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Un Fenestron (a veces denominado alternativamente cola de abanico o disposición de "abanico en aleta" [1] ) es un rotor de cola de helicóptero cerrado que funciona como un ventilador entubado . El término Fenestron es una marca registrada del consorcio multinacional de fabricación de helicópteros Airbus Helicopters (antes conocido como Eurocopter ). La palabra en sí proviene del término occitano para una 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 al estar 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 Fenestron tienen entre siete y dieciocho palas; estas pueden tener un espaciado 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 vórtices en la punta y el potencial de una reducción sustancial del ruido, al mismo tiempo que se protege tanto al rotor de cola en sí mismo de daños por colisión como al personal de tierra del peligro que plantea un rotor giratorio tradicional. [5] [7]
Fue desarrollado por primera vez para su uso en un helicóptero operativo por la empresa 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 del 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 registrada como presentada durante mayo de 1943. En ese momento, Weir había participado en el trabajo de desarrollo para Cierva Autogiro Company , que era la empresa titular de la patente. [8] En concepto, la invención debía 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 en tales helicópteros equipados. [9] Sin embargo, este trabajo temprano en Gran Bretaña no conduciría directamente a ningún producto lanzado por Cierva que hiciera uso de esta innovación. En cambio, el Fenestron solo sería desarrollado aún más durante la década de 1960 por una empresa no relacionada.
El Fenestron fue aplicado prácticamente por primera vez 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 tendría 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 usando una unidad de cola Fenestron. [5] Habiéndose determinado que había sido satisfactoria, esta unidad de cola se mantuvo y se puso en producción en un modelo refinado del helicóptero, que fue designado Aérospatiale SA 341 Gazelle . [12]
Con el tiempo, el diseño y el rendimiento del Fenestron han sido mejorados por Sud Aviation y sus compañías sucesoras, así como por otras compañías. A fines de la década de 1970, Aérospatiale (en la que se había fusionado Sud Aviation) lanzó una unidad de segunda generación totalmente compuesta ; principalmente presentaba una inversión de la dirección de rotación de la pala, así como la adopción de un conducto de diámetro un 20 por ciento más grande para una mayor eficiencia. [5] [2] Esta unidad se instaló en el Aérospatiale SA 360 Dauphin , junto con su modelo más exitoso AS365 Dauphin y sus derivados. Si bien se llevaron a cabo más experimentos de vuelo utilizando un Fenestron aún más grande en un helicóptero de sustentación media SA 330 Puma en el mismo período de tiempo, se concluyó que existían límites prácticos en cuanto al tamaño del helicóptero al que se adaptaría tal configuración, y los ejemplos de producción del Puma conservaron un rotor de cola convencional en su lugar. [13]
Durante la década de 1990, Eurocopter (el 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 , este último habiéndose producido 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 mediano-bimotor; 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 del Fenestron y el 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 potencia. [15] Las implementaciones avanzadas del Fenestron están provistas de estatores y pesos ajustables para optimizar las palas para una reducción en 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 continuara perfeccionándose, para adaptarse a helicópteros de tonelaje creciente y permitir que se realicen innovaciones adicionales en el campo. [2]
A través de múltiples fusiones desde Sud Aviation a Airbus Helicopters, un número considerable de helicópteros ligeros, intermedios y de peso medio han utilizado el Fenestron como rotor de cola antipar. Tales implementaciones se pueden encontrar en muchos de los helicópteros de la gama Eurocopter, como el Eurocopter EC120 Colibri , el EC130 ECO Star , el EC135 (y el EC635 , la versión militar del EC135), el EC145 , el AS365 N/N3 Dauphin (también construido como el 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 compañías también han hecho uso de los dispositivos antipar Fenestron. Uno de estos helicópteros fue el estadounidense Boeing/Sikorsky RAH-66 Comanche , un furtivo helicóptero de reconocimiento aéreo que fue cancelado en 2004. Otro ejemplo es el Sikorsky S-67 Blackhawk , que, en 1974, tenía un Fenestron para fines de prueba utilizado durante 29 horas de vuelo. [16] Fue retirado en agosto del mismo año. Los rotores de cola de abanico entubados también se han utilizado en el helicóptero de carga media ruso Kamov Ka-60 , [17] y también en el helicóptero de reconocimiento militar japonés Kawasaki OH-1 Ninja . El fabricante francés de helicópteros ligeros Hélicoptères Guimbal también ha utilizado un Fenestron para su Guimbal Cabri G2 , un helicóptero compacto propulsado por motor alternativo. [12] El grupo chino Harbin Aircraft Industry Group utiliza Fenestron en el helicóptero de reconocimiento/ataque Z-19 . La empresa estadounidense Bell Textron propone un diseño de helicóptero Bell 360 Invictus destinado a cumplir con el requisito del ejército de los Estados Unidos de contar con un avión de reconocimiento y ataque del futuro .
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Las desventajas del Fenestron son las mismas que tienen todos los ventiladores de conducto en comparación con los de hélice. Entre ellas se incluyen:
