¿Volaría igual un helicóptero con las aspas en la parte inferior, si es que lo hiciera?

Sí, eso es posible, como lo demostró la plataforma voladora de Hiller . Tenía dos hélices que giraban en sentido contrario dentro de una cubierta y el piloto controlaba su nave cambiando el peso de su cuerpo, como en un Segway. No existe una ley de la física que prohíba que un helicóptero vuele boca abajo.

La plataforma voladora Hiller fue uno de los varios tipos construidos en la década de 1950, después de que se observó que el personal no capacitado podía aprender a controlar un helicóptero colgante mediante cambio de peso en 20 minutos. El DeLackner Aerocycle fue otra plataforma construida en base a este hallazgo. La idea se abandonó más tarde debido a problemas prácticos como levantar rocas contra las palas del rotor y una interferencia inexplicable en ese momento entre las palas que giran en sentido contrario. El Aerocycle tenía una cabeza de rotor fija, cuya dinámica no se entendía bien en ese momento.

Para helicópteros a gran escala, tener el rotor debajo del helicóptero tiene el mismo efecto estabilizador en las características de vuelo. La estabilidad de los helicópteros (y de las aeronaves de ala fija) se estudia desde la perspectiva de la aerodinámica: los efectos de las ráfagas de viento o las entradas de control.

En el vuelo estacionario, la estabilidad de la velocidad.${\delta M}/{\delta{\dot{x}}}$juega un papel importante: si es positivo, el vuelo estacionario es inestable. Un ser humano puede aprender a controlar una plataforma inestable si el período de tiempo de la oscilación es lo suficientemente alto (piloto de helicóptero convencional), pero es mucho más fácil volar en un avión aerodinámicamente estable (las plataformas suspendidas destinadas al personal de infantería en general). El efecto de estabilidad de la velocidad en el vuelo estacionario equivale a una ráfaga de viento que sopla directamente hacia adelante, entonces el cambio en el momento tiende a amplificar o contrarrestar los efectos de la ráfaga. Esto se puede visualizar así:

Fuente de imagen

La ráfaga que sopla sobre el helicóptero inclina el rotor hacia atrás, lo que inclina el vector de empuje. Un rotor convencional tambaleante tiene un positivo${\delta M}/{\delta{\dot{x}}}$: quiere voltear hacia atrás cada vez más fuerte y, por lo tanto, es aerodinámicamente inestable en el vuelo estacionario. Un rotor oscilante suspendido tiene un cambio de momento que se estabiliza: inclina el fuselaje hacia atrás y, debido al acoplamiento aerodinámico, el rotor vuelve a la posición neutral. Un rotor con desplazamiento de bisagra tiene un momento de estabilización más pequeño, pero un acoplamiento fuselaje/rotor más fuerte.

Entonces, para responder a sus preguntas originales: sí, el helicóptero con un rotor suspendido volaría y sería más fácil de controlar que un helicóptero convencional. Es un poco poco práctico, eso es todo.

Pasamos todos los fines de semana cortando el césped con estos chicos.

Cortesía: Helifreak.com

Puede encontrar miles de videos de Youtube que muestran cuán cómodamente pueden hacer eso

Uno de los primeros helicópteros que realmente voló (c. 1918) fue el ' Petróczy-Kármán-Zurovec ', destinado a ser utilizado por el ejército austrohúngaro como plataforma de observación anclada. El observador se paró sobre los rotores que giraban en sentido contrario...

( Fuente de la imagen )

http://www.aviastar.org/helicopters_eng/petroczy.php

Por lo que entiendo, la aerodinámica y la dinámica de las alas y el disco de un rotor, en realidad sería más estable, al menos hasta cierto punto, con respecto al retroceso del disco del rotor. Dado que el CG de dicho helicóptero estaría por encima del disco del rotor. La aerodinámica del disco/pala del rotor no es tan sencilla y hay muchas otras fuerzas involucradas dependiendo de la fase del vuelo. Trataré de elaborar más, cuando llegue a la computadora.

Después de encontrar mis notas, lo suficientemente interesante, solo habla sobre la condición del rotor por encima del CG, en vuelo estacionario. Afirma:

"(...) ¡solo el rotor, por encima del CG, es dinámicamente inestable en vuelo estacionario!

Problema de inestabilidad dinámica flotante:

En caso de una perturbación de la velocidad horizontal:

• aparece el ángulo de aleteo;
• aparece el ángulo de aleteo;
• el rotor y el empuje están inclinados;
• se instala aceleración horizontal;
• la velocidad horizontal aumenta hasta que el rotor aletea en la dirección opuesta;

¡El proceso se repite en la dirección opuesta con amplitud creciente!

Para helicópteros grandes, el período de oscilación de vuelo estacionario suele ser lo suficientemente largo como para que el piloto reaccione con seguridad".

También habla de de Lackner HZ-1 Aerocycle:

https://en.wikipedia.org/wiki/De_Lackner_HZ-1_Aerocycle

Cuando vuela hacia adelante, hay una fuerza de retroceso, producida por la pala que avanza, creando sustentación, que luego refleja 90° debido a la precesión giroscópica. Esto hace que el disco del rotor sople hacia atrás, es por eso que cuando vuelas helicópteros siempre estás empujando el cíclico hacia adelante, más y más con la velocidad (esto significa, más sustentación creada por la pala que avanza, debido al aumento del viento relativo).

Esta es la única razón por la que digo que sería más estable, porque el helicóptero tendría una tendencia, en la picada de morro, a hacer retroceder el disco, disminuyendo así el ángulo de ataque de la pala que avanza. En el caso de los helicópteros esto también ocurre, que a su vez necesitan un estabilizador horizontal en la cola, para contrarrestar la actitud de morro abajo.

No sé si estoy teniendo algún sentido, es realmente difícil explicar todas las dinámicas involucradas, pero hay algunos buenos libros sobre el tema de la aerodinámica de helicópteros.

Una forma de simplificar la presentación de un helicóptero con el conjunto del rotor en la parte inferior es considerar la sustentación creada por los rotores como flotabilidad y, por lo tanto, crear una comparación directa con un barco. El helicóptero descrito demostraría una estabilidad estática negativa (independientemente de su disciplina). A medida que el centro de sustentación se aleja del centro de gravedad (piense en un extremo: un poste vertical de 30' con una fuerza horizontal en la parte superior), no existe fuerza natural para devolver el sistema al equilibrio. La sustentación creada por los rotores ahora es a través de una línea perpendicular al plano de los rotores. Cuando los rotores están por encima del centro de gravedad, la fuerza de gravedad vertical impulsa el centro de gravedad por debajo del centro de sustentación (o centro de flotabilidad en el ejemplo del barco). espero que esto ayude.

Invierta el paso de la hoja y debería empujarlo en lugar de jalarlo hacia arriba. Ningún tren de aterrizaje sería mi problema. Soy mecánico de helicópteros, no ingeniero, solo para que quede claro.

el tema que no está siendo abordado por estos "ingenieros" es la estabilidad. Los aviones de masa de rotor más bajo/masa alta se ven muy afectados por pequeños movimientos de la masa sobre el rotor, los aviones de masa de rotor más alto/nivel más bajo no tienen este problema debido al hecho de que los cambios en la posición de la masa no afectan el vector del empuje a la masa posición de la misma manera que lo hace cuando la carga útil está por encima del rotor. esto fue probado por la marina y la fuerza aérea con sus "plataformas elevadoras" que utilizaban empuje desde debajo de los pilotos. el otro problema es el hecho de que estas naves usaban motores de combustión interna de combustible líquido que también causaron cambios de masa debido al uso de combustible, lo que desestabilizó la distribución de masa. Los modelos de helicópteros y drones eléctricos no utilizan combustible líquido, que cambia cuando la nave cambia de posición vertical a posición invertida.