¿Por qué un ascenso vertical de 0 nudos en un helicóptero no es seguro cerca del suelo?

Un despegue vertical, conocido como despegue "en torre" o "área confinada", normalmente solo se usa cuando no es posible despegar y permanecer en el efecto suelo antes de ganar velocidad y alejarse.

Por ejemplo, su necesidad operativa es aterrizar en un claro en un bosque o quizás en un campo rodeado de árboles altos. Para volver a despegar, debes escalar verticalmente hasta que hayas despejado las copas de los árboles para que puedas avanzar y ganar velocidad. Es posible que deba usarlo de noche (porque no puede ver si hay obstáculos adelante) o al despegar desde la nieve o la arena cuando su visión se oscurecerá, lo que hace que un despegue vertical sea más seguro.

Se define técnicamente como cualquier despegue que requiera ascender verticalmente hasta salir del efecto suelo.

En esta respuesta , he discutido las razones por las que la potencia requerida para la transición del efecto suelo al vuelo hacia adelante es mucho menor que la requerida en un vuelo estacionario o un ascenso vertical fuera del efecto suelo. Antes de intentar un despegue elevado, el piloto debe realizar una verificación de potencia para establecer que tiene suficiente potencia para flotar OGE (fuera del efecto suelo). Si tiene suficiente potencia para sobrevolar OGE, entonces, en teoría, podría continuar ascendiendo verticalmente hasta que la reducción en la salida de potencia del motor o la elevación (pequeño efecto) a medida que gana altitud reduzca el margen de potencia hasta el punto en que no sea posible seguir ascendiendo. sin exceder los límites.

Entonces, al punto de su pregunta, ¿por qué no es seguro?

La razón principal es un escenario que es común a todas las operaciones de helicópteros, no solo un despegue imponente. Subir verticalmente a 90 pies es exactamente tan peligroso como llegar a un vuelo estacionario de 90 pies en una llegada desde un vuelo hacia adelante.

Este escenario te coloca en un área sombreada del diagrama de velocidad de altura , conocida por los pilotos como la "curva de evitar" o quizás más exactamente la curva del "hombre muerto". Es importante destacar que esto no tiene nada que ver con la cantidad de energía que tiene que, por supuesto, si el motor se detiene, ¡de repente se convierte en cero!

Fuente: Copters.com

En resumen, los pilotos de prueba, utilizando un helicóptero completamente cargado sobre superficies niveladas y preparadas, intentan ingresar a la rotación automática desde diferentes combinaciones de altura y velocidad. En algún momento, se miran y dicen "un piloto normal y bien entrenado, solo podría autorrotar de manera segura desde esa combinación de altura y velocidad. Marcan estos puntos en un gráfico, unen los puntos y dicen "ve esos áreas sombreadas, no vayas allí". Representa las áreas donde no tendrás suficiente de la combinación de energía potencial y cinética para hacer un aterrizaje seguro.

Como puede ver, el imponente despegue lo coloca en lo más profundo de la curva a evitar. Esta es la primera preocupación de seguridad. Si el motor se detiene, es casi seguro que chocará.

Elegí esa curva, para un Enstrom F28, porque ilustra muy bien que si continuara subiendo verticalmente hasta 300 pies, saldría de la parte superior de la curva. Desde esta altura, podría girar automáticamente de forma segura.

La segunda preocupación de seguridad se remonta a la potencia requerida. Si se queda sin energía durante el ascenso, la aeronave puede comenzar a descender en su propio vórtice de rotor y puede entrar en un estado de anillo de vórtice . En un área confinada, no tienes opciones para escapar y ciertamente, todos excepto los mejores pilotos no evitarán un choque o, en el mejor de los casos, un aterrizaje muy fuerte. Soy un piloto privado con tiempo relativamente bajo y cuando realizo mis comprobaciones de potencia, quiero ver al menos un 10% de reserva adicional sobre la comprobación de potencia medida. Ha habido momentos en que los pilotos han aterrizado en áreas confinadas, pero luego no han tenido el poder de sobrevolar OGE. Han tenido que reducir el peso y/o esperar una temperatura más baja antes de volver a intentarlo.

La tercera preocupación de seguridad es la necesidad de buenas habilidades y capacitación. Al realizar despegues elevados en helicópteros deportivos y privados típicos, el piloto debe ser cuidadoso con los controles. Las entradas de control relativamente grandes o rápidas provocan grandes picos en la potencia requerida. Cuando tienes mucha velocidad, esto realmente no importapero al escalar verticalmente, es posible que necesite más potencia de la que está disponible. Debe escalar OGE lentamente con incrementos colectivos suaves y, cuando esté libre de la copa de los árboles u otro obstáculo, suavice el avance cíclico suavemente. Es esta última entrada la que es especialmente arriesgada. Si empujas el cíclico hacia adelante como lo harías en un despegue normal, es posible que te quedes sin energía y te instales en la copa del árbol sin nada que dar. La forma segura de hacerlo es una subida lenta pero, obviamente, esto te deja en la zona sombreada durante más tiempo. Siempre me sentí aliviado cuando limpié los árboles y regresé al vuelo normal y la tentación, que debe resistirse, es aumentar la velocidad de ascenso para reducir el tiempo en la curva, pero, por supuesto, esto reduce los márgenes de potencia. El principio general es utilizar la potencia requerida y no más.

El cuarto problema de seguridad (y el último que yo sepa) no es tan peligroso de inmediato, pero puede generar problemas. En un helicóptero sin una gran reserva de potencia, es posible llegar a un punto en el que la potencia requerida supere la potencia disponible, especialmente si se detecta una ráfaga de viento. En esta situación, las RPM del rotor comenzarán a reducirse o "caer". La única respuesta posible es bajar el colectivo. Esto normalmente significa que tiene que darse por vencido y simplemente aterrizar e intentarlo de nuevo como se indicó anteriormente, pero cualquier situación que lleve a que las RPM del rotor caigan fuera de su control es, para mí, una preocupación de seguridad.

Dicho todo esto, algunos pilotos pasan mucho tiempo operando en las áreas sombreadas, por ejemplo, en operaciones de registro y verificación de líneas eléctricas, pero están debidamente capacitados, usan máquinas elegidas para reducir los riesgos, pagan más seguro que el resto de nosotros y aceptar el riesgo como "parte del trabajo".