¿Cómo afectan los giros descoordinados (derrape, deslizamiento) al radio de giro de un helicóptero?

¿La trayectoria de vuelo de un helicóptero ( seguimiento correcto ) es un arco de radio constante independientemente de si se trata de un giro coordinado o no coordinado? (Suponga que las condiciones de viento son nulas y que el piloto mantiene el ángulo de alabeo, la altitud y la velocidad aerodinámica constantes en ambos casos).

Estoy confundido porque los textos mencionan resbalar y patinar como deslizarse cuesta abajo y deslizarse cuesta arriba desde el giro respectivamente, lo que para mí se lee como si el radio del giro cambiara.

[EDITAR] Se actualizaron las suposiciones para incluir el ángulo de alabeo y la velocidad aerodinámica.

"Suponiendo una altitud constante" es una gran suposición. En un giro, se debe agregar potencia para mantener la aceleración. Esto a su vez aumenta el torque y, por lo tanto, todo tipo de efectos secundarios. He consultado a Prouty y Wagtendonk (quizás las dos principales autoridades en dinámica rotatoria) y no puedo encontrar una respuesta a esto. Mi intuición dice que sí, el radio será constante ya que sin viento, no hay nada que perturbe el equilibrio excepto, tal vez, que el helicóptero encuentre su propio vórtice (lo cual es una buena prueba de habilidad al hacer giros coordinados de actitud constante) pero Realmente no lo sé.

Respuestas (1)

Dadas sus suposiciones sobre el ángulo de alabeo y la velocidad del aire y mi suposición de que el giro coordinado está determinado por la aceleración dentro de la aeronave que apunta hacia abajo "perpendicular al piso" (si quiere decir algo más por giro coordinado, intente ser más específico), entonces tiene un radio exacto para un giro coordinado. Aquel en el que la fuerza centrífuga generada por la velocidad del aire y la curvatura sumadas con la gravedad dan un vector que coincide con el ángulo de alabeo (fijo). Si desea que la aceleración local apunte en otra dirección (haciendo resbalones o derrapes), la única variable libre que queda es el radio de giro.

Así que sí, dado que la velocidad aerodinámica y el ángulo de alabeo son constantes, el radio de giro es el parámetro que determina si el giro está coordinado o no.

En un derrape, la aceleración local de la aeronave apunta hacia el lado que desea girar (o, en otras palabras, el suelo de la aeronave está demasiado inclinado fuera del giro). Para obtener esto, la fuerza centrífuga debe ser menor en comparación con el giro coordinado (la fuerza centrífuga es solo la cualidad que se permite cambiar), por lo que el radio de giro debe ser mayor. Para conseguir un derrape el radio de giro tiene que ser menor por la misma razón.

Aceleración inercial y de gravedad tal como se ve y se siente dentro de una aeronave durante un viraje con ángulo de alabeo α : avión a su vezdonde gramo → aceleración de la gravedad y a C → aceleración centrífuga. Resultante a → es la aceleración total que siente el piloto. De mecánica básica a C = v 2 / r donde v y r es la velocidad (ya sea TAS o GS, ambos son iguales aquí) y el radio de giro, respectivamente. El radio de giro para un giro coordinado es broncearse ⁡ α = a C / gramo ⇒ r C o o r d = v 2 / ( gramo broncearse ⁡ α ) . Cualquier radio más pequeño con el mismo banco y velocidad conduce a una mayor a C y por lo tanto patinar, el radio más grande resulta en patinaje. Tenga en cuenta que esto es cierto para cualquier avión, no específico para helicópteros.

Martin, dado que ha declarado que el radio de giro determina si es un giro coordinado (ya que hemos asumido que otros parámetros permanecen fijos en este ejemplo), ¿se verían entonces las rutas de vuelo respectivas? esto ?
@jumblie Creo que es al revés. El giro deslizante da ( con el mismo ángulo de alabeo ) un radio de giro mayor que el coordinado, el giro deslizante más pequeño. Si no está claro en las imágenes de arriba, puede intentar imaginárselo así: volaría de acuerdo con la regla de "pisar la pelota", luego, en un giro deslizándose, la pelota está "girando adentro" y tiene que pisar el fondo más grosero para conseguir un giro coordinado. Eso es lo que necesita para "girar más".
Uno podría tender a creer que el deslizamiento da "más giro" porque tenemos deslizamientos laterales, ¿verdad? Pero tenga en cuenta que el deslizamiento lateral (o deslizamiento hacia adelante, es la misma maniobra aerodinámicamente de todos modos, solo la trayectoria en tierra difiere) no es un giro en absoluto, es un avión que vuela hacia adelante, la única diferencia es que la nariz apunta "en dirección contraria".
Modifiqué mi diagrama para que el giro más cerrado sea el giro de derrape y el giro más grande sea el giro de deslizamiento, pero todavía no está del todo claro en mi cabeza. Independientemente de si el giro es coordinado/deslizamiento/derrape, ¿la aeronave siempre será tangencial a la pista? Además, deslizarse cuesta abajo hace que suene como si el radio fuera a reducirse y deslizarse cuesta arriba como si el radio fuera a aumentar, ¡pero es exactamente al revés!
@jumblie IMO tiene cualquier avión en patín/deslizamiento para volar parcialmente de lado. Aproximadamente como lo ha esbozado en su dibujo. La razón se vuelve clara cuando miras las fuerzas desde afuera. Necesita, además de la sustentación, alguna fuerza aerodinámica que empuje el avión hacia un lado. El razonamiento será un poco diferente para aviones de ala fija y helicópteros (porque el balanceo del rotor permite que la sustentación apunte un poco oblicuamente en relación con el fuselaje del helicóptero; alguien que realmente vuele un helicóptero puede corregirme aquí si me equivoco), pero el resultado debería ser el mismo. Trataré de agregar alguna explicación a mi respuesta eventualmente.
@jumblie No estoy seguro de dónde viene el símil cuesta arriba/cuesta abajo, por lo que no puedo dar más detalles sobre esto. ¿Tal vez tiene algo que ver con lo que siente el piloto durante un giro derrapando o resbalando? Ver imágenes en mi respuesta. En el giro deslizante, la fuerza resultante que se siente en la cabina lo empuja hacia el centro del giro, lo que puede verse como "cuesta abajo" si piensa en el ángulo de su asiento en relación con el horizonte. Durante el derrape, los puntos de fuerza de la red giran parcialmente hacia afuera, lo que podría imaginarse, analógicamente, como cuesta arriba. ¿Podría ser así?
¿Cómo afectan los giros descoordinados (derrape, deslizamiento) al radio de giro de un helicóptero?
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