¿Cómo no se inclinan los aviones VTOL como el V-22 Osprey?

¿Cómo los aviones como el V-22 no se inclinan bajo una carga desequilibrada? si solo están soportados por 2 fuerzas en cada lado, un gran peso en la espalda debería hacer que se incline hacia atrás cuando está parado, ¿no es así? es difícil poner esto en una imagen, pero aquí no va nada:

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Un gran peso en la espalda seguramente haría que se inclinara; fuente de la imagen original

El peso y el equilibrio son una consideración para todos los aviones, no solo para el Osprey. Si el peso se distribuye fuera de los límites, esto sería un problema. Por lo tanto, distribuyen la carga adecuadamente.
¿Por qué crees que tu pregunta es específica para el águila pescadora? Cualquier avión se comportaría de la misma manera.
La mayoría de los aviones utilizan la sustentación (inversa) generada por el plano de cola para equilibrarse, pero esto no es aplicable durante VTOL.
Sucede que existe algo conocido como Centro de Gravedad que también sirve como centro de rotación y que se ubica en línea con las alas.
¿Es posible que la pregunta que se pretendía hacer sea "cómo se controla el cabeceo para un avión de rotor basculante en vuelo estacionario y lento"?
Creo que el cartel se pregunta cómo el águila pescadora mantiene este equilibrio mientras cambia el paso de los rotores.

Respuestas (3)

Si lo piensas bien, tu pregunta se aplica exactamente de la misma manera a un helicóptero convencional. Es de esperar que cabecee con el morro hacia abajo si el peso está hacia adelante y hacia arriba si el peso está hacia atrás. De hecho, es incluso peor para un helicóptero convencional, porque con un solo rotor se balancearía (se inclinaría de izquierda a derecha) además de cabecear.

La respuesta es la misma para el Osprey que para un helicóptero convencional: el cabeceo está controlado por el control cíclico del rotor. A medida que el rotor gira, un mecanismo en su interior cambia el ángulo de ataque de la pala (el paso de la pala) a medida que gira. Este cambio puede hacer que genere más sustentación cuando está en la parte trasera que en la delantera (o viceversa, o de izquierda a derecha). Esto crea un momento de giro alrededor del centro del disco del rotor, que contrarresta el momento del peso desequilibrado.

Sin embargo, solo obtienes tanto de un momento con eso. La aeronave necesita ese momento para cambiar su cabeceo para maniobrar. Si tuviera que usar el rango completo de inclinación de las palas (el control cíclico máximo) solo para contrarrestar el peso desequilibrado, no podría inclinar la aeronave más en esa dirección. Por esta razón, el momento máximo de un giroavión (cuán lejos puede estar el centro de masa del centro de sustentación) suele ser menor que el de los aviones.

¡El elevador en el avión tiene el mismo problema cuando el avión reduce la velocidad! El viejo helicóptero Chinook de doble rotor (delantero y trasero) puede sumar o restar potencia para compensar una amplia gama de puntos de CG de carga, pero el V-22 Osprey es mucho más rápido.

De acuerdo con varios fragmentos de documentación en línea, los rotores tienen control de paso cíclico como un helicóptero, así como control de paso colectivo como un helicóptero y la mayoría de los aviones de hélice de alto rendimiento (a menudo denominados con una hélice de "paso variable"). El cíclico en el águila pescadora se controla con un plato cíclico que aparentemente solo tiene un control cíclico de adelante hacia atrás, ya que no se necesita de lado a lado. Para moverse hacia los lados, el águila pescadora simplemente aumentaría el paso colectivo de un rotor mientras reduce el colectivo del otro. Aquí hay un pasaje de un documento que encontré:

En concreto por eje, el control de cabeceo se realiza mediante cíclico longitudinal, el control lateral mediante colectivo diferencial combinado con cíclico lateral, y el control de altura mediante mandos colectivos simétricos.

Por lo tanto, funciona como un helicóptero típico y el elevador se puede ajustar según sea necesario para manejar un centro de gravedad variable.

Supongo que podría, si se carga incorrectamente. Pero los V-22, como cualquier otro avión, tienen envolventes de peso y equilibrio para evitar que esto suceda. Y cualquier maestro de carga y tripulación de vuelo competente cargaría la aeronave en consecuencia y la verificaría dos veces antes del vuelo.

El sobre de peso y balance es una especificación y no previene nada. Es simplemente un gráfico en una hoja de papel que le dice al piloto el rango aceptable del centro de gravedad de modo que los controles reales del avión puedan mantenerlo volando. La pregunta era sobre cómo funcionan los controles de vuelo reales para que haya un sobre y no solo un punto para el centro de gravedad. Por ejemplo, los ascensores de un avión convencional controlan el centro de elevación para tener en cuenta un centro de gravedad variable. ¿Qué tiene que lograr el V-22 cuando está flotando? Esa era la pregunta.
No, la envolvente de peso y balance es un criterio de diseño para el rango dentro del cual debe estar el centro de masa de la aeronave para garantizar la capacidad de control y la estabilidad según lo diseñado.
Y aún así, la pregunta era sobre cómo el piloto controla la aeronave, y la especificación de peso y equilibrio, los criterios de diseño, o como quiera llamarlo, no es algo que controle la aeronave en vuelo. El control de paso cíclico en los rotores de hélice controla la sustentación de manera que el centro de sustentación se alinee con el centro de gravedad para evitar que la aeronave se incline. Estoy seguro de que ambos podemos presentar nuestras licencias de piloto como una declaración de autoridad, pero prefiero tratar de entender la pregunta original sobre cómo el piloto puede controlar la aeronave en vuelo.
¿Cómo no se inclinan los aviones VTOL como el V-22 Osprey?
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