¿Puede el V-22 autorrotar?

¿Pueden los rotores basculantes como el V-22 ejecutar un aterrizaje de autorrotación?

Si es así, ¿son las condiciones bajo las cuales eso sería posible (y sobrevivible) diferentes a las de un helicóptero?

Respuestas (4)

Los discos del rotor V-22 son mucho más ligeros que los de un helicóptero. Hay poca energía disponible para usar para amortiguar un aterrizaje, por lo que aunque la autorrotación es teóricamente posible, no tiene mucho sentido.

El manual del Boeing V-22 dice lo siguiente (consulte la página 26):

El V-22 es un rotor basculante y no depende de la autorrotación para un aterrizaje sin energía que permita la supervivencia. La amplia separación de los motores y la capacidad de impulsar ambos rotores con un motor hacen que un aterrizaje sin potencia sea extremadamente improbable. Sin embargo, si es necesario, el V-22 puede planear para un aterrizaje predecible en modo avión, como un turbohélice.

He visto índices de planeo de 2:1 y 4,5:1 citados en Internet, por lo que caerá bastante fuerte y destruirá los rotores.

Sin embargo, el diseño mitiga esto de varias maneras, o eso afirma el fabricante. En la sección de supervivencia del mismo manual dicen

La resistencia al choque del V-22 es una función del diseño. Los componentes pesados, como los motores y las transmisiones, están ubicados lejos de la cabina y el área de la cabina. Los propulsores están diseñados para deshilacharse o convertirse en “paja de escoba” en lugar de astillarse al impactar contra el suelo. El sistema de tren de aterrizaje de absorción de energía está diseñado para atenuar la mayor parte de la energía para aterrizajes bruscos de hasta 24 fps. El ala está construida para fallar fuera de la borda del accesorio ala/fuselaje de una manera que absorbe la energía cinética y asegura que el área de la cabina no sea aplastada, protegiendo así a los ocupantes. Un mamparo anti-plow evita que el morro se hunda en el impacto y el fuselaje proporciona una carcasa reforzada que está diseñada para mantener el 85 % de su volumen durante un choque.

Entonces, ¿es literalmente un problema de falta de inercia para la bengala de aterrizaje? ¿Pueden los discos al menos reducir la tasa de descenso para darle una pendiente de planeo más suave al apagar? ¿O el aterrizaje óptimo con potencia se realiza con los puntales hacia adelante y emplumados para una resistencia mínima? (¿O la configuración de accesorios es irrelevante?)
Me imagino que intentar autorrotar arruinará el ángulo de planeo, y no hay nada que haya visto que sugiera que la autorrotación sea una buena opción. El manual del fabricante recomienda explícitamente un aterrizaje corrido, para el cual, como dices, la mejor opción será puntales hacia adelante y emplumados.

Este parece ser un tema candente : en principio, el V-22 debería poder volar y aterrizar en rotación automática, pero las pruebas hasta ahora no lo demostraron. La posición del fabricante es que la autorrotación nunca fue parte de la especificación.

Todo se reduce a la inercia de las piezas giratorias en relación con la masa del avión. El requisito de plegar los rotores pone un límite a su diámetro y, en consecuencia, a su inercia al tiempo que aumenta la carga del disco. La inercia es demasiado baja para reducir la velocidad de descenso lo suficiente como para permitir un aterrizaje suave y seguro. Cita de Wikipedia :

Si bien es técnicamente capaz de autorrotación si ambos motores fallan en modo helicóptero, un aterrizaje seguro es difícil; [73] en 2005, un director de la oficina de pruebas del Pentágono declaró que en caso de pérdida de potencia mientras se cierne por debajo de 1600 pies (490 m), emergencia aterrizajes "... no es probable que se pueda sobrevivir".

Esto es específico del V-22: otros rotores basculantes bien podrían aterrizar en autorrotación si la inercia y la velocidad de su rotor son lo suficientemente altas.

A todos los efectos prácticos, el V-22 puede deslizarse hacia abajo en autorrotación, pero no podrá realizar un aterrizaje suave al final de este deslizamiento.

Entonces, ¿ es capaz de generar algo de sustentación al autorrotar sus hélices en posición vertical? Me imagino que habría una envolvente para planear en configuración de vuelo hacia adelante (es decir, aterrizaje sin potencia al estilo de ala fija) y una envolvente diferente para autorrotación. ¿La "inercia" a la que te refieres es literalmente la masa de las palas de la hélice (y el cubo)?
@feetwet: El modo de apagado recomendado es deslizarse como un avión con posición de propulsor vertical, por lo que funcionan como impulsores y accionan las bombas hidráulicas y los generadores eléctricos. La autorrotación clásica es posible, pero la tasa de caída es demasiado alta para un aterrizaje suave. La inercia es la integral de la masa sobre la distancia desde el centro, por lo que están involucrados tanto la masa como el diámetro del proprotor.
Supongo que esa es la respuesta "real" para el V-22. Pero me deja preguntándome si, dado que las hélices están conectadas a los sistemas hidráulicos y generadores, ¿no se podría realimentar suficiente energía de las baterías y los depósitos presurizados en el último momento para impulsar una bengala de aterrizaje?
@feetwet: Consideremos el cambio de energía necesario para eso. La tasa de caída del V-22 en autorrotación es de 18 m/s, la masa es de 20 toneladas. Para aterrizar necesitas deshacerte de una energía cinética de 0,9 kWh. Digamos que desacelera el V-22 durante 2 segundos en un g adicional. Esto requeriría una energía de 1.600 kW en la parte superior, mucho más de lo que puede proporcionar cualquier generador o batería. Necesita un motor de avión operativo, y eso sin pérdidas ni reservas, y sin agregar lo que necesita para sustentar. O al menos uno de los motores está funcionando o el V-22 golpea el suelo con fuerza.

En teoría, no hay nada que impida que los rotores basculantes realicen un aterrizaje de autorrotación. AugustaWestland AW 609 ya lo ha demostrado . El Bell XV-3 también hizo esto.

Sin embargo, V22 no ha demostrado autorrotación en ningún sentido práctico. La velocidad de descenso es demasiado alta para un aterrizaje seguro. La falta de autorrotación del V 22 se debe a la alta carga alar (que es ~50% alta en comparación con el AW609) y la baja inercia de las palas.

En cambio, el fabricante / operador ha afirmado dos cosas: el requisito (de que ambos motores fallen juntos) es remoto y que puede planear en cualquier caso. Al final del planeo (que es bastante pronunciado en comparación con un avión "normal"), se espera que la estructura y los asientos absorban el impacto.

Si está flotando, necesitará bastante altura para entrar en un estado de deslizamiento. Dado que no parece haber un procedimiento de autorrotación, y esta capacidad parece ser dudosa, entonces deberíamos ignorar esa opción. Esto significa que básicamente caerá como un ladrillo y se estrellará si no tiene suficiente altura para hacer la transición al "estado de planeo de la aeronave", lo que solo respalda la afirmación mencionada anteriormente (hecha por "un director de la oficina de pruebas del Pentágono") que un la falla bajo una altitud específica en el modo de vuelo estacionario no sería superable.

Leí que no había nada en las especificaciones que requiriera autorrotación como un helicóptero tradicional. También leí que la trayectoria de planeo para lograr un auto sería demasiado empinada para realizar una carrera al aterrizar, lo cual se recomienda para los procedimientos con un solo motor apagado. El único momento en que no hay suficiente altitud para un auto es cuando estás flotando por debajo de los 1800 pies, que es ridículamente alto para flotar y no estoy seguro de qué misión requeriría esa tarea. Incluso en un helicóptero normal que vuela a baja altura sobre los árboles no deja mucho tiempo para desacelerar, acelerar el rotor a tiempo y amortiguar el aterrizaje con el impulso de inercia del rotor. Cojín es lo que buscan los tradicionalistas. Solo el piloto más superior detendrá todo movimiento hacia adelante y no chocará con ningún obstáculo cuando termine en tierra sin energía. El águila pescadora cumple con sus especificaciones. Y, todos los demás puntos son mudos sin el mejor piloto que existe a los mandos, que son sólo los Pilotos de Prueba de Instructor Superior o Pilotos Acrobáticos, que no forman parte del entrenamiento. Simplemente siga con los descansos y evite los árboles de madera dura en la parte inferior. No hay necesidad de preocuparse por la capacidad de Osprey de autorrotar completamente al aterrizar.

Puede agregar referencias y enlaces para respaldar su respuesta y proporcionar lecturas adicionales.