El autogiro: diferencias con un ala fija

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El autogiro es una nave muy especial. Su forma de vuelo es parecida a la del helicóptero, pero no es un helicóptero. Tampoco es un avión, pues el ala fija se reemplaza por un ala rotatoria y carece de uno de los elementos de control de los aviones, el alerón.

Texto: Loreto Román
Fotos: Escuela Autogiros Mizar

Juan de la Cierva ideó un sistema práctico y eficaz de control + rotor + palas. Las palas son las alas del autogiro y entran en autorrotación por efecto del viento relativo que incide sobre ellas desde abajo hacia arriba.

Una parte de la fuerza aerodinámica creada en el perfil del rotor tira hacia delante creando el giro del rotor.

En realidad, las palas son perfiles alares y aportan sustentación cuando tienen movimiento. La sustentación del perfil alar (el disco del motor) es perpendicular a la dirección del viento relativo. La resultante de las componentes de viento relativo por el avance y movimiento giratorio genera la fuerza aerodinámica de manera que genera sustentación y giro simultáneamente.

Los rotores modernos suelen ser bi-pala y semirrígidos. Cuando una pala avanza en el sentido de la marcha, la otra pala retrocede. Por tanto tenemos más velocidad respecto del viento relativo en la pala que avanza, pues se suma la velocidad de giro y la velocidad de traslación. En la pala que retrocede se restan estas velocidades. Esto hace que la pala que avanza tenga más sustentación que la pala que retrocede. Para compensar esta diferencia de sustentación entre las palas se usan los rotores semirrígidos, que mediante la articulación del balancín permiten que la pala que avanza se eleve y la que retrocede baje, compensando los ángulos de ataque de cada una de ellas y estabilizando las fuerzas de sustentación en ambas palas.

Con respecto a los controles, el alumno aprende que el autogiro tiene 2 tipos de superficies de control. Una de ellas es el rotor que, además de la sustentación, controla el alabeo mediante el movimiento lateral de la palanca de mando (derecha-izquierda) y la otra es la deriva de dirección, que con el movimiento longitudinal (adelante-atrás) de la palanca controla el cabeceo y con los pedales la guiñada mediante el timón de dirección.

A diferencia del avión de ala fija, además de una energía cinética debida a la velocidad de traslación, una energía potencial debida a la altura con respecto al suelo, el autogiro tiene también una energía rotacional, almacenada en el rotor en forma de una masa girando a un régimen de rotación. El alumno aprende que para volar un autogiro deben mantenerse la velocidad de rotación del rotor y la de traslación del autogiro con respecto a la masa del aire.

En vuelo, el pilotaje del autogiro es bastante intuitivo y similar al de un avión en cuanto al manejo de los mandos. El autogiro es autoestable a condición de mantener un régimen de rotación dentro de los límites normales (esto ocurrirá siempre que no reduzcamos el factor de carga empujando bruscamente la palanca) y un factor de carga positivo (sustentación positiva y hacia arriba). El rotor presenta rigidez giroscópica, por lo cual tenderá a mantener su posición en el espacio. Otra característica del rotor es la precesión giroscópica, que hace que la reacción a una orden del piloto (movimiento de palanca) se produzca con un cierto retraso.

Esta precesión giroscópica es una de las principales dificultades para los pilotos de ala fija que deciden realizar su adaptación al autogiro, pues están acostumbrados a las reacciones inmediatas del avión, pudiendo provocar reacciones indeseables e incluso peligrosas del autogiro.

Entre las maniobras peligrosas que todo piloto de autogiro debe conocer se encuentran la PIO (Pilot Induced Oscilation) y el sobreempuje. La PIO se produce por movimientos continuados de la palanca de mando (morro arriba, morro abajo) para corregir el vuelo del autogiro, sin tener en cuenta el retardo producido por la precesión giroscópica (típico en pilotos de ala fija). Se soluciona quitando potencia del motor. El sobreempuje se produce por una disminución del empuje del rotor y el consiguiente vuelco hacia delante (morro abajo) debido a una asimetría de fuerzas al no coincidir la línea de empuje del motor con el arrastre del fuselaje y el centro de gravedad del autogiro. También puede ser el resultado de una maniobra descontrolada de oscilación severa. Se soluciona con un buen estabilizador horizontal en la cola.

En cualquier caso el alumno debe recordar que SIN POTENCIA DE MOTOR NO HAY PIO NI SOBREEMPUJE.

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Por último, el alumno debe aprender los procedimientos de despegue y aterrizaje, que varían sensiblemente con respecto a los de un ala fija.

En el despegue, entra un mecanismo en juego que es exclusivo del autogiro: el sistema de prelanzamiento del rotor. Dado que el rotor en tierra no está en movimiento y, por tanto, no genera sustentación, el sistema de prelanzado permite alcanzar unas revoluciones mínimas de rotor para iniciar la carrera de despegue. Si no tenemos un buen prelanzador, corremos el riesgo de entrar en “flutter” (aleteo o batimiento) durante el despegue y que se da cuando tenemos mucha velocidad del aire incidiendo sobre las palas y muy baja velocidad de giro del rotor. Para evitarlo, el prelanzamiento se realiza con ángulo de inclinación de rotor 0º y alcanzar un mínimo de 200 rpm.

En el aterrizaje, podríamos decir que hay dos “escuelas” basadas en el aterrizaje: con o sin motor. En el primer caso, con motor, el aterrizaje es mucho más tendido y se basa en dejar aproximarse el autogiro a tierra con bajas revoluciones de motor. En el caso de aterrizaje sin motor, el motor permanecerá a ralentí y el aterrizaje es menos tendido haciendo la aproximación con mayor altura. En ambos casos se requiere un buen control de la velocidad que deberá mantenerse en 60 mph. En cualquier caso, al disminuir o faltar la propulsión del motor, la velocidad del flujo de aire que penetra bajo el disco rotor disminuye, las palas giran a menor velocidad y la sustentación disminuye. Aumentando el ángulo de ataque (las palas actúan como si fuera una vela que frena la aeronave) del disco rotor mantendremos el equilibrio entre autorrotación y sustentación hasta posar el autogiro en el suelo. Lo cual puede hacerse en muy poco espacio.

En resumen, el piloto de autogiro debe aprender a:

  • Mantener siempre un factor de carga positivo
  • Mantener el régimen de rotación dentro de los límites
  • En el despegue, no meter potencia a tope hasta que las vueltas del rotor superen las 200 rpm.
  • Nunca desplazar la palanca hacia delante de forma brusca cuando volemos con velocidad.
  • En vuelo, el rotor mantendrá su régimen de giro de forma automática, siempre que no volemos con menos peso del mínimo al despegue y no reducir el factor de carga a valores cercanos a 0.
  • Respetar las limitaciones del manual de vuelo

Con la colaboración de Escuela Autogiros Mizar.

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