Un ala de rotor es un rotor de elevación o un ala que gira para proporcionar sustentación aerodinámica. En general, un rotor puede girar alrededor de un eje que está alineado sustancialmente verticalmente o de lado a lado (en sentido transversal). Las tres clases se han estudiado para su uso como rotores de elevación y se han volado varias variaciones en aviones de tamaño completo, aunque solo el ala giratoria de eje vertical se ha generalizado en helicópteros como helicópteros .
Algunos tipos proporcionan sustentación a velocidad cero hacia adelante, lo que permite el despegue y el aterrizaje vertical (VTOL), como en el helicóptero . Otros, especialmente los que giran libremente sin motor, requieren velocidad aerodinámica hacia adelante de la misma manera que un avión de ala fija , como en el autogiro . Muchos también pueden proporcionar empuje hacia adelante si es necesario.
Tipos
Se han ideado muchas formas ingeniosas para convertir el giro de un rotor en sustentación aerodinámica . Los diversos tipos de tales alas de rotor pueden clasificarse según el eje del rotor. Los tipos incluyen: [1] [2]
- Eje vertical
- Alas giratorias convencionales como las que utilizan los helicópteros modernos .
- Eje horizontal spanwise
- Rotor de ala: un rotor de eje horizontal de sección aerodinámica que crea la sustentación primaria.
- Rotor Magnus: un rotor que crea sustentación mediante el efecto Magnus.
- Rotor Flettner : un rotor Magnus cilíndrico liso con placas terminales de disco.
- Rotor Thom: un cilindro giratorio suave con múltiples discos a lo largo del tramo.
- Rotor cicloidal o ciclorotor : conjunto de perfiles aerodinámicos de elevación horizontal que giran alrededor del borde de un rotor de eje horizontal de apoyo. (Puede ser propulsado o no). Un avión con un ala de rotor cicloidal se llama cyclogyro . Algunos ejemplos son híbridos que comprenden un rotor cicloidal alrededor de un cilindro Magnus central.
- Ventilador de flujo cruzado: un ventilador cilíndrico de láminas en un conducto perfilado.
- Eje horizontal longitudinal
- Rotor de elevación radial: un rotor de eje sustancialmente longitudinal que crea elevación a través de la variación cíclica del paso.
- Ala autopropulsada o rotor de elevación radial: una hélice o rotor con el eje de rotación en ángulo con el flujo de aire para crear una variación cíclica en el paso y, por lo tanto, un componente de elevación radial.
- Hélice de elevación radial con control cíclico de paso: una hélice capaz de generar un componente de elevación lateral.
Alas rotativas convencionales
Los helicópteros convencionales tienen rotores de eje vertical. Los tipos principales incluyen el helicóptero con rotores motorizados que proporcionan tanto sustentación como empuje, y el autogiro con rotores sin alimentación que sólo proporcionan sustentación. También hay varios tipos híbridos, especialmente el girodino que tiene un rotor motorizado y propulsión hacia adelante independiente, y el rotor detenido en el que el rotor deja de girar para actuar como un ala fija en vuelo hacia adelante.
Rotores Magnus
Cuando un cuerpo que gira pasa a través del aire en ángulo recto con su eje de giro, experimenta una fuerza lateral en la tercera dimensión. Este efecto Magnus fue demostrado por primera vez en un cilindro giratorio por Gustav Magnus en 1872. Si el eje del cilindro está alineado en sentido transversal (de lado a lado), el movimiento hacia adelante a través del aire genera elevación. El cuerpo giratorio no necesita ser un cilindro y se han estudiado muchas formas relacionadas. [2] [3]
Rotor de Flettner
El rotor Flettner comprende un cilindro Magnus con una placa terminal de disco en cada extremo. El hidroavión estadounidense Plymouth AA-2004 tenía rotores Flettner en lugar de las alas principales y logró vuelos cortos en 1924. [2]
Ventilador de flujo cruzado
El ventilador de flujo transversal comprende una disposición de paletas que corren paralelas a un eje central y alineadas radialmente, con el ventilador parcial o totalmente encerrado en un conducto perfilado. Debido a la forma específica, la rotación del ventilador hace que el aire ingrese por un extremo del conducto, pase a través del ventilador y sea expulsado por el otro extremo.
El FanWing es un rotor de elevación que utiliza este principio. Puede proporcionar empuje hacia adelante expulsando aire hacia atrás y aumentar la sustentación, incluso a velocidades muy bajas, al llevar el aire también hacia abajo. [4] Un prototipo de UAV fue volado en 2007.
Rotores de elevación radial
Durante la Segunda Guerra Mundial, Focke-Wulf propuso el Triebflügel , en el que un ala de rotor propulsada por tipjet se encuentra alrededor de la cintura del fuselaje. El modo de operación propuesto era aterrizar y despegar como un asistente de cola , utilizando el ala como un rotor convencional. La nave entonces se inclinaría hacia el vuelo horizontal y la elevación sería proporcionada por la variación cíclica del paso de las alas del rotor, con los ramjets de la punta del ala ahora en ángulo para proporcionar empuje hacia adelante. [5]
Unos años más tarde, el prototipo de caza de alas circulares estadounidense Vought XF5U fue diseñado con grandes hélices de elevación radial. Estos estaban inclinados hacia arriba cuando la nave estaba en el suelo, creando una variación cíclica en el ángulo de ataque o cabeceo de las palas cuando la nave se movía hacia adelante. Esta variación cíclica indujo un componente de elevación radial a las palas, cuando estaban en el segmento horizontal de rotación, que estaba destinado a aumentar la elevación del ala. [1] Se completó un prototipo de avión, pero el proyecto se cerró antes de que el prototipo volara.
Ver también
Referencias
Citas
- ↑ a b Foshag y Boehler (1969)
- ↑ a b c Seifert (2012)
- ^ Zipfel, Peter H .; "On Flight Dynamics of Magnus Rotors", Departamento del Ejército, Estados Unidos, 1970.
- ^ Seyfang, GR; FanWing - Desarrollos y Aplicaciones , ICAS 2012: 28 ° Congreso Internacional de Ciencias Aeronáuticas, 2012.
- ^ Sharp, D .; Luftwaffe: Jets secretos del Tercer Reich , Mortons, 2015, páginas 98-101.
Bibliografía
- Foshag, WF y Boehler, GD; Revisión y evaluación preliminar de sistemas aeronáuticos de ala giratoria de eje horizontal de elevación (HARWAS) , Aerophysics Co., 1969.
- Seifert, Jost; "Una revisión del efecto Magnus en la aeronáutica", Progreso en ciencias aeroespaciales vol. 55, Elsevier, 2012, páginas 17–45.
enlaces externos
Video externo | |
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Video de StopRotor |