¿Por qué los helicópteros RC más pequeños tienen un giro visible en sus rotores y los ligeramente más grandes no?

Los helicópteros RC más pequeños y baratos generalmente tienen un giro muy pronunciado en sus palas, y también varían su cuerda: los helicópteros RC un poco más grandes y un poco más caros no tienen giro visible o cambio de cuerda en sus palas (también tengo ambas variedades, y las palas más grandes tampoco tienen un giro medible : la respuesta y los comentarios a ¿ Por qué los rotores de los helicópteros tienen una sección y un ángulo de ataque constantes? Plantean que los helicópteros reales tienen un giro en sus palas, por lo que no estaba seguro de si es solo una ilusión óptica en los helicópteros RC)

El más caro de todos los helicópteros RC, Ingenuity, también tiene cambios de cuerda y ángulo muy visiblemente pronunciados, por lo que no parece ser una cuestión de precio :-)

Con la gran diferencia en la velocidad aerodinámica entre la parte interior y la exterior (en la imagen de ejemplo, la cuerda más grande, amarilla, más interna del helicóptero solo debería obtener menos de una cuarta parte de la velocidad aerodinámica que obtiene la parte exterior), esperaría un giro más visible - ¿Es esto algo que solo sucede en vuelo, como una reacción a las fuerzas aerodinámicas, es decir, la pala se tuerce mientras está en uso? ¿Cambiar el acorde y el aoa representa un obstáculo de construcción demasiado grande para las palas RC más grandes, mientras que es fácil hacerlo en plástico moldeado por inyección para las pequeñas?

helicóptero RC más grande sin torsión visible en las palas del rotor helicóptero RC más pequeño con giro visible en las palas del rotor

El helicóptero pequeño no tiene plato cíclico mientras que el más grande sí, esto hace que sus controles funcionen de manera diferente
@ratchetfreak: ¿quiere decir que el esquema de controles es de interés para el giro (cambio de cuerda) del rotor? Me refiero a que Ingenuity también tiene un giro y su esquema de control no es estándar, así que no dudo de ti, pero ¿podrías explicar por qué y para qué?
@bukwyrm: Ingenuity usa placas oscilantes , que es estándar para helicópteros coaxiales.

Respuestas (4)

La diferencia se debe a los diferentes sistemas de cómo producen su elevación hacia arriba y no está necesariamente relacionada con el tamaño.

En la mayoría de los helicópteros pequeños (como el que tiene en la imagen inferior) tiene el llamado sistema de "paso fijo". Las palas del rotor siempre tienen la misma curvatura (paso) y la cantidad de sustentación que producen está controlada por las RPM del rotor. Este sistema es fácil de producir (y por lo tanto barato) y es suficiente para helicópteros pequeños (de juguete).

Los helicópteros de "clase profesional" (pueden ser pequeños pero también grandes; por lo general, los grandes son de "clase profesional") utilizan un sistema diferente de producción de sustentación. Se llama "campo colectivo". Las palas del rotor no tienen ángulo, sino que son simétricas en su perfil y mantienen un paso de 0° (sin ángulo) cuando el rotor no gira. Al arrancar, el rotor se enrolla y mantiene una velocidad preestablecida, pero el helicóptero en sí no se mueve. Para cambiar la sustentación, el helicóptero comienza a inclinar todas las palas del rotor simultáneamente y comienzan a empujar el aire hacia abajo, elevando el helicóptero hacia arriba.

Debido a que las palas del rotor tienen que cambiar su ángulo (inclinación) durante la rotación, este sistema es mucho más complicado de fabricar, pero permite que el helicóptero realice maniobras complejas en lugar de simplemente subir y bajar y moverse en un plano. Los helicópteros de paso colectivo pueden incluso rodar boca abajo y ajustar su paso de acuerdo con los bucles de vuelo, etc.

Si bien veo que ese argumento tiene sentido para el caso, la respuesta de QuadmasterXLII también toca, es decir, volar invertido, realmente no veo la relevancia para los helicópteros que no giran: el paso colectivo debería permitir que cualquier tipo de pala tenga elevación cero - en un torcido hoja, la parte interna aún produciría sustentación, mientras que la parte externa ya produciría sustentación negativa, anulándose entre sí. Las pérdidas sufridas por tener siempre alguna parte de la pala en un aoa subóptimo (como es el caso de una pala recta) deberían compensar el pequeño inconveniente de tener que inclinarse demasiado para una sustentación cero, ¿no?
@bukwyrm Tener palas preajustadas en paso colectivo no tiene sentido porque, en primer lugar, en posición inactiva, la curvatura produciría una tonelada de turbulencia y, con ello, arrastre, lo que reduciría la eficiencia y, en segundo lugar, un tipo de curvatura es solo optimizado para un cierto tono. Por lo tanto, tener palas curvas sería bueno en una configuración de paso pero subóptimo en todos los demás.

Todo el mundo parece estar diciendo que tiene que ver con el esquema de control y la presencia o falta de un plato oscilante. El giro a lo largo de la longitud de las palas del rotor se denomina lavado. La propiedad de volverse más delgada a medida que se va apagando se llama ahusamiento. Los pequeños helicópteros RC de paso fijo suelen tener mucha conicidad y desgaste, y tiene sentido por qué, ya que la punta de la pala va mucho más rápido que la raíz y necesita mucho menos paso y tamaño para hacer la misma cantidad de elevación. Es un diseño más eficiente si agrega conicidad o lavado. La cuestión es que los helicópteros a gran escala tienen lavado y, a veces, también se estrechan, es mucho más sutil en velocidades más altas y cabezas de rotor más grandes que aprovechan la eficiencia de las palas más largas y delgadas. Algunos microhelicópteros como el scout CX tienen palas relativamente rectas y cuadradas, y algunos con una sola cabeza, sin flybar y un plato oscilante (como el Blade 120 s2) tiene mucha conicidad y lavado. Creo que los helicópteros de paso fijo tienden a ser más pequeños y funcionan a velocidades de cabeza más bajas, donde el lavado y la conicidad ayudan mucho. Obviamente, para volar en 3D, querrás una hoja simétrica, pero aún podrías utilizar la forma cónica.

Una explicación sin sumergirse demasiado profundo es que las secciones de rotores más grandes viajarán a velocidades más altas, por lo que no necesitan un ángulo de ataque alto, mientras que los rotores más pequeños necesitan un AOA alto para obtener suficiente mordisco.

¿Tienes números en eso? Tengo un helicóptero de palas de 20 cm con mucha torsión visible, y un helicóptero de 30 cm sin ninguna, mientras que, por ejemplo, los puntales de algo como el Osprey también están muy torcidos, mientras que el Bell-206, con palas más cortas, tiene unos de apariencia muy plana.

Históricamente, hay dos categorías principales de personas que vuelan costosos helicópteros RC: pilotos en 3D a quienes les gusta hacer volteretas y volar boca abajo, y pilotos a escala que quieren parecerse a helicópteros reales. Los pilotos en 3-D necesitan palas simétricas para volar boca abajo, y los pilotos a escala no se preocupan mucho por aumentar la eficiencia; solo quieren la misma inclinación y giro que el helicóptero real que están modelando, lo cual es sutil. Sospecho que el gran helicóptero de pala recta que posee tiene la capacidad de flotar boca abajo: ¿es este el caso?

No, el heli de pala recta no puede volar invertido, o tal vez solo soy yo :-)
¿Por qué los helicópteros RC más pequeños tienen un giro visible en sus rotores y los ligeramente más grandes no?
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