En aviación, y en particular en helicópteros , la transparencia del servo (también llamada reversibilidad del servo o pérdida de sustentación ), [1] es un fenómeno que afecta a los servomecanismos (o servos ) que asisten a los controles de vuelo de un helicóptero , lo que, en ciertas condiciones de vuelo, puede resultar en un endurecimiento significativo de los controles manejados por el piloto. [2] [3] El efecto, si no es reconocido rápidamente por el piloto, puede ser peligroso ya que puede provocar una pérdida parcial o total del control , que, si se encuentra a baja altitud, podría resultar en un impacto contra el terreno. [4] : 101 [5]
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Los controles de vuelo del helicóptero están conectados a los rotores principal y de cola , e incluyen una palanca cíclica , en términos generales para controlar los movimientos hacia adelante y hacia atrás y de izquierda a derecha, una palanca colectiva , en términos generales para controlar los movimientos verticales, y pedales anti-torque, para controlar la guiñada hacia la izquierda y hacia la derecha . Las fuerzas aplicadas a dichos controles por el piloto se oponen a las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre los rotores, y en todos los tipos de helicópteros, excepto los más ligeros (como el Robinson R22 de dos plazas ), son demasiado grandes para que un humano solo los maneje. Por lo tanto, la mayoría de los helicópteros están equipados con sistemas servo que ayudan al esfuerzo de control y aíslan efectivamente los controles de las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre los rotores. [2] El concepto es similar al de la dirección asistida en la tecnología automotriz.
Los servomecanismos empleados en los helicópteros son típicamente actuadores hidráulicos . La fuerza máxima que estos servos pueden impartir está establecida y depende principalmente de la presión de servicio de diseño suministrada por el sistema hidráulico de la aeronave. Dentro de la envolvente de vuelo aprobada (es decir, en condiciones de vuelo normales), las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre el rotor generalmente permanecen dentro de la capacidad de los servos para oponerse a ellas, pero en ciertas condiciones, por ejemplo durante maniobras agresivas, dichas fuerzas aerodinámicas pueden superar la fuerza máxima que los servos pueden ejercer. [2] Cuando eso sucede, el exceso de fuerza se transmite sin disminución a lo largo de la cadena de control y a las palancas cíclicas y colectivas, dando al piloto la impresión de que los controles se mueven por sí solos o están bloqueados. Los servos se han vuelto "transparentes", en el sentido de que, en relación con el exceso de fuerza, es como si estuvieran ausentes. [1]
Durante el vuelo hacia adelante, el ángulo de ataque de las palas del rotor aumenta cuando las palas retroceden (es decir, se mueven hacia atrás) y disminuye cuando avanzan; esto es para compensar la variación de la velocidad de las palas con respecto al aire, con el objetivo de mantener la distribución de sustentación del rotor lo más uniforme posible. Un mayor ángulo de ataque en las palas que retroceden da como resultado una mayor carga en los servos, y en los helicópteros con el rotor principal girando en el sentido de las agujas del reloj, visto desde arriba, esto significa que las palas del lado derecho del helicóptero generalmente están más cargadas que las del lado izquierdo. [6] : 30
Por lo tanto, en rotores que giran en el sentido de las agujas del reloj, el servomotor derecho alcanzará primero su carga máxima de diseño y, si la maniobra persiste, la sustentación en el lado derecho del disco del rotor se volverá insuficiente, creando un momento de balanceo hacia la derecha. [2] Los efectos giroscópicos harán que el morro del helicóptero se incline hacia arriba. [6] : 31 La forma en que se manifiesta la transparencia del servomotor, con cabeceo hacia arriba y alabeo hacia las palas que retroceden, es por lo tanto similar a una pérdida de sustentación de las palas que retroceden , aunque los dos son fenómenos distintos. [1]
La respuesta natural del helicóptero a la transparencia del servo es hasta cierto punto autocorrectora, en el sentido de que el cabeceo hacia arriba normalmente da como resultado una reducción de la velocidad aerodinámica , el cabeceo colectivo y la carga del rotor, lo que en unos pocos segundos permite que los servos recuperen su efectividad. [2] Sin embargo, si un helicóptero se encuentra con la transparencia del servo mientras está en un giro hacia el lado de retroceso de las palas, existe el riesgo de que el ángulo de inclinación pueda aumentar significativamente y provocar la pérdida de control, antes de que un piloto desprevenido tenga la oportunidad de reconocer el fenómeno y tomar medidas correctivas. [6] : 41
En caso de encontrarse con condiciones de transparencia del servo, se recomienda a los pilotos reducir inmediatamente la severidad de la maniobra siguiendo los movimientos de los controles, lo que permite que el paso colectivo disminuya naturalmente, reduciendo así la carga del rotor. La tendencia a rodar hacia las palas que retroceden debe contrarrestarse suavemente, para evitar entradas de balanceo abruptas en la dirección opuesta una vez que se restablezca la efectividad del servo. [2]
En general, los factores que aumentan el riesgo de encontrar transparencia del servo incluyen: [7]
La transparencia del servo se ha citado como un posible o probable factor contribuyente en varios accidentes ocurridos en helicópteros de la familia Eurocopter AS350 (ahora Airbus Helicopters H125), aunque en principio cualquier helicóptero equipado con controles de vuelo asistidos hidráulicamente podría experimentar la condición. [6] : 40 El fenómeno ha sido descrito como una "caprichosa bien conocida del Airbus AS 350". [8] [9]
En una carta de servicio de 2003 que circuló ampliamente sobre el tema, Eurocopter (ahora Airbus Helicopters) explica que la transparencia del servo podría considerarse una consecuencia del diseño estructural autolimitante del AS350. En otras palabras, si el sistema servo fuera capaz de soportar cualquier nivel de carga del rotor inducida por el piloto, por lo que nunca entraría en condiciones de transparencia del servo, el rotor o la estructura del avión podrían verse sometidos a una tensión excesiva y sufrir daños estructurales. [2]
Sin embargo, en 2023, el regulador europeo de aviación civil EASA , en respuesta a una recomendación de seguridad de la Autoridad de Investigación de Seguridad de Noruega "para establecer una solución técnica que evite [...] la transparencia del servo", respondió que un aumento de la presión hidráulica o la instalación de un sistema hidráulico dual más capaz podría constituir dicha solución. [10] : 90 El AS350 estaba equipado originalmente con un solo sistema hidráulico; EASA señaló que no se sabe que hayan ocurrido accidentes atribuibles a la transparencia del servo en helicópteros AS350 B3e equipados o modernizados con un sistema hidráulico dual. [10] : 90