altura excessiva, resultando numa aterragem dura, perda do controlo do rumo e possível dano ao rotor de cauda e às paragens da lâmina principal do rotor.não nivelar o helicóptero antes de aterrar.
acidentes e incidentes
- AS32, en-route, Mar Do Norte Noruega, 1998: Em 20 de outubro de 1998, no Mar do Norte, um Eurocopter As332l Super Puma operado pela Norsk HeliKopter AS, sofreu uma falha de motor com autorotação e subsequente perda de altura. A tripulação identificou erradamente o motor em mau funcionamento e reduziu a potência do motor restante utilizável. No entanto, o erro foi detectado a tempo de a tripulação recuperar o controle do helicóptero.
- Wake Vortex Generation by Helicopters
- Vortex Ring
Helicopter SMS Toolkit
- Wake Vortex Generation by helicopter CAA
Further Reading
- H-8083-21A: “Helicopter Flying Handbook”; FAA, 2012