Actuaciones Aterrizaje y Despegue. Referencia Básica [EMC05] Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 1 / 27
Introducción Desde el punto de vista de la maniobrabilidad, el helicóptero es una de las aeronaves con mayor versatilidad para efectuar maniobras de aterrizaje y despegue. Esto permite al helicóptero disponer de un amplio espectro de posibilidades para solventar dicultades en el aterrizaje y el despegue ante fallo de motor o falta de potencia disponible. Las principales limitaciones para realizar correctamente estas maniobras son debidas a peso de la aeronave potencia disponible Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 2 / 27
Despegue Rodadura en tierra ipos de despegue Despegue estilo helicóptero Despegue estilo avión Despegue estilo helicóptero con efecto suelo Caso especial de despegue Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 3 / 27
Rodadura en tierra I Los helicópteros pueden disponer: tren de aterrizaje con ruedas. Debido a la conguración del helicóptero, el centro de gravedad suele ser más alto que el de una aeronave de ala ja por lo que la rodadura en tierra puede ser más crítica por peligro de vuelco. tren de aterrizaje con patines. El despegue no puede incluir rodadura en tierra y se realizará en modo vertical. Diferencias en la rodadura con respecto el avión: Menores fuerzas de contacto y fricción R y F r debido a la elevada fuerza de sustentación del helicóptero. Presencia de fuerzas laterales tr por lo que debe de aparecer una fuerza lateral en el rotor principal para compensar esta fuerza. El equilibrio de estas fuerzas laterales debe ser preciso porque desequilibrios en el eje lateral pueden conducir a inminente vuelco del helicóptero. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 4 / 27
Rodadura en tierra II endencia a que aparezcan momentos de cabeceo debido al momento que introduce la elevada tracción. Produciendo una mayor carga en las ruedas delanteras. r R F r R F r R R Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 5 / 27
Rodadura en tierra III Consecuencia: la rodadura del helicóptero es mas complicada que en el caso del avión. Bajas velocidades V 10 15 m/s Supercies muy lisas para minimizar posibles desequilibrios de fuerzas y momentos Los vientos laterales que permiten el despegue son menores en comparación con los que corresponden a los aviones. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 6 / 27
Despegue estilo helicóptero I Etapas Vuelo axial hasta una altura de de 1.5 m a 2 m. Se requiere una potencia mayor que la necesaria para el avance dado que la potencia en vuelo axial de ascenso y a punto jo es mayor que la de avance, a pesar del efecto suelo. Vuelo de ascenso inclinado aumentando la tracción para equilibrar el peso y proporcionar la componente de propulsión necesaria para el avance. Se considera nalizado el despegue cuando se han superado verticalmente los obstáculos mas cercanos o cuando se ha alcanzado una altura de 20 ó 30 m. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 7 / 27
Despegue estilo helicóptero II Dicultades: Exceso de carga del helicóptero. Falta de potencia disponible por baja densidad ambiente (debido a elevadas temperaturas, elevada altitud del punto de despegue, o una combinación de ambas). Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 8 / 27
Despegue estilo helicóptero III V Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 9 / 27
Despegue estilo avión I Implica rodadura del helicóptero. Este tipo de despegue es una alternativa al despegue en estilo de helicóptero cuando no se dispone de la potencia necesaria para el despegue en estilo helicóptero. La rodadura sirve de transición para alcanzar la velocidad necesaria conseguir que la potencia necesaria haya disminuido lo necesario para igualar la potencia disponible. Etapas: Según la carga del helicóptero y el tipo se acelera en tierra hasta alcanzar velocidades del orden de 40-50 km/h. Vuelo de avance con trayectoria inclinada con separación del suelo hasta alcanzar una altura de seguridad (altura crítica) o velocidades que permitan continuar el despegue. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 10 / 27
Despegue estilo avión II La distancia recorrida en la rodadura presenta valores típicos de 50-100 m, velocidades del orden 50 km/h con tiempos de despegue entre 5-10 s. La rodadura se suele realizar con todas las ruedas en contacto con el suelo. Algunos helicópteros al nal de la rodadura emplean sólo la rueda del morro. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 11 / 27
Despegue estilo helicóptero con efecto suelo I Este tipo de despegue se emplea cuando: Etapas Pistas en las que la rodadura pueda ser complicada. Situaciones en las que la potencia disponible sea inferior a la potencia necesaria para el vuelo a punto jo sin efecto suelo pero superior a la potencia necesaria para el vuelo punto jo con efecto suelo. Despegue en vuelo axial empleando el exceso de tracción que proporciona el efecto suelo (hasta una altura del orden del radio del rotor) Vuelo de avance horizontal aumentando la velocidad de forma que se alcance una potencia necesaria que iguale a la potencia disponible. A partir de este punto, se realiza el avance con trayectoria inclinada. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 12 / 27
Despegue estilo helicóptero con efecto suelo II La pista debe permitir el empleo del efecto suelo en las dos primeras etapas. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 13 / 27
Caso especial de despegue Despegue a realizar desde helipuertos elevados o zonas con obstáculos que no permitan cualquiera de los anteriores tipos de despegue. Es un despegue tipo helicóptero hasta una altura superior en 5 m ó 10 m a los obstáculos más elevados. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 14 / 27
Altura crítica I La maniobra de despegue es junto al aterrizaje una de las maniobras más críticas. En particular el fallo de la planta propulsora hace que la situación se vuelva más crítica. Dependiendo del tipo de planta propulsora, en caso de fallo: si el helicóptero es multimotor hay que analizar la posibilidad de tener que aterrizar o continuar el vuelo, si el helicóptero es monomotor deberá de realizar un maniobra de aterrizaje de emergencia. Helicópteros multimotor. Se debe de analizar la posibilidad de seguir volando en caso de fallo de un motor. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 15 / 27
Altura crítica II El hecho de que la potencia necesaria para mantener el vuelo horizontal disminuya cuando aumenta la velocidad, hasta llegar a la velocidad de mínima potencia necesaria, permite planicar el despegue de forma que se disponga en todo momento de exceso especíco de potencia que permita ganar altura y velocidad. En el vuelo de ascenso, si a una altura dada se produce el fallo de un motor, la potencia disponible disminuirá y es posible que ésta no sea suciente para mantener el vuelo a punto jo, por lo que se deberá perder altura. Si durante el descenso se consigue alcanzar una velocidad de avance que permita que la potencia necesaria sea menor que la disponible, entonces se tendrá un exceso de potencia que permitirá seguir aumentando la velocidad (para seguir disminuyendo la potencia necesaria) y aumentar la altura. De esta forma, se podrá realizar el despegue. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 16 / 27
Altura crítica III Así, se dene la altura crítica como la altura mínima a la que puede aparecer el fallo de un motor y poder continuar volando sin tener que descender por debajo de los 35 ft. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 17 / 27
Aterrizaje ipos de aterrizaje Aterrizaje estilo helicóptero Aterrizaje estilo avión Aterrizaje con autorrotación Caso especial de aterrizaje Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 18 / 27
Aterrizaje estilo helicóptero I Este tipo de aterrizaje implica que la planta propulsora está proporcionando la potencia necesaria. Etapas: Vuelo de avance con trayectoria inclinada de descenso. Se debe frenar el helicóptero reduciendo la velocidad de avance y de descenso. Para ello, se inclina la tracción del rotor principal hacia atrás. Vuelo a punto jo a una altura de 2m-3m. Vuelo axial de descenso. Contacto con la supercie. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 19 / 27
Aterrizaje estilo helicóptero II V ¼ 0 Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 20 / 27
Aterrizaje estilo avión I Este tipo de aterrizaje implica que la planta propulsora esta proporcionando la potencia necesaria. Se emplea este aterrizaje cuando no se dispone de la potencia necesaria para realizar el aterrizaje en estilo helicóptero. Etapas rayectoria de planeo hasta alcanzar una altura de 15m-30m. Se pierde altura manteniendo la velocidad y el ángulo de descenso de la trayectoria. Recogida se incrementa la tracción para conseguir que la velocidad horizontal disminuya y que la componente del peso tangencial a la trayectoria se anule. ransición se realiza en vuelo de avance con efecto suelo. Contacto con la supercie. Rodadura. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 21 / 27
Aterrizaje estilo avión II V ¼ 0 Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 22 / 27
Aterrizaje con autorrotación I Este tipo de aterrizaje implica un fallo en la planta propulsora Dependiendo del tipo de lugar en el que se tenga que realizar la maniobra se distinguen dos posibles situaciones. Aterrizaje con autorrotación en avance. Aterrizaje con autorrotación axial. Aterrizaje con autorrotación en avance. Requiere tener un zona de aterrizaje larga y libre de obstáculos. Garantiza la conservación de la integridad de la aeronave ante la situación de emergencia de la pérdida de un motor ya que las velocidades de descenso en autorrotación en avance son del orden de la mitad de las de autorrotación axial. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 23 / 27
Aterrizaje con autorrotación II Etapas: Descenso a velocidad y ángulo constantes. Deceleración. Se emplea la energía cinética y potencial para producir una elevada tracción que consiga frenar tanto la velocidad de avance como de descenso. Para ello la tracción se inclina hacia atrás, se aumenta el ángulo de ataque del rotor. En esta situación el helicóptero la altura puede pasar de 15m-20m hasta 0.5m. En la parte nal de esta etapa es necesario colocar horizontalmente el helicóptero ya que el ángulo de ataque del rotor puede ser tan elevado que haya peligro de impacto de la zona del rotor de cola con el suelo. Contacto con la supercie si la maniobra se realiza correctamente la velocidad de descenso es practicamente nula. Rodadura se emplea un tramo de pista para terminar de frenar horizontalmente el helicóptero. Además se reduce el paso para recuperar los niveles de tracción. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 24 / 27
Aterrizaje con autorrotación III V ¼ 0 Aterrizaje con autorrotación axial. Se emplea fundamentalmente cuando ante la situación de emergencia del fallo de la planta propulsora sólo se dispone de sitio libre de obstáculos en la parte inferior del helicóptero. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 25 / 27
Aterrizaje con autorrotación IV Etapas: El rotor se dispone para que esté girando a la mayor velocidad angular posible, de forma que se disponga de una elevada energía cinética almacenada en la rotación del rotor. Se coloca el paso máximo posible para conseguir la mayor capacidad sustentadora de manera que se reduzca la velocidad de descenso lo máximo posible. Este punto es crítico ya que al aumentar el paso y por tanto la tracción, la velocidad angular del rotor disminuye e incluso puede llegar a detenerse produciéndose la caída libre del helicóptero. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 26 / 27
Caso especial de aterrizaje I Se emplea este tipo de aterrizaje cuando no existen zonas libres de obstáculos y la única zona libre es en la vertical al helicóptero. Es análogo al caso de aterrizaje en autorrotación pero sin fallo de la planta propulsora. Helicópteros () Actuaciones Aterrizaje y despegue 27 / 27