Tipos de rotores usados en helicópteros

1. UNIDAD DIDACTICA
• AERODINAMICA DEL ROTOR.
• TIPOS DE CABEZA DE ROTOR, SIST. LUBRICACION Y AVISO.
• SUPERFICIES SUSTENTADORAS.
• PAR DE REACCION Y SISTEMAS ANTIPAR.
• SISTEMAS DE CONTROL DE PASO (PLATO OSCILANTE, BARRA
ESTABILIZADORA,ETC).
• VIBRACIONES Y AJUSTES DEL ROTOR PRINCIPAL

2. T1 AERODINAMICA DEL ROTOR
-
T-2 TIPOS DE CABEZAS DE ROTOR,
SISTEMAS DE LUBRICACION Y AVISO

3. TIPOS DE SISTEMAS DE ROTORES EN HELICOPTEROS.

5. TIPOS DE CABEZA DE ROTOR
Existen tres tipos de cabeza de rotor en cuanto a su constitución:
• ARTICULADO
• SEMIRRIGIDO (BASCULANTE)
• RIGIDO (SIN ARTICULACIONES)

6. CABEZA DE ROTOR ARTICULADA
Es la cabeza de rotor más común, utiliza ARTICULACIONES, para
reducir los esfuerzos a los que se ven sometidos las palas.

7. ARTICULACION DE BATIMIENTO
Para corregir dicha disimetría o asimetría, se usa la articulación
de batimiento y a su vez la articulación de cambio de paso, esta
última para aumentar el ángulo de ataque de la pala que retrocede y
disminuir el paso del a pala que avanza.

8. ARTICULACION DE ARRASTRE
Al desarrollar la articulación de batimiento, en la pala se crea un libre
movimiento de “BATIR”, de tal manera que se generan fuerzas que
tienden a flexar la pala.
Cuando la SUSTENTACION AUMENTA, la RESISTENCIA AUMENTA, y
esta tienda a frenar la pala. Si la SUSTENTACION DISMINUYE, la
RESISTENCIA DISMINUYE y la pala tiende a acelerarse.
Estas variaciones producen grandes esfuerzos y fatigas, que se deben
de eliminar o disminuir. Para ello, utilizamos la ARTICULACION DE
ARRASTRE, que nos permite OSCILAR ADELANTE/ATRÁS a la pala
para reducir esfuerzos

9. RESONANCIA EN SUELO
Al introducir la articulación de arrastre, el rotor articulado permite a
las palas oscilar libremente sobre el eje de batimiento, creando la
posibilidad de crearse el problema de resonancia en suelo.
Si las palas oscilaran a la vez, el centro de gravedad del conjunto de
palas permanecerían en el centro, pero al ser la OSCILACION LIBRE
de cada pala, provocada que este centro de gravedad del rotor se
desplace fuera y cree VIBRACIONES
A su vez el tren de aterrizaje, y el propio
fuselaje tiene vibraciones naturales. Si la
frecuencia de ese movimiento vibratorio del
rotor es cercana o coincide con la del fuselaje
y tren de aterrizaje puede darse la condicion
de RESONANCIA, pudiendo llegar a la
destrucción de la aeronave.(Arranques y
paradas).
Introducir un amortiguador en la
articulación de arrastre, así como en la
unión entre la cabeza de rotor y el fuselaje.

10. CABEZA DE ROTOR RIGIDA
En las cabezas de rotor rígido, el EJE DE GIRO y el BUJE, están
rigidamente unidos formando una única pieza.
Este tipo de cabeza solo cuenta con la libertad de giro sobre su eje
longitudinal para la variación de cambio de paso.
CARACTERISTICAS IMPORTANTES:
• Sencillez
• Robustez mecánica.
El BATIMIENTO, se puede conseguir mediante la deflexión elástica de la
pala en el encastre, comportándose esta, como una articulación

12. CABEZA DE ROTOR SEMIRRIGIDA (BASCULANTE)
Este tipo de cabeza, es una mezcla de los dos anteriores. Es usada
para rotores con 2 palas.
En este caso la pala no se articula directamente en el buje, es el
conjunto el que puede inclinarse en todas las direcciones mediante la
articulación CARDAN o JUNTA UNIVERSAL que une el buje al mástil.
En este tipo de rotores, las palas tienen una pequeña flexibilidad, lo
cual da un pequeño batimiento, esto hace que se pueda corregir la
DISIMETRIA DE SUSTENTACIÓN, de la pala que avanza con la que
retrocede

13. Como parte negativa de este tipo de cabeza, es que los encastres
sufren una fatiga en comparativa a los otros tipos de cabeza de rotor.
Para MINIMIZAR ESTA FATIGA, las palas están encastradas con un
ángulo de conicidad. Como no existe articulación de batimiento,
tampoco existe arrastre.
La tendencia de la cabeza basculante, es mantener su plano de giro
constante, creando un retardo en la disimetría de sustentación. Esto
crea INESTABILIDAD, y por ello se deben introducir sistemas que
amortigüen y realicen una estabilización automática.
• BARRA ESTABILIZADORA BELL: Mantiene el plano de giro del rotor
principal en una posición determinada dependiendo de la necesidad
del vuelo, y a su vez los cambios de plano de giro del rotor los
efectúa con suavidad.
• ROTOR BASCULANTE, HILLER

14. TIPOS DE CABEZA DE ROTOR EN HELICOPTEROS
DEL ET
ARTICULADO

15. RIGIDO

16. ESPECIAL “STARFLEX”
Unidas directamente al
mástil
RIGIDO

17. ARTICULADO

18. SEMIRRIGIDO - BASCULANTE

19. RIGIDO

20. SISTEMAS DE LUBRICACION Y AVISO
HT 17 “CHINOOK”
Depósito de aceite
para los ejes
horizontales.
A continuación se detalla la lubricación de las distintas partes de la
cabeza de rotor, del HT-17.
VER VIDEO 13-03-04

21. Depósito de aceite para el eje de cambio
de paso.
VER VIDEO 13-03-07
Depósito de aceite para el pasador
vertical. Permite avance y retraso de la
pala
VER VIDEO 13-03-10

22. Este modelo no cuenta con ningún tipo de lubricación en la cabeza de
rotor.
HA-18 “TIGRE”

23. HU-21 “COUGAR”
Cada articulación de arrastre,
batimiento y cambio de paso
esta lubricada desde un
deposito situado en la parte
superior de la articulación de
arrastre.
La lubricación de la articulación
de arrastre y batimiento está
asegurada por unos conductos
internos.
La lubricación de la articulación
de cambio de paso se realiza a
través de una tubería por
centrifugación.

24. Las articulaciones cuentan con tapones de purga magnéticos.

26. T-4 PAR DE REACCION Y SISTEMAS ANTIPAR
El tercer principio de la dinámica establece “QUE TODA FUERZA DE
ACCION PROVOCA UNA FUERZA DE REACCION DE LA MISMA
INTENSIDAD Y DIRECCION, PERO EN SENTIDO OPUESTO”.
Por ello un helicóptero con un motor, que hace fuerza para girar un
rotor en el aire, tiende a desplazar el fuselaje en sentido opuesto a
esta rotación .
Para compensar esta fuerza utilizamos el ROTOR DE COLA,
permitiendo que el aparato quede quieto respecto a un observador en
tierra.

27. Todos los helicópteros de rotor único deben disponer de un sistema
compensador del PAR DE REACCION.
Hay que excluir de este sistema compensador, a las aeronaves que tienen
dos rotores principales, que giran en sentido contrario, ya que los propios
rotores compensar el PAR DE REACCION. (ROTORES EN TANDEM,
COAXIALES,ENTRELAZADOS).

28. ROTOR DE COLA O ROTOR ANTIPAR
El rotor de cola es un componente necesario para los helicópteros con
un rotor principal. El rotor de cola, es una hélice montada en el
larguero de cola del helicóptero, con un eje de rotación lateral.
El empuje que crea está desplazado del centro de gravedad,
contrarrestando el par motor creado por el rotor principal, manteniendo
el aparato estable.
El paso de las palas del rotor de cola es regulable por el piloto
mediante los pedales, esto permite al piloto rotar el helicóptero en su
eje vertical (guiñada)
El rotor de cola estabiliza el helicóptero, y es un elemento
EXTREMADAMENTE IMPORTANTE, su daño o pérdida, significa en
la mayoría de las ocasiones, la pérdida del control de vuelo, resultando
en desplomes, caídas y accidentes.

29. TIPOS DE ROTOR DE COLA
Existen tres grandes tipos:
Rotor de
cola
tradicional
Fenestron
Notar

30. Rotor de cola tradicional
Sistema más común para contrarrestar el par de reacción, y
controlar el eje de guiñada. Este rotor esta dotado de cambio de
paso, actuado desde los pedales.
INCOVENIENTES:
• Resistencia en el vuelo de avance.
• Generación de ruido, que representa una parte importante.
• Peligrosidad en operaciones en tierra.
HELICOPTEROS ET

31. Rotor de cola FENESTRON
Fue desarrollado por EUROCOPTER, para disminuir ciertos inconvenientes
de los rotores de cola tradicionales.
El FENESTRON es un rotor de cola CARENADO que le protege contra las
principales agresiones exteriores, además de reducir el ruido irradiado.
A su vez, no interfiere en el movimiento del aire alrededor del
estabilizador vertical.
Mientras que los rotores tradicionales tienen entre 2 o 4 palas, los
FENESTRON, tienen entre 8 y 18. El número de palas, lo que hace, es
distribuir la frecuencia y que el aparato sea más silencioso.
VENTAJAS:
• Aumenta la seguridad en tierra.
• Menos posibilidad de daño externo por FOD.
• Gran reducción de ruido.
DESVENTAJAS:
• Mayor peso en cola.
• Mayor coste de construcción.
HELICOPTEROS ET

32. Rotor de cola NOTAR
NO TAIL ROTOR
Otro desarrollo que se ha producido en los rotores de cola, ha sido el
sistema NOTAR.
Este sistema consiste en un chorro de aire comprimido que se expulsa por
una ranura a lo largo del cono de cola.
Este chorro de aire es útil en estacionario, o en tierra, pero en vuelo de
traslación no es del todo efectivo. Para ello, y contrarrestar el PAR DE
REACCION, se usan estabilizadores horizontales.
También se usa el aire, que no sale por las rejillas, y es conducido hacia
atrás, este flujo de aire crea el empuje necesario para compensar el par
de reacción.

33. VENTAJAS:
• Aumenta la seguridad en tierra.
• Menos posibilidad de daño externo por FOD.
• Gran reducción de ruido.
DESVENTAJAS:
• Problemas en autorrotación, menor tiempo hasta llegar al suelo
• Poca fabricación.

35. HELICOPTEROS ET SIN ROTOR DE COLA

36. T-6 VIBRACIONES Y AJUSTES DEL ROTOR PRINCIPAL
¿Qué es la vibración?
Se dice que un cuerpo vibra, cuando describe un movimiento oscilante
alrededor de una posición de referencia.
La vibración se denomina frecuencia, y es medida en Hz (ciclos por
segundo).
El movimiento de vibración puede consistir en el de un solo
componente a una frecuencia única, o en los varios componentes a
distintas frecuencias, produciéndose simultáneamente.
Todas las máquinas vibran, solo varia la cuestión del grado de
vibración
¿Cómo aumenta la vibración?
Durante el servicio útil de la máquina, se producen unos desgastes que
dan origen a un creciente aumento de los niveles de vibración

37. Vibraciones en helicópteros
El helicóptero, en virtud de su construcción ligera y de sus distintos
elementos sometidos a elevados esfuerzos y los múltiples
componentes giratorios que tiene, es especialmente proclive a estos
fenómenos de vibraciones.
¿Cómo y dónde se producen?
En el helicóptero se pueden producir vibraciones bien por su propia
concepción aerodinámica o por unas condiciones anormales de
funcionamiento. Ej: Distinta sustentación entre palas.
VIBRACIONES EN ROTOR: En los rotores se producen vibraciones de
TIPO MEDIO, dependiendo su frecuencia de los siguientes factores:
• Número de palas de rotor.
• Longitud de las palas.
• Tipos de cabeza de rotor.
• Velocidad de giro del rotor.

38. CLASIFICACION DE VIBRACIONES EN HELICOPTEROS
1. Vibraciones inherentes inducidas por reacciones dinámicas de los
rotores.
2. Vibraciones producidas por desajuste en los rotores o por
desgaste en alguno de los componentes.
3. Oscilación del mástil (Pylon rock).
1. Vibraciones inherentes
Provienen del rotor principal en forma de ligeras sacudidas verticales o
laterales en proporción de dos a uno (dos sacudidas por cada
revolución).
Se producen generalmente por:
• Fuerzas que actúan sobre el plano del rotor en vuelo.
• Por distribución desigual del aire que afecta al disco rotor.
• Por cabeceos de las palas.
Estas vibraciones son propias del rotor bipala.

39. 2. Vibraciones producidas por desajuste del rotor o desgaste de
algún componente.
Son las más CORRIENTES:
• Vibraciones verticales.
• Vibraciones laterales.
• Vibraciones de alta frecuencia.
• Vibraciones producidas por el motor.
VIBRACIONES VERTICALES
Son producidas principalmente porque las palas del rotor no siguen
exactamente el mismo recorrido en su giro, una pala genera más
sustentación que otra. Este defecto se denomina fuera de tracking.
Esta vibraciones AUMENTAN con el AUMENTO de VELOCIDAD del aparato.
“Sensación de caerse la dentadura”

40. VIBRACIONES LATERALES
Son producidas por el desequilibrio longitudinal o transversal o de ambos a
la vez en el rotor.
Lo que ocurre es que hay más masa giratoria en un lado del mástil
que en el otro.
El rotor intenta establecer su propio eje de giro que transmitirá al mástil,
forzándole a un recorrido circular. Es de tipo 1:1, aumenta al aumentar las
rpm del rotor (no con la velocidad del helicóptero).
“Sobre todo en estacionario, sensación de desplazamiento lateral”
VIBRACIONES ALTA FRECUENCIA
Pueden provenir de diferentes puntos, por desajuste en la transmisión
al rotor de cola, por el rotor de cola o por elementos que se
mueven a alta velocidad (ventilador, generador,etc….).
Se suelen notar en los pedales, en el piso de la cabina y en el panel de
instrumentos.

41. VIBRACIONES DEL MOTOR
Proceden de la anomalía de alguno de sus componentes que gire a alta
velocidad. Son muy difíciles de detectar.
3. Oscilación del mástil. (Pylon rock)
Son oscilaciones producidas por el mástil, saliéndose de la vertical.
El efecto que se produce en un movimiento en la estructura que da
sensación de silla giratoria.
Se producen en vuelos de traslación, ascensos a plena potencia y
cambios bruscos en el cíclico.

42. VIBRACIONES VERTICALES
Se producen porque existe diferencia de sustentación entre palas. Se
comprueban dichas vibraciones a diferentes velocidades (60,90 y
110 nudos).
Se corrigen actuando sobre los barriletes (link cambio de paso) si
son constantes a las distintas velocidades, y sobre las aletas
compensadoras si la frecuencia de vibración varía conforme a la
velocidad del helicóptero.
VIBRACIONES LATERALES
Se producen por la falta de alineación de las palas, falta de equilibrado
de estas. Se comprueban en estacionario.
Se corrigen actuando sobre los brazos de arrastre de las palas o bien
quitando o poniendo pesos de las palas.

44. • Método de tanteo o intuitivo.
• Banderola.
• Equipos electrónicos.
• Equipos electrónicos computerizados (vibrex),

46. Fin del tema