¿Cuál es la resistencia del rotor del helicóptero a la velocidad del jet?

De hecho, hubo algunos experimentos con el rotor parado . El más avanzado con la implementación real fue probablemente el Boeing X50 Dragonfly :

Por fuente, uso legítimo de material protegido por derechos de autor en el contexto del Boeing X-50 Dragonfly

Las principales razones por las que puedo pensar por qué nada como esto llegó a producción todavía son:

• Cuando el rotor gira, la pala de un lado se mueve hacia atrás y debe tener el borde de ataque hacia atrás, pero cuando el rotor se detiene, ambos lados necesitan que el borde de ataque mire hacia adelante. Entonces, el perfil aerodinámico debe ser simétrico, pero eso tiene una eficiencia muy baja, o algunas palas tienen que girar de alguna manera, lo cual es complicado.

• Para ser ligeras, las palas del rotor suelen ser muy flexibles y dependen de la fuerza centrífuga para mantenerlas rectas bajo carga. Pero cuando se detienen, no tendrán tanta fuerza, por lo que deben ser mucho más rígidos, lo que los hace demasiado pesados ​​para girar.

• Tener alas y rotor separados agregaría mucho peso, especialmente porque el rotor aún tendría que ser lo suficientemente fuerte para resistir las cargas aerodinámicas cuando se detenga.

Entonces, ¿por qué no existe ese tipo de avión híbrido?

Este tipo de avión no existe en gran medida porque hay una forma más sencilla de hacerlo que ya se ha hecho con cierto éxito. Los aviones como el Harrier son capaces de VTOL simplemente redirigiendo el escape del avión.

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En este caso, reduce la cantidad de piezas móviles al no necesitar un sistema de chorro regular y un mecanismo de helicóptero (que requiere mucho mantenimiento), sino que simplemente es más fácil tener una boquilla dirigida.

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Esta idea se ha trasladado al mundo de la hélice con Boeings V-22 Osprey , que tiene rotores de control de inclinación que permiten VTOL pero también se utilizan para el vuelo hacia adelante. En este caso

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Para responder directamente a la pregunta de arrastre, sí, el arrastre sería alto (alguien más puede proporcionar un número específico o las matemáticas), pero como cualquier otra cosa, el diseño podría construirse, simplemente no sería muy eficiente. Dado que generalmente puede controlar el paso del rotor de un helicóptero, podría potencialmente (en un sistema de rotor con números pares) orientar al menos 2 de ellos para que actúen como alas pequeñas y generen una sustentación muy limitada para ayudarlo incluso en su situación estática.

Como la mayoría de las cosas en la aviación, los aviones están construidos para un perfil de misión determinado. VTOL se adapta a ciertos casos, como andar en un portaaviones o en otros lugares de difícil acceso, pero cosas como los aviones comerciales ya tienen una gran infraestructura basada en la pista para apoyarlos. Cualquier lugar de difícil acceso en el que necesite aterrizar probablemente también significa que sus cargas son pequeñas y un helicóptero será suficiente, necesitaría un lugar grande de difícil acceso que tuviera cargas constantemente grandes entrando y saliendo para justificar un avión comercial considerable que tenía VTOLcapacidad. Si bien hay algunas aplicaciones para esto en el espacio militar (me vienen a la mente los aterrizajes de portaaviones), hay otros sistemas que se ha encontrado que son eficientes de usar. Curiosamente, el escape dirigido de los nuevos F-35 ha causado problemas en la cubierta de los portaaviones.

Cualquier cosa que use un rotor para despegar verticalmente es más ineficiente cuando se eleva, flota o se mueve lentamente . Esto es más obvio cuando un helicóptero tiene el peso máximo o en condiciones "calientes y pesadas" en las que podría no ser posible despegar verticalmente .

Para levantar verticalmente, el empuje debe ser mayor que el peso. Esto no es cierto para un avión "convencional".

Si usa un rotor solo para despegar, entonces ese rotor se convierte en nada más que peso adicional (y complejidad) que no necesita. Tal vez podría usar el rotor detenido para generar algo de sustentación de manera similar a un ala convencional pero, como han señalado otros, para hacer una pala de rotor que sea lo suficientemente rígida para actuar como un ala estática y que aún pueda manejar las fuerzas generadas al girar. es un serio desafío de ingeniería que agregará más peso y complejidad (porque el cubo del rotor debe tener bisagras que puedan absorber las fuerzas al girar pero que mantengan la pala rígida cuando está estacionaria).

También necesita algún mecanismo complejo y, por lo tanto, pesado, para transicionar el empuje del rotor mientras eleva a cualquier propulsión que use para el vuelo hacia adelante.

Más peso, más complejidad, más mantenimiento, más coste, más errores. ¿Que es no gustar? ;)

Las otras respuestas también señalan mejores soluciones, como el empuje vectorial y el uso de los mismos rotores para levantar y proporcionar empuje en vuelo hacia adelante.

Agregue todo esto y tendrá una solución para un problema que no existe.