¿Cuáles son los patrones de flujo de aire de un helicóptero cuando opera en efecto suelo?

Cuando se opera en la región del colchón de aire de aproximadamente 8 pulgadas y por debajo del suelo, ¿qué patrón sigue el flujo de aire hacia abajo?

Respuestas (1)

Lo que sucede a una altura de 8 pulgadas o menos en el efecto de vuelo estacionario en el suelo es una función del diámetro del rotor: todo es relativo. El efecto suelo se vuelve perceptible aproximadamente a un diámetro de rotor desde la superficie del suelo, por lo que si su rotor tiene 8 pulgadas de diámetro, todavía no hay un cambio significativo en el flujo de aire hacia abajo.

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Si nos limitamos a las discusiones sobre el flujo en función del diámetro del rotor, podemos ver que sucede lo siguiente, como se ilustra en la figura anterior, de J. Gordon Leishman, Principios de aerodinámica de helicópteros:

  • Sin efecto suelo, el suelo tiene poco o ningún efecto sobre el flujo de salida del rotor. Las líneas en espiral de la figura son los vórtices de las puntas de las palas.
  • En Ground Effect, la corriente descendente del rotor aparece comprimida y extendida. Una forma de entender cómo el efecto suelo afecta la sustentación es considerando que la presión estática debajo aumenta y contribuye a la sustentación.

Los vórtices de las puntas de las palas en espiral se comprimen y se extienden también, y esto tiene un gran efecto en las fluctuaciones de la estela, particularmente perceptible para un observador en tierra. Lo que sucede exactamente con respecto a las ráfagas en espiral aún no se comprende por completo, de Prouty, Helicopter Performance, Stability and Control, página 68:

El efecto de estela en el suelo no es realmente un flujo constante..., sino un flujo con fluctuaciones a gran escala que un observador que se encuentre cerca del helicóptero puede sentir como ráfagas. La referencia 1.21 especula que estas fluctuaciones están asociadas con el vórtice que se compone de los vórtices individuales de las raíces de las palas. Este vórtice aparentemente se retuerce como una serpiente clavada en el suelo, causando que toda la estela se mueva y se tambalee.

Los pilotos ocasionalmente informan que cuando se ciernen sobre el efecto suelo, experimentan perturbaciones de guiñada aleatorias. Esto probablemente se deba al efecto del vórtice de la raíz cuando se retuerce cerca del rotor de cola.

Gracias por la entrada Koyovis! Escuché que muchas personas especulan que el patrón de la corriente descendente adopta un patrón de herradura. ¿Ha escuchado algo sobre eso?
No, nunca he visto una referencia a la corriente descendente en forma de herradura.
Iba a corregir esta oración, pero no estoy seguro de lo que se supone que debe ser: and this has a large effect on was fluctuations¿ Se suponía que debía estar despierto ?
Gracias @TomMcW, a veces la autocorrección hace autocorrecciones extrañas. El error ortográfico original fue, por supuesto, mío.
Bueno, una vez que el rotor se mueve en una dirección, por supuesto, se producirá un vórtice de herradura, como con un ala. Solo que con un patrón de flujo más complejo.
Koyovis comentó sobre una pregunta similar que publiqué, "Cómo mantener estable un helicóptero cuando está cerca del suelo", y mencionó cómo las personas sentirían grandes fluctuaciones de aire cuando estuvieran de pie junto al helicóptero. Ese ejemplo, junto con la forma en que los vórtices de raíz causan movimientos de guiñada aleatorios para los pilotos, tiene mucho sentido. Mi pregunta es si podemos o no anticiparnos a estos movimientos para contrarrestarlos.
@Wes Según la descripción de Prouty, las perturbaciones son de naturaleza aleatoria, lo que implicaría que no se pueden anticipar el tiempo y la magnitud. No pude encontrar ningún diagrama de distribución de frecuencias de la estela descendente del rotor que afectara la cola vertical; podría ser que algunos de los efectos de vórtice sean de naturaleza periódica debido a la frecuencia de paso de las palas, pero no pude confirmarlo.
@koyovis ¡Aprecio mucho tomarme el tiempo para buscar la respuesta a mi pregunta! Desafortunadamente, como usted dijo, estas perturbaciones no se pueden anticipar, pero me gustaría pensar que habría un patrón constante debido a los efectos de vórtice de la frecuencia de paso de la hoja.
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