Otras carreras problema de Helicopteros

[facundofc]

Tengo una pregunta, para que sirve el roto trasero de un helicoptero ,que funcion tiene.
por lo que se le hace una fuerza contraria a la helice mas grande, como se podrian hacer las ecuaciones que den a entender para que se pone el rotor atras, para que no gire el helicoptero.

[teclado]

Re: problema de Helicopteros

Te animo encarecidamente a que investigues tu teclado. Encontrarás teclas bastante útiles como los signos de interrogación "¿" y "?" (normalmente después del 0). No sé mucho de helicópteros pero supongo que sí, la función del rotor trasero es la de dirigir el helicóptero (controla la dirección en el que éste "mira").

El rotor principal siente la resistencia del aire, lo que provoca un torque en el eje que se trasmite al fuselaje haciendo girar (al fuselaje) en el sentido opuesto al que lo hacen las hélices. Este torque se compensa con el rotor trasero, que ejerce una fuerza dentro del plano en el que actúa el torque de la principal y considerablemente lejos del eje de giro. Aunque se me escapan las relaciones exactas entre las velocidades de rotación o la potencia de cada uno debe haberlas aunque sean puramente empíricas.

Estas relaciones tendrán que tener en cuenta no sólo el rozamiento del aire en las hélices si no también la inercia de las mismas al acelerar y decelerar y quizás algo que se me escape, y permitirían mantener el aparato quieto en el aire sin necesidad de un ajuste manual contínuo, aunque no me parece un problema trivial y es muy posible que al menos en los primeros helicópteros no se usase ningún automatismo y hasta me creería que en los modernos se use un simple giroscopio para calcular la velocidad de los rotores.

Además de esto el rotor de la cola también sirve para balancear el aparato, es decir, hacer que rote en un sentido u otro de forma controlada.

Saludos.

[Richard R Richard]

Re: problema de Helicopteros

Tengo una pregunta, para que sirve el roto trasero de un helicoptero ,que funcion tiene.

Esta sería la parte divulgativa de tu pregunta, El rotor principal del helicóptero, tiene la función de impulsar una masa de aire desde la parte superior a las aspas, hasta la inferior, la velocidad tangencial , el perfil de las aspas y su angulo con respecto a la horizontal, provocan la fuerza de sustentación necesaria, para elevar el peso del helicoptero, un leve cambio inclinación "por sectores" en las aspas, provoca desplazamiento hacia delante , atras y de lado.
Al ser un movimiento rotacional, la reacción a esta fuerza de impulsión, provoca torque, que cuando el helicóptero esta en el piso , es compensado por la fuerza de rozamiento, entre el piso, sus barras de suspensión o ruedas según el caso, pero al estar en el aire no habría compensación alguna y el fuselaje comenzaría a girar en el sentido contrario al giro de las aspas.
El rotor trasero se usa entonces para equilibrar este torque. La otra funcion es de timon, para el giro del fuselaje , así la nariz siempre sigue el sentido de avance.

por lo que se le hace una fuerza contraria a la helice mas grande,

es un torque, provocado por una fuerza aplicada a cierta distancia. Con esto quiero resumir que el calculo es la integral del rozamiento del aire que variara radialmente pues las aspas son mas veloces en las puntas que en el centro.

como se podrian hacer las ecuaciones que den a entender para que se pone el rotor atras, para que no gire el helicoptero.

Las basicas serían

La $F_a$ fuerza ascencional, que surgiría, de un calculo de la resistencia que ofrece el aire al movimiento de rotación provocado por el motor, que dependerá de la velocidad angular , del coeficente de sustentación del perfil del aspa, el angulo de ataque del aspa, de las variables de presión y temperatura del aire, La formula exacta la desconozco.

Esta fuerza podrá elevar la masa $m$ helicóptero con aceleración $a$ si

$F_a-m.g=m.a$

Del mismo modo que podemos hallar un centro de empuje a un volumen sumergido en un fluido, podemos interpretar que la existencia de la $F_a$ se debe a la aplicación de una $F_r$ fuerza rotacional equivalente aplicada en un centro de empuje ubicado a lo largo del aspa. El radio al cual se halle dicho centro multiplicado por esta fuerza nos dará el torque aplicado por el motor.

$M=F_r\cdot R_e$

Este Torque debe ser compensado por la fuerza del rotor trasero, aplicada a una distancia dada por la separación entre los ejes principal y trasero, que variara según el diseño

$M=F_{rt}\cdot D_e$

Sabiendo esa fuerza se podrá diseñar las palas traseras. Las ecuaciones de diseño son complicadas, no imposibles, pero cada fabricante experimenta mucho para hacer sus diseños cada vez mas confiables.

El principio de funcionamiento esta bastante completo aqui y el uso del rotor de cola aqui

Saludos

[chinomasj]

Re: problema de Helicopteros

Perdón por la intromisión pero no sé cómo crear un nuevo hilo y tengo una duda que tal vez para uds es sencilla: un helicóptero en vuelo de traslacion- Para el vuelo hacia delante, el plano de la trayectoria de la punta está inclinado hacia delante, inclinando así la fuerza total de elevación hacia delante de la vertical. Esta fuerza de empuje de elevación resultante puede resolverse en dos componentes: la elevación actúa verticalmente hacia arriba y el empuje actúa horizontalmente en la dirección de vuelo. Ahora la DUDA por que si la fuerza resultante es inclinada hacia arriba y adelante, el helicóptero no Vá en esa dirección (arriba y adelante inclinadamente) y realmente Vá hacia adelante? Espero sus respuestas. Muchas gracias

[teclado]

Re: problema de Helicopteros

Para crear un hilo entra en el foro (en el enlace del menú de arriba, justo debajo de la imagen de la web de física), escoge un aula (por ejemplo, en mecánica newtoniana) y en la parte de arriba, encima de los hilos ya creados hay un botón azul que dice "crear hilo".

La razón de que el helicóptero acelere hacia delante y no hacia arriba es que la fuerza de ascenso (la componente vertical) está compensada con el peso del aparato dando una resultante vertical nula. La fuerza hacia delante no se ve compensada con nada (salvo con la resistencia del aire cuando va muy rápido), así que el helicóptero acelera. Sin embargo dando más (o menos) potencia al motor la fuerza de ascenso puede ser mayor (o menor) que el peso dando un movimiento como el que dices de aceleración hacia delante y hacia arriba (o hacia abajo)

[chinomasj]

Re: problema de Helicopteros

Muchas gracias teclado por tu gran ayuda!! Es decir que Vá hacia delante porque (entendiendo que la sustentación iguala al peso) existe más empuje que resistencia?? Gracias!!

[Visitante]

Re: problema de Helicopteros

Yo, que conozco algo del tema, por experiencia, te diria que:

- Basicamente, se consideran 4 fuerzas en el vuelo de una aeronave:
La Sustentacion, el Peso, la Traccion y la Resistencia.

- El equilibrio-desequilibrio de estas fuerzas y sus componentes en los 3 ejes hacen
que el avion-helicoptero se desplace en una direccion o en otra en el aire.

- En teoria, en un avión hay 3 'mandos' principales que controlan estas 4 fuerzas.
La 'palanca' (izquierda-derecha-delante-atras), el 'gas' (mas-menos potencia)
y los 'pedales' que controlan el timon de direccion (izquierda-derecha).
En un helicoptero hay tambien 3 mandos principales.
El 'colectivo' que hace las funciones del 'gas'. El 'ciclico' que hace las funciones
de la 'palanca' y los 'pedales' que hacen la funcion de rotación horizontal.

- En el caso que tu preguntas, los 'pedales' en un helicoptero compensan el torque
del rotor principal de la misma forma que en un avion los pedales y la palanca
compensan el torque de la helice en un avion monomotor.

- Esto en teoria es relativamente sencillo pero en la practica, cada aeronave
avion-helicoptero se comporta de una forma diferente...cada fabricante invierte
sumas considerables de dinero en estudiar perfiles y formas alares para desarrollar
un avion-helicoptero que cumpla ciertas condiciones de vuelo.

- En el caso de un helicoptero, los pedales pueden hacerlo rotar 360 grados en un eje
vertical sin mover la posicion, en el caso de un avion, esto no es posible...
En el caso de un helicoptero, avanza inclinando el rotor principal hacia 'adelante'
con el ciclico...en el caso de un avion, siempre avanza...

- En resumen, tanto en un avion como en un helicoptero las Fuerzas que intervienen
en un vuelo son las mismas pero la forma de controlarlas es un poco diferente.
(Ten en cuenta que hay helicopteros con timon de profundidad...y esto les ayuda
a acelerar o frenar como mecanismo suplementario y hay aviones-autogiros con
rotores pasivos que actúan de la misma forma).

- Hay toda una especialidad en Ingenieria, la Aeronautica que estudia todo esto.
No creo que este sea un tema a analizar desde el punto de vista de la Mecanica
Clasica a menos que consideremos casos muy simples con Energia, Momentos,
Fuerzas con punto de aplicación en el CDG...

Si te interesa.
http://elhelicoptero.blogspot.com.es...elicptero.html

Un saludo.

[chinomasj]

Re: problema de Helicopteros

Entonces acelera hacia delante ya que la fuerza de ascenso (sustentación) es igual al peso y hay una resultante vertical nula, y la fuerza hacia delante (empuje) es más grande o mayor que la resistencia?

- - - Actualizado - - -

Ahí va imagen

[Visitante]

Re: problema de Helicopteros

Si. El rotor de un helicoptero proporciona tanto sustentacion como traccion.
Si hay traccion, el helicoptero aumentará su velocidad relativa hasta que las fuerzas
de resistencia igualen a la fuerza de tracción.

Pero aquí habria que considerar que a mayor velocidad relativa, normalmente,
mayor sustentacion. Asi que, si mantenemos la traccion, la tendencia del
avion-helicoptero será la de elevarse.

Con esto quiero decir que, en segunda aproximacion, la sustentacion, la traccion
la resistencia inducida y la resistencia parasita dependen de las caracteristicas
del fluido (el aire), que todas ellas están relacionadas de diferente forma
y que la direccion de la velocidad con respecto al eje longitudinal del fuselaje
cuenta mucho.
(Todo ello hace que un analisis teorico del problema sea bastante dificil).

Un saludo.

[chinomasj]

Re: problema de Helicopteros

Muchas gracias FVPI!!!!!!