¿Aumentará el empuje en el rotor (principal) con la altitud?

Supongo que OP significa torque en el rotor, ya que el empuje siempre debe compensar el peso para mantener la altitud. Ecuaciones de empuje T, par Q y potencia P para la teoría del momento en el vuelo estacionario:

con$C_Q$siendo idéntico a$C_P$.

A cualquier altitud, el empuje debe ser igual al peso. Densidad del aire$\rho$disminuye con el aumento de la altitud, por lo que$C_T$debe aumentar con el aumento de la altitud que lo hace linealmente.

El gráfico anterior de Leishman muestra la relación entre$C_P$y$C_T$, que se puede aproximar como:

con$\kappa$= factor de pérdida y$\sigma$= solidez de la hoja.

Entonces la potencia requerida aumenta con$T^{3/2}$, y por lo tanto aumenta con el aumento de la altitud. Desde$C_P$=$C_Q$, el par también lo hace. Tenga en cuenta que el peso en altitud ha disminuido debido al consumo de combustible necesario para alcanzar una mayor altitud, lo que compensará parte del par adicional necesario.

El empuje requerido de un rotor principal para mantener el helicóptero en el aire sigue siendo esencialmente el mismo independientemente de la altitud. El empuje debe ser igual al peso para mantenerlo en el aire. Como mencionó el empuje, estamos hablando de vuelo estacionario y no de vuelo hacia adelante (donde el flujo de aire sobre el disco giratorio del rotor produce sustentación).

El empuje producido por un rotor principal, suponiendo un par y un ángulo de ataque constantes, disminuye con la altitud. El aire se vuelve más delgado, pero las aspas no se mueven más rápido ni se hacen más grandes.

En el caso de un helicóptero, las aspas no pueden girar más rápido. Ya están a la velocidad óptima, más rápido y las puntas se vuelven supersónicas y pierden mucha eficiencia, o las palas se salen del avión... definitivamente no es bueno.

Las palas del rotor tampoco pueden volverse más grandes para manejar altitudes más altas sin afectar negativamente el vuelo a baja altitud con mayor resistencia y masa.

Entonces, el ángulo de ataque de las palas se incrementa para mantener el empuje suficiente... hasta cierto punto. Sobre una cierta altitud, puede ser FL150-200 dependiendo del modelo en particular, incluso eso no restaurará el empuje donde debe estar... el AOA aumentará hasta donde las palas se detengan.

Tenga en cuenta que los aviones de rotor basculante vuelan a altitudes mucho más altas que los helicópteros, porque utilizan mayor velocidad y flujo de aire sobre las alas para producir sustentación, no empuje hacia abajo desde los rotores.