Ciclorotor


Un ciclorotor , rotor cicloidal , hélice cicloidal o ciclogiro , es un dispositivo de propulsión de fluido que convierte la potencia del eje en la aceleración de un fluido utilizando un eje de rotación perpendicular a la dirección del movimiento del fluido. Utiliza varias palas con un eje transversal paralelo al eje de rotación y perpendicular a la dirección del movimiento del fluido. Estas cuchillas están cíclicamente asentaron dos veces por revolución a la fuerza de productos ( de empuje o de elevación) en cualquier dirección normal al eje de rotación. Los ciclorotores se utilizan para propulsión, elevación y control en vehículos aéreos y acuáticos. Una aeronave que utiliza ciclorotores como fuente principal de sustentación, propulsión y control se conoce como cyclogyro o cyclocopter . La aplicación patentada, [1] [2] [3] utilizada en barcos con mecanismos de actuación particulares tanto mecánicos como hidráulicos, lleva el nombre de la empresa alemana Voith Turbo que los produce: Voith Schneider Propellers .

Los ciclorotores producen empuje mediante la acción combinada de una rotación de un punto fijo de las palas alrededor de un centro y la oscilación de las palas que cambia su ángulo de ataque con el tiempo. La acción conjunta del avance producido por el movimiento orbital y la variación del ángulo de paso genera un empuje mayor a baja velocidad que cualquier otra hélice. En vuelo estacionario, las palas se activan a un paso positivo (hacia afuera desde el centro del rotor) en la mitad superior de su revolución y un paso negativo (hacia adentro hacia el eje de rotación) sobre la mitad inferior induciendo una fuerza aerodinámica ascendente neta y flujo opuesto fluido . Al variar la fase de este movimiento de cabeceo, la fuerza se puede cambiar a cualquier ángulo perpendicular o incluso hacia abajo. Antes de la pérdida de la hoja, aumentar la amplitud de la cinemática de cabeceo magnificará el empuje.

El origen de la hélice rotocicloide es ruso y se relaciona con el dominio aeronáutico. [4]El "Samoljot" de Sverchkov (San Petersburgo, 1909) o "ortóptero de rueda" fue el primer vehículo que se pensó expresamente en haber utilizado este tipo de propulsión. Su esquema se acercó al cyclogiro, pero es difícil clasificarlo con precisión. Tenía tres superficies planas y un timón; el borde trasero de una de las superficies podría doblarse, reemplazando la acción de un ascensor. La elevación y el empuje tenían que ser creados por ruedas de paletas que constan de 12 palas, establecidas en pares en un ángulo de 120 °. Las palas de forma cóncava iban cambiando de ángulo de incidencia mediante excéntricas y resortes. En la parte inferior de la embarcación se dispuso un motor de 10 CV. La transmisión estaba asegurada por una correa. El peso vacío fue de unos 200 kg. "Samoljot" fue construido por el ingeniero militar EP Sverchkov con las subvenciones de la Agencia Principal de Ingeniería en St.Petersburg en 1909, se demostró en la Exposición de Invenciones más recientes y ganó una medalla. De lo contrario, no podría pasar las pruebas preliminares sin volar.

En 1914, el inventor y científico ruso AN Lodygin se dirigió al gobierno ruso con el proyecto del avión tipo ciclogiro, su esquema era similar al "Samoljot" de Sverchkov. El proyecto no se llevó a cabo.


Cyclorotor antes de la instalación en cyclogyro a pequeña escala
Un ciclorotor genera empuje alterando el paso de la pala mientras transita alrededor del rotor.
Los ciclorotores pueden vectorizar rápidamente el empuje alterando el patrón de cabeceo de las palas
Hélice doble Voith Schneider con placa de empuje en el casco de un remolcador
Dibujo conceptual de un cyclogyro