168x168px Dissimetria de sustentació (també coneguda com a asimetria de sustentació o sustentació asimètrica) en aerodinàmica d'helicòpters es refereix a una quantitat desigual de sustentació a costats oposats del disc del rotor. És un fenomen que afecta els helicòpters d'un sol rotor i els autogiros en vol cap endavant.
Una pala de rotor que es mou en la mateixa direcció que l'aeronau s'anomena pala que avança i la pala que es mou en la direcció oposada s'anomena pala que retrocedeix. Vist des de dalt, la majoria dels rotors d'helicòpters americans giren en sentit antihorari; els helicòpters francesos i russos giren en sentit horari.
Equilibrar la sustentació a través del disc del rotor és important per a l'estabilitat d'un helicòpter. La quantitat de sustentació generada per un perfil alar és proporcional al quadrat de la seva velocitat (velocitat). En un vol estacionari, les pales del rotor tenen velocitats aerodinàmiques iguals i, per tant, sustentació igual. Tanmateix, en vol cap endavant, la pala que avança té una velocitat aerodinàmica més alta que la pala que retrocedeix, creant una sustentació desigual a través del disc del rotor.
Anàlisi miniatura|Dissimetria de sustentació en un helicòpter d'estil americà Considerem un helicòpter d'un sol rotor en aire quiet. Per a un helicòpter estacionari (en suspensió), les pales del qual de r metres de longitud giren a ω radians per segon, la punta de les pales es mou a una velocitat de r ω metres per segon. A mesura que les pales giren, la velocitat de les puntes de les pales respecte a l'aire roman constant.
Ara imagineu l'helicòpter en vol cap endavant, a v metres per segon. La velocitat de la punta de la pala al punt A del diagrama respecte a l'aire és la suma de la velocitat de la punta de la pala i la velocitat de vol cap endavant de l'helicòpter: r ω + v . Però la velocitat de la punta de la pala al punt B, respecte a l'aire, és la diferència entre la seva velocitat de rotació i la velocitat de vol cap endavant: r ω - v .
Com que la sustentació generada per un perfil aerodinàmic augmenta a mesura que augmenta la seva velocitat relativa, en un helicòpter que es mou cap endavant, la punta de la pala a la posició A produeix més sustentació que al punt B. Per tant, el disc del rotor produeix més sustentació al costat dret que al costat esquerre (per a un helicòpter d'estil americà). Aquest desequilibri és la "dissimetria de sustentació".
Efectes La dissimetria de la sustentació provoca un tomb cap enrere, no un balanceig.
A velocitats d'avanç molt elevades, la pala en retrocés no té una velocitat suficient per mantenir la sustentació, una condició anomenada bloqueig de la pala en retrocés. Això fa que l'helicòpter balancegi cap al costat de retrocés i cabiyi cap amunt. Aquesta situació, quan no es reconeix immediatament, pot causar una pèrdua greu de controlabilitat de l'aeronau. El bloqueig de la pala en retrocés és un factor que determina la velocitat màxima d'avanç de l'helicòpter, la velocitat que no es pot superar mai (VNE).
A velocitats d'avanç molt elevades, la pala que avança pot tornar-se supersònica. Aquest és un altre factor que determina la velocitat que no es pot superar mai.
Contramesures La dissimetria de sustentació es contraresta reduint l'angle d'atac de la fulla que avança i augmentant l'angle d'atac de la fulla que retrocedeix. Això es fa batent les fulles i fent-les cíclicament.
El bateig de les pales és el principal mitjà per contrarestar la dissimetria de la sustentació.Les pales del rotor estan dissenyades per batre els vents: la pala que avança s'aleteja cap amunt i desenvolupa un angle d'atac més petit a causa d'un canvi en els vectors de vent relatius, produint així menys sustentació que una pala rígida. Per contra, la pala que retrocedeix s'aleteja cap avall, desenvolupa un angle d'atac més alt a causa d'un canvi en els vectors de vent relatius i genera més sustentació. L'aleteig provoca un retrocés, una inclinació cap enrere del disc del rotor.
La dissimetria de la sustentació també es contraresta mitjançant un emplumament cíclic, és a dir, un canvi en l'angle d'incidència de les pales del rotor a mesura que giren al voltant del cub.
Hi ha un límit fins al qual els canvis d'angle d'atac poden contrarestar la dissimetria de la sustentació. Això pot imposar un límit a la velocitat màxima cap endavant de l'helicòpter, tot i que a la pràctica les limitacions de potència solen ser el factor limitant.
Rotors dobles En helicòpters amb rotors coaxials, els dos discs del rotor giren en sentits oposats. La dissimetria de sustentació d'un disc del rotor es cancel·la per la dissimetria de sustentació de l'altre disc del rotor.
Els helicòpters de rotor tàndem com el CH-47 Chinook encara pateixen de dissimetria de sustentació, perquè els rotors estan desplaçats entre si. Els helicòpters de rotor tàndem estan instal·lats amb sistemes automàtics de plomatge cíclic. A baixes velocitats, el batec de les pales compensa la dissimetria de sustentació. A mesura que augmenta la velocitat, normalment per sobre dels 70 nusos, aquests sistemes permeten una actitud del fuselatge més anivellada, cosa que redueix les tensions sobre els mecanismes d'accionament del rotor.
Referències
Categoria:Aviònica