¿Cómo logra la guiñada un helicóptero de rotor coaxial?

En un helicóptero convencional, la sustentación generada por el rotor está controlada por el paso colectivo. Elevar el paso colectivo aumenta el ángulo de ataque de las palas del rotor y, en consecuencia, la sustentación, e inevitablemente aumenta la resistencia. La resistencia se supera aumentando el par del motor. El movimiento vertical se logra equilibrando el paso colectivo contra el par mientras se mantiene una velocidad del rotor relativamente constante .

El par del motor que empuja el rotor en una dirección da como resultado una tendencia del fuselaje a girar en la dirección opuesta. Esto se contrarresta convencionalmente con un rotor de cola u otro dispositivo similar, y la variación de la fuerza generada por este rotor controla la guiñada.

Hasta ahora tan bueno.

En un helicóptero con rotores coaxiales no hay rotor de cola, pero el problema del par permanece. Aquí, se resuelve aplicando un par igual pero opuesto a cada rotor.

La sustentación general se controla cambiando el ángulo de ataque de ambos rotores. Si se aplican las mismas entradas a ambos rotores, el par permanece equilibrado.

Sin embargo, el ángulo de ataque de un rotor se puede aumentar mientras que el ángulo de ataque del segundo se reduce, dejando la sustentación general sin cambios. Esto aumentará el arrastre en el primer rotor y, por lo tanto, el par necesario para mantener la velocidad del rotor.

Simultáneamente, la sustentación, la resistencia y el par en el segundo rotor se han reducido, produciendo un desequilibrio en la dirección del par entre los dos rotores y el consiguiente momento de guiñada alrededor del eje de rotación.

Todo esto se puede lograr sin un cambio significativo en la velocidad del rotor. De hecho, la velocidad exacta del rotor no influye en el control de guiñada.

Además de la excelente respuesta de @Airsick, algunos helicópteros coaxiales, como el Gyrodyne Rotorcycle , usan frenos de punta para lograr la autoridad de guiñada.

A continuación hay un par de ejemplos de frenos de punta, que se encuentran en este sitio web

Un freno de punta es un dispositivo inductor de arrastre en el extremo de la pala, que puede extenderse o retraerse para aumentar o disminuir el arrastre. Para girar en una dirección, los frenos de punta se extenderían en un juego de palas, pero no en el otro, generando un par neto debido al aumento de la resistencia en ese rotor.

Cuando aumenta el paso colectivo de una pala de rotor, produce un par que induce una guiñada en la dirección opuesta de la aeronave. Del mismo modo, reducir el paso colectivo reduce la cantidad de par que había estado induciendo. Esto es evidente en un helicóptero de un solo rotor con su necesidad de un rotor antitorsión.

Entonces, en un sistema de rotor coaxial, con las dos palas del rotor principal girando en sentido contrario, aumentando el paso colectivo de los rotores superiores (aumentando así su efecto de par en el eje del rotor principal) Y reduciendo el paso colectivo de los rotores inferiores (disminuyendo así su par). efecto sobre el eje del rotor principal) hará que la aeronave gire en la dirección opuesta a la que giran los rotores superiores.

Entonces, digamos que, visto desde la parte superior de un helicóptero coaxial, los rotores superiores giran en el sentido de las agujas del reloj y los rotores inferiores giran en el sentido contrario a las agujas del reloj. Cuando se aplica el pedal izquierdo (para apuntar el morro del helicóptero hacia la izquierda o girar en sentido contrario a las agujas del reloj), el paso colectivo para los rotores superiores aumenta (aumentando el par en sentido contrario a las agujas del reloj) mientras que se hace lo contrario para los rotores inferiores (disminuyendo así el par en el sentido de las agujas del reloj). ¡Espero que esto ayude!

En términos simples, aumenta el arrastre en los rotores que van en una dirección y lo reduce en los rotores que van en la otra dirección.

Normalmente, aumenta el paso de un rotor (lo que significa más sustentación y más arrastre) y lo disminuye en el otro (lo que significa menos sustentación y menos arrastre). La sustentación se equilibra, pero la diferencia en la resistencia provoca guiñada.