¿Es el ala fija más eficiente que el ala rotatoria?
Si es así, ¿por qué es eso?
Los helicópteros usan más combustible que los aviones (considerando que todo lo demás es igual).
Cuando los helicópteros viajan lento, necesitan más energía para sostener su peso. Cuando viaja rápido (según sus estándares), la resistencia del rotor es muy alta. Esta es la razón principal por la que necesitan más potencia. Más potencia = más combustible.
Los aviones convencionales tienen mucha menos resistencia aerodinámica a un peso y velocidad dados que un helicóptero.
Los helicópteros viajan lento. Cuando queman más combustible por hora y viajan lentamente, el consumo de combustible por milla es mucho peor. También se mantienen bajos. La mayoría tiene motores de turbina, las turbinas queman mucho combustible a bajas altitudes.
Wikipedia tiene un buen artículo sobre eficiencia energética en diferentes vehículos .
- Los biplazas y cuatro plazas que vuelan a 250 km/h con motores de vieja generación pueden quemar de 25 a 40 litros por hora de vuelo, de 3 a 5 litros por cada 100 pasajeros/km.
- El helicóptero de doble turbina Sikorsky S-76C++ obtiene aproximadamente 1,65 mpg-US (143 L/100 km; 1,98 mpg-imp) a 140 nudos (260 km/h; 160 mph) y transporta 12 para aproximadamente 19,8 pasajeros-millas por galón ( 11,9 litros por 100 pasajeros km).
Los aviones de ala fija son generalmente mucho más eficientes que los aviones rotativos. Esto se debe a la diferencia en cómo generan sustentación.
Para los aviones de ala fija, utilizan un motor para mantener el avión en movimiento hacia adelante. El flujo de aire sobre las alas genera sustentación. El motor solo debe superar la resistencia del avión (en vuelo nivelado). Este arrastre se debe tanto al arrastre de forma del avión como a la generación de sustentación de las alas.
Para un avión rotatorio, el motor mantiene los rotores en movimiento. La rotación de los rotores genera sustentación, pero también es la principal fuerza utilizada para mover el avión hacia adelante. Entonces, en este caso, los rotores no solo proporcionan la sustentación para mantener la aeronave en el aire, sino también el empuje para que siga avanzando.
En un avión de ala fija, se puede hacer que la hélice sea eficiente para proporcionar empuje hacia adelante y que el ala sea eficiente para proporcionar sustentación. En un avión rotatorio, los rotores deben servir en ambos roles y resultar en un compromiso.
Cuando un helicóptero entra en vuelo estacionario, está utilizando toda su potencia para proporcionar sustentación, mientras que un avión de ala fija puede entrar en un patrón de espera con solo la potencia suficiente para compensar la resistencia.
La comparación de la eficiencia de sustentación frente a la resistencia aerodinámica de diferentes aeronaves muestra la menor eficiencia de un helicóptero. Un Cessna 150 tiene una L/D (relación de elevación a arrastre) de 7 en crucero, mientras que un helicóptero solo tendría alrededor de 4,5 en crucero. Otras fuentes muestran que los aviones pequeños pueden lograr una L/D de más de 10 .
También hay un límite de velocidad para los helicópteros que les impide ir tan rápido como la mayoría de los aviones turbohélice o jet. Esto se debe a que las puntas de los rotores deben permanecer a velocidades subsónicas. Los helicópteros actuales como el UH-60 están limitados a unos 200 nudos. Los diseños más nuevos, como el Eurocopter X3 y el Sikorsky X2 , tienen una capacidad de hasta 250 nudos, pero aún están en desarrollo.
A modo de comparación, un pequeño helicóptero y un pequeño avión de ala fija. Aunque el PA-31 (ala fija) es más pesado que el 206 (helicóptero) y puede transportar más pasajeros, puede volar más rápido y más lejos que el helicóptero. La "economía de combustible" de millas náuticas por galón se basa en la capacidad de combustible y el alcance máximo, por lo que no es una cifra exacta del consumo real de combustible.
Además, el PA-31 terminó la producción en 1984, mientras que el 206B-L4 es la última versión que aún está en producción.
Opinión; La relación sustentación/resistencia del ala fija frente al ala rotatoria por lógica le cuesta más combustible al ala rotatoria porque la energía se gasta en la sustentación, donde no se requiere en un ala fija. La situación práctica de ala fija más eficiente es el "efecto de ala en el suelo", donde se requiere menos energía para generar sustentación debido a la compresión del aire debajo del ala. Aquí, la mejor eficiencia se obtiene con un ala más grande ajustando la velocidad para mantener la sustentación.
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