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Un Fenestron (a veces denominado alternativamente cola de milano o disposición de "ventilador en aleta" [1] ) es un rotor de cola de helicóptero cerrado que funciona como un ventilador con conductos . El término Fenestron es una marca registrada del consorcio multinacional de fabricación de helicópteros Airbus Helicopters (anteriormente conocido como Eurocopter ). La palabra en sí proviene del término occitano para ventana pequeña , [N 1] y en última instancia se deriva de la palabra latina fenestra para ventana . [3] [4] [5]
El Fenestron se diferencia de un rotor de cola abierto convencional porque está alojado integralmente dentro del brazo de cola y, al igual que el rotor de cola convencional al que reemplaza, funciona para contrarrestar el par generado por el rotor principal . Mientras que los rotores de cola convencionales suelen tener entre dos y seis palas, los Fenestrons tienen entre siete y dieciocho palas; estos pueden tener una separación angular variable para que el ruido se distribuya en diferentes frecuencias. [6] Al colocar el ventilador dentro de un conducto, se obtienen varias ventajas distintivas sobre un rotor de cola convencional, como una reducción en las pérdidas por vórtice en la punta y la posibilidad de una reducción sustancial del ruido, al tiempo que protege tanto el propio rotor de cola contra daños por colisión como personal de tierra del peligro que representa un rotor giratorio tradicional. [5] [7]
Fue desarrollado por primera vez para su uso en un helicóptero operativo por la compañía francesa Sud Aviation (ahora parte de Airbus Helicopters), siendo adoptado por primera vez en el Aérospatiale Gazelle . Desde entonces, la empresa (y sus sucesores) han instalado Fenestrons en muchos de sus helicópteros. [2] Otros fabricantes también han hecho un uso limitado del Fenestron en algunos de sus propios productos, incluidas las corporaciones aeroespaciales estadounidenses Bell Textron y Boeing , el fabricante ruso de helicópteros Kamov , el grupo chino Harbin Aircraft Industry Group y el conglomerado japonés Kawasaki Heavy Industries. .
El concepto de Fenestron fue patentado por primera vez en Gran Bretaña por la empresa de ingeniería de Glasgow G. & J. Weir Ltd. Fue diseñado por el ingeniero aeronáutico británico C. G. Pullin como una mejora de los helicópteros en la patente británica número 572417, y está registrado como presentado durante mayo de 1943. En ese momento, Weir había participado en trabajos de desarrollo para la Compañía Cierva Autogiro , que era la sociedad holding de la patente. [8] En concepto, la invención iba a funcionar como un reemplazo viable para la disposición del rotor de cola convencional, con el objetivo de producir mejoras tanto en la seguridad como en el rendimiento de dichos helicópteros equipados. [9] Sin embargo, este trabajo inicial en Gran Bretaña no conduciría directamente a que Cierva lanzara ningún producto que hiciera uso de esta innovación. En cambio, el Fenestron sólo sería desarrollado durante la década de 1960 por una empresa no relacionada.
El Fenestron fue aplicado por primera vez en la práctica por el fabricante de aviones francés Sud Aviation , que había decidido introducirlo en el segundo modelo experimental de su SA 340 en desarrollo (el primer prototipo había sido equipado con un rotor de cola antipar convencional). [10] El Fenestron del SA 340 fue diseñado por el aerodinámico francés Paul Fabre; Inusualmente, esta unidad tenía su pala de avance colocada en la parte superior desafiando la práctica convencional, pero se razonó que esto supondría poco impacto en este helicóptero en particular. [2] [11] Equipado en consecuencia, el 12 de abril de 1968, el SA 340 se convirtió en el primer helicóptero en volar utilizando una unidad de cola Fenestron. [5] Habiendo sido determinado como satisfactorio, esta unidad de cola fue retenida y puesta en producción en un modelo refinado del helicóptero, que fue designado Aérospatiale SA 341 Gazelle . [12]
Con el tiempo, Sud Aviation y sus empresas sucesoras, así como otras empresas, han mejorado el diseño y el rendimiento del Fenestron. A finales de la década de 1970, Aérospatiale (con la que se había fusionado Sud Aviation) lanzó una unidad totalmente compuesta de segunda generación; presentaba principalmente una inversión de la dirección de rotación de la pala, además de adoptar un conducto un 20 por ciento más grande de diámetro para una mayor eficiencia. [5] [2] Esta unidad se instaló en el Aérospatiale SA 360 Dauphin , junto con su modelo AS365 Dauphin más exitoso y sus derivados. Si bien se llevaron a cabo más experimentos de vuelo utilizando un Fenestron aún más grande en un helicóptero de elevación media SA 330 Puma aproximadamente en el mismo período de tiempo, se concluyó que había límites prácticos en cuanto al tamaño de un helicóptero para tal configuración y ejemplos de producción de En su lugar, el Puma conservó un rotor de cola convencional. [13]
Durante la década de 1990, Eurocopter (sucesor multinacional de Aérospatiale) produjo un Fenestron de tercera generación , equipado con palas espaciadas de manera desigual para optimizar sus niveles de ruido; Esta unidad se instaló por primera vez en el helicóptero EC135 de la compañía y luego se incorporó a los diseños del EC130 y el EC145 , el último de los cuales se produjo originalmente durante más de una década con un rotor de cola convencional. [14] Durante la década de 2010, el fabricante multinacional de helicópteros Airbus Helicopters (una versión renombrada de la entidad Eurocopter) desarrolló aún más el Fenestron para su nuevo H160 , un helicóptero de tamaño medio gemelo; En esta revisión, el conducto del ventilador se inclinó intencionalmente 12 grados para lograr un mejor rendimiento y una mayor estabilidad cuando se opera con cargas útiles más altas y se vuela a velocidades más bajas. [5]
Un Fenestron normalmente se combina con una unidad estabilizadora vertical más grande que también cumple la función de compensar el par; esta configuración tiene el efecto de reducir el desgaste de las palas de Fenestron y del sistema de transmisión , lo que a su vez genera ahorros en mantenimiento. [11] Además, la adopción de unidades de mayor diámetro, si bien plantea algunos desafíos de ingeniería, normalmente aumenta su eficiencia y disminuye sus requisitos de energía. [15] Las implementaciones avanzadas del Fenestron están equipadas con estatores y pesos ajustables para optimizar las palas y reducir la potencia requerida y las cargas de control de paso impuestas. Durante la década de 2010, Airbus Helicopters declaró que esperaba que el diseño del Fenestron siguiera perfeccionándose para adaptarse a los helicópteros de tonelajes cada vez mayores y permitir que se realizaran innovaciones adicionales en este campo. [2]
A través de múltiples fusiones de Sud Aviation con Airbus Helicopters, un número considerable de helicópteros ligeros, intermedios y medianos han utilizado el Fenestron como rotor de cola antipar. Estas implementaciones se pueden encontrar en muchos helicópteros de la gama de Eurocopter, como el Eurocopter EC120 Colibri , EC130 ECO Star , EC135 (y EC635 , la versión militar del EC135), EC145 , AS365 N/N3 Dauphin (también construido como HH -65 Dolphin , una variante dedicada utilizada por la Guardia Costera de los Estados Unidos , y el Harbin Z-9 construido bajo licencia ), y el EC155 ampliado (una versión más ancha, más pesada y más avanzada de la serie AS365 N/N3). [15]
Además de Airbus Helicopters y sus predecesores, otras empresas también han utilizado los sistemas antipar de Fenestron. Uno de esos helicópteros fue el estadounidense Boeing/Sikorsky RAH-66 Comanche , un helicóptero furtivo de reconocimiento aéreo que fue cancelado en 2004. Otro ejemplo es el Sikorsky S-67 Blackhawk , que, en 1974, tenía un Fenestron con fines de prueba utilizado para 29 vuelos. horas. [16] Fue eliminado en agosto del mismo año. Los rotores de cola de ventilador con conductos también se han utilizado en el helicóptero ruso Kamov Ka-60 de carga media, [17] y también en el helicóptero de reconocimiento Kawasaki OH-1 Ninja del ejército japonés . El fabricante francés de helicópteros ligeros Hélicoptères Guimbal también ha utilizado un Fenestron para su Guimbal Cabri G2 , un helicóptero compacto propulsado por un motor alternativo. [12] El grupo chino de la industria aeronáutica de Harbin utiliza Fenestron en el helicóptero de reconocimiento/ataque Z-19 . American Bell Textron en Bell 360 Invictus propuso un diseño de helicóptero destinado a cumplir con los requisitos del Ejército de los Estados Unidos para un futuro avión de reconocimiento de ataque .
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Las desventajas del Fenestron son las comunes a todos los ventiladores con conductos en comparación con las hélices. Incluyen:
