La pérdida de la pala en retirada es una condición de vuelo peligrosa en helicópteros y otros aviones de ala giratoria , donde la pala del rotor en retirada tiene una velocidad relativa más baja, combinada con un mayor ángulo de ataque , lo que provoca una pérdida de sustentación . La pérdida de la pala en retirada es el principal factor limitante de la velocidad de nunca exceder de un helicóptero , V NE . [1]
La pérdida de la pala en retirada ocurre a altas velocidades de avance y no debe confundirse con la pérdida del rotor, que es causada por bajas RPM del rotor y puede ocurrir a cualquier velocidad de avance. [1]
Una pala de rotor que se mueve en la misma dirección que el avión se llama pala de avance y la pala que se mueve en la dirección opuesta se llama pala de retroceso.
Equilibrar la sustentación a través del disco del rotor es importante para la estabilidad de un helicóptero. La cantidad de sustentación generada por un perfil aerodinámico es proporcional al cuadrado de su velocidad. En un vuelo estacionario de velocidad cero, las palas del rotor, independientemente de su posición en rotación, tienen velocidades iguales y, por lo tanto, igual sustentación. En vuelo hacia adelante, la pala que avanza tiene una velocidad más alta que la pala que retrocede, lo que crea una sustentación desigual en todo el disco del rotor.
Se proporciona un tratamiento más completo en la disimetría de sustentación .
La mayoría de los diseños de helicópteros compensan esto incorporando un cierto grado de movimiento vertical de "flap" de las palas del rotor. Al batir, la pala del rotor se desplazará hacia arriba durante su avance, creando un menor ángulo de ataque (AOA) y, por lo tanto, una menor sustentación. Cuando la pala retrocede, vuelve a caer hacia abajo, aumentando el AOA y, por tanto, generando una mayor sustentación.
Hay tres diseños generales. El diseño más antiguo, y con diferencia el menos común en la actualidad, es el sistema de rotor totalmente rígido; las palas están fijadas rígidamente al cubo del rotor pero hechas de un material flexible que permite cierto grado de aleteo.
Los sistemas de rotor semirrígido tienen una bisagra horizontal en la base de las palas que permite aletear mientras giran. Por necesidad siempre tienen un número par de palas, ya que cada par opuesto está conectado mecánicamente para evitar vibraciones.
Los sistemas de rotor totalmente articulados utilizan una combinación de aleteo y un movimiento horizontal que mueve las palas en retirada ligeramente hacia adelante y las mueve hacia atrás nuevamente en el lado de avance, creando así más flujo de aire relativo y elevación en el lado de retirada a expensas del lado de avance.
En todos los casos, el piloto puede compensar el balanceo inducido con una entrada de control cíclico hacia la izquierda o hacia la derecha (según lo determinado por la rotación del rotor) hasta cierto grado. Sin embargo, la rápida velocidad de cambio de la flexión de la hoja y el ángulo de ataque provoca una torsión longitudinal incontrolada y una vibración severa en etapas posteriores, lo que resulta en una pérdida total del control cíclico si no se controla. Suponiendo que no haya daños en el rotor, la recuperación de esta condición es posible y se describe a continuación .
Estas compensaciones no pueden hacer mucho. Aumentar el ángulo de ataque para compensar la reducción de la velocidad del aire de las palas tiene el efecto de mantener la sustentación sólo hasta el punto donde se alcanza el ángulo de ataque crítico , más allá del cual la sustentación disminuye drásticamente.
Todos los perfiles aerodinámicos tienen un ángulo de ataque crítico (también llamado ángulo de ataque de pérdida), que es el ángulo de ataque que produce la mayor sustentación. Por encima de este ángulo, el flujo sobre el perfil aerodinámico se desprende y la sustentación disminuye, una condición comúnmente llamada pérdida .
Cuando un avión de ala fija excede su ángulo crítico de ataque, todo el avión pierde sustentación y entra en una condición llamada pérdida . Las consecuencias habituales de una pérdida de ala fija son una fuerte caída de la altitud del avión y una caída en picada. Las pérdidas en aviones de ala fija son prácticamente siempre eventos recuperables (siempre que haya suficiente altitud).
Sin embargo, en caso de pérdida de las palas en retirada, sólo la mitad del disco del rotor del helicóptero en retirada experimenta una pérdida. La pala que avanza continúa generando sustentación, pero la pala que retrocede entra en una condición de pérdida, lo que generalmente resulta en un aumento no controlado del cabeceo de la punta y un balanceo en la dirección del lado que retrocede del disco del rotor. En los sistemas de rotor que giran en sentido antihorario (como en la mayoría de los tipos fabricados en Estados Unidos), este es el lado izquierdo; en los sistemas que giran en el sentido de las agujas del reloj (como en la mayoría de los modelos franceses y rusos) [2] es un giro hacia la derecha.
A medida que el avión se acerca a las condiciones de pérdida de las palas en retirada, se estremecerá y el morro comenzará a inclinarse hacia arriba. La inclinación hacia arriba resultante del morro naturalmente comenzará a corregir la situación ya que resulta en la desaceleración del avión. Si se ve obligado a continuar la aceleración a través de los controles de vuelo (cíclico hacia adelante + colectivo), puede rodar hacia el lado de la pala en retirada.
La recuperación incluye bajar el colectivo para reducir el ángulo de ataque de las palas, seguido de la aplicación de cíclicos en popa para reducir la velocidad del aire. [1]
Es más probable que ocurra una pérdida de pala en retirada en un helicóptero cuando existen las siguientes condiciones, ya sea solas o en combinación: