Giroplano
Un autogiro , también conocido como un autogiro , autogiro o autogiro , es un avión de ala rotativa . Sin embargo, a diferencia de los helicópteros , el rotor no es impulsado por un motor , sino que se pone en rotación por el viento ( autorrotación ) cuando el eje del rotor se inclina hacia atrás , por lo que la elevación necesaria es creada por el perfil del ala de las palas del rotor incluso. en vuelo lento hacia adelante . La propulsión se produce como en el avión de ala fija., generalmente por un motor de hélice. A diferencia de un helicóptero, no es posible desplazarse ni maniobrar mientras está parado en el lugar. Para el control y la estabilización, similar al caso de un avión de ala fija, la unidad de cola debe volar hacia adelante.
Los autogiros son interesantes para aplicaciones en las que se desean velocidades bajas , pero no son necesarios el despegue y el aterrizaje verticales . Las ventajas son la seguridad del puesto (es decir, no es posible un puesto ), costos relativamente bajos de materiales de construcción, mantenimiento y operación , el bajo peso y el pequeño espacio requerido, así como el fácil aprendizaje de la operación.
El inventor del autogiro es el español Juan de la Cierva , quien dio a conocer su Autogiro como marca protegida en 1923.
tecnología
La autorrotación se produce porque la pala del rotor tiene un ángulo de ataque tan alto en el área interior del plano del rotor que se produce una fuerza que acelera la pala. En el diámetro exterior, sin embargo, el resultante frena la hoja. Estas fuerzas están en equilibrio en vuelo estacionario. Si se aumenta el ángulo de ataque del plano del rotor, el límite entre el área de aceleración y desaceleración se desplaza hacia afuera. Surge un desequilibrio a favor de la aceleración, ergo: el rotor aumenta su velocidad. Esto facilita la comprensión de cómo el autogiro mantiene automáticamente la velocidad del rotor necesaria para transportar la máquina.
El rotor está unido a un mástil. Una bisagra batiente que permite que las palas del rotor se muevan hacia arriba o hacia abajo es una característica central de un autogiro. No se requiere un plato oscilante ; el rotor completo se gira para controlarlo. Además, se requiere un timón convencional para gobernar. Algunos modelos tienen alas adicionales . La propulsión suele realizarse mediante hélices con motor de pistón ( motor de pistón alternativo o motor Wankel ).
Los autogiros sólo necesitan una distancia de rodaje muy corta de unos pocos a unos cien metros y, por lo tanto, pertenecen al grupo de aviones ESTOL . La distancia de aterrizaje entre cero y algunas decenas de metros es aún más corta . Para acortar la distancia de despegue, el rotor puede acelerarse a la velocidad inicial mediante otro motor o reductor antes de arrancar. Debido a la baja velocidad aerodinámica , se suele utilizar un tren de aterrizaje fijo . Una cabina cerrada solo es común para uso profesional; los pequeños autogiros y ligeros para uso en buen tiempo prescinden de él.
Helicóptero
Una forma especial es el autogiro compuesto , en el que el rotor solo se acciona durante el despegue y el aterrizaje, por ejemplo, con un accionamiento de punta de pala . Cuando vuela hacia adelante, genera la sustentación girando libremente, posiblemente junto con las alas , con propulsión por motores de hélice normales , como en el Fairey Rotodyne .
Seguridad y estabilidad
Dado que el rotor solo es impulsado por el flujo de aire, hay poca tensión mecánica sobre él y no es necesaria una caja de cambios complicada . La falla de la unidad tampoco es crítica. Los autogiros no tienen una velocidad mínima y, por lo tanto, no pueden entrar en una condición de vuelo excesiva . Esa fue también la motivación del inventor Juan de la Cierva . No obstante, el manejo correcto de estas aeronaves debe estar bien entrenado, ya que no se permiten ángulos de ataque negativos ya que, al igual que ángulos de ataque demasiado grandes con otras aeronaves, pueden conducir a una condición de vuelo crítica. Los ángulos de ataque negativos se logran presionando con fuerza la palanca de control, lo que conduciría a un flujo de aire hacia el rotor desde arriba; al mismo tiempo, un alto poder de propulsión mejora el efecto.
Gyrocopter versus helicóptero y avión
ventajas
- La construcción de un autogiro es mucho más sencilla que la de un helicóptero. Esto también tiene un solo motor, pero además del rotor principal, el rotor de cola también debe accionarse con una transmisión relativamente compleja. El control cíclico y colectivo de las palas del helicóptero también es mucho más complejo que el control de inclinación de la cabeza que es común en los girocópteros pequeños. Con giroscopios más grandes, la complejidad del sistema de rotor aumenta, pero generalmente no alcanza el nivel de complejidad de los helicópteros.
- A diferencia de los helicópteros, la falla del motor es relativamente inofensiva. El helicóptero entra en autorrotación si falla el motor, pero un aterrizaje de emergencia con autorrotación se considera una maniobra muy difícil . El autogiro, en cambio, está constantemente en autorrotación, lo que elimina el tiempo de conmutación que se produce en el helicóptero, durante el cual el rotor del helicóptero pierde velocidad.
- A diferencia de un avión de ala fija, el autogiro no tiene pérdida debido a una velocidad insuficiente, ya que la velocidad del rotor es más importante que la velocidad de avance. En comparación con los aviones de ala fija, el girocóptero puede tener una distancia de despegue más corta y una distancia de aterrizaje mucho más corta de tan solo diez metros. La baja velocidad al aterrizar también hace que el aterrizaje de emergencia sea menos peligroso que con los aviones de ala fija, ya que la distancia de aterrizaje es extremadamente reducida. También son posibles enfoques más pronunciados.
- El autogiro es más fácil de controlar que un helicóptero y apenas más difícil de volar que un avión de ala fija.
- A diferencia de los helicópteros y los aviones de ala fija, el autogiro es menos sensible a las turbulencias y, por lo tanto, vuela con más tranquilidad que los aviones de ala fija, especialmente los ultraligeros .
- El mantenimiento y la operación de un helicóptero son dos o tres veces más costosos que el mantenimiento de un girocóptero debido a la complicada mecánica.
- El espacio requerido en el hangar es menor que el de los aviones de ala fija.
- La huella ecológica es menos dañina.
desventaja
- A diferencia de un helicóptero, un autogiro no puede flotar y, por regla general, no puede despegar y aterrizar verticalmente.
- El requisito de potencia es mayor que el de los aviones de ala fija con la misma masa. En este sentido, los giroscopios son más comparables a los helicópteros, pero debido a su tecnología más simple tienen una masa de despegue menor.
- No todas las maniobras de helicópteros o aviones pueden realizarse sin dudarlo. Entonces pone z. B. Existe el riesgo de inclinar bruscamente el autogiro en la dirección de vuelo, porque puede suceder que el rotor vuele desde arriba en lugar de desde abajo, por lo que el elevador colapsa. Los helicópteros pueden compensar esto con su ajuste más complejo de las palas del rotor .
Historia de desarrollo
Los inicios
El principio básico del autogiro fue utilizado por primera vez por el mallorquín Pere Sastre Obrador , pero sus intentos de volar fracasaron. El primer autogiro en funcionamiento fue desarrollado por el español Juan de la Cierva , quien llamó a su avión Autogiro . Después de que un bombardero que había desarrollado se estrellara porque estaba en una condición de vuelo excesiva , desarrolló una aeronave en la que esta condición no puede ocurrir. En 1920 comenzó a experimentar con "alas giratorias", como las llamó. El resultado fue el primer vuelo exitoso de un Autogiro, el C4 , el 9 de enero de 1923 en Getafe , España. El C.6 siguió en 1925 y el C.8 en 1928, por lo que el desarrollador encontró soluciones esenciales para estabilizar el rotor de un avión de ala giratoria, que más tarde también se utilizaron en helicópteros, p. B. las articulaciones aleteadoras .
Pluma autogiro
Dado que la nueva tecnología prometía aplicaciones interesantes, hubo un "auge del autogiro" a finales de la década de 1920. Harold Pitcairn y su colega Walter Kellett fundaron una empresa para la fabricación de giroscopios en los EE. UU. Después de obtener la licencia de de la Cierva . Entregaron sus productos a la oficina de correos de EE. UU. Sin embargo, con la recesión, este negocio colapsó.
Durante este tiempo, los giroscopios también se desarrollaron en Gran Bretaña (especialmente Cierva en estrecha cooperación con Avro ), Alemania (especialmente Focke-Wulf ), la Unión Soviética ( ZAGI ) y Francia ( SNCASO ).
En Alemania, el ingeniero jefe Engelbert Zaschka desarrolló un autogiro y un helicóptero combinados en 1927. En el desarrollo de Zaschka, a diferencia de los giroscopios y helicópteros conocidos hasta ese momento, los rotores del avión rotatorio Zaschka estaban inevitablemente conectados a una masa giratoria con un volante que actuaba mediante dos giroscopios . Esta disposición permitió un vuelo de planeo vertical seguro con el motor apagado .
Después de la muerte de Juan de la Cierva en 1936, otros pudieron aprovechar su éxito y avanzar en el desarrollo del helicóptero. En Francia, el Laboratorio de Gyroplane fue desarrollado por Louis Bréguet y René Dorand, de modo que en 1937 los vuelos de prueba supervisados por el ingeniero y piloto Claysse pudieron establecer nuevos récords mundiales.
Segunda Guerra Mundial
Durante la Segunda Guerra Mundial , algunos submarinos alemanes llevaron el autogiro remolcado no motorizado Focke-Achgelis Fa 330 "Wagtail". Estaba tripulado por una persona que servía como vigía y fue remolcado en una línea detrás del submarino que salió a la superficie.
En Gran Bretaña, la vigilancia aérea se calibró con la ayuda de giroscopios. Para ello, se utilizaron autogiros del tipo británico Cierva C.30 "Rota" en un escuadrón de vuelo. En Japón, el girocóptero Ka-1 se utilizó para la observación de artillería . También se planeó utilizar giroscopios que operan desde cargueros convertidos para defenderse de los submarinos. En la Unión Soviética, cinco autogiros ZAGI A-7 combinados en un escuadrón se utilizaron para vuelos de reconocimiento y para lanzar folletos al comienzo de la guerra .
En general, los giroscopios no desempeñaron un papel militar esencial. Los militares recurrieron al helicóptero , que prometía nuevas posibilidades tácticas y una gama más amplia de usos.
Areas de aplicación
Área de ocio
Los autogiros a menudo se vuelan con fines recreativos, donde son populares debido a su bajo precio de compra y bajos costos operativos . En octubre de 2003, un autogiro obtuvo la certificación de tipo como avión ultraligero por primera vez en Alemania . Los autogiros aprobados de esta manera pueden volar allí con una licencia de piloto deportivo . Los propietarios de una licencia de este tipo para aviones ultraligeros convencionales deben realizar un examen adicional, pero también es posible completar la formación exclusivamente en autogiros.
De 2009 a 2010 se realizó por primera vez una gira mundial en autogiro. La pareja Melanie y Andreas Stütz volaron en varios tipos de autogiro por Europa, África del Sur, Australia, Nueva Zelanda, Estados Unidos y América del Sur en 18 meses. La aventura fue documentada en el libro Weltflug - Two high flyers on five continents y en la película Weltflug.tv - Die Weltreise mit Tragicopter .
Áreas profesionales
Los autogiros son generalmente adecuados para determinadas tareas policiales (por ejemplo, vigilancia del espacio aéreo) o para apoyo en el contexto de la ayuda en caso de desastre. Las pruebas se llevaron a cabo en Alemania. Los autogiros se utilizan con fines policiales en Irak.
Alemania
De julio a diciembre de 2007, la policía de Brandeburgo probó un autogiro alquilado del tipo HTC MT-03 en el aeródromo de Saarmund para comprobar su idoneidad para las operaciones policiales . Cuatro agentes experimentados de la policía estatal participaron en la prueba práctica. Las secciones de prueba a diferentes altitudes de vuelo incluyeron:
- Constancia de radio policial a bordo,
- Valor probatorio de las fotografías aéreas durante el vuelo de emergencia,
- Monitoreo ambiental y de tráfico (alrededor de 300 metros sobre el nivel del mar) y
- La gente busca y rastrea desde el aire.
El motivo principal para el uso de giroscopios es el bajo costo de adquisición, operación y mantenimiento en comparación con los helicópteros . Una hora de vuelo en helicóptero cuesta una media de 1.000 euros, mientras que una hora de vuelo en autogiro cuesta solo 120 euros. Otra ventaja es que el suelo se puede observar fácilmente por ambos lados. La velocidad máxima en operaciones relacionadas con la policía es de 160 km / h, la velocidad mínima es de 30 km / h.
Sin embargo, el principal problema con el autogiro probado resultó ser la baja carga útil de un máximo de 210 kg. Además, existe un obstáculo legal en el reglamento de aviación, según el cual las áreas pobladas con aviones ultraligeros y giroscopios no pueden sobrevolarse a baja altura. Por tanto, el Ministerio del Interior de Brandeburgo planificó una exención para los vuelos policiales. En un informe final completo sobre la fase II del proyecto, finalizada con éxito, se redactó un dictamen jurídico sobre el “Uso de giroscopios por parte de autoridades con tareas de seguridad (policía)”. Como resultado, no se identificaron barreras legales para su uso. El proyecto se prosiguió con éxito en una tercera fase hasta la decisión del Ministro del Interior.
En febrero de 2010, el nuevo ministro del interior de Brandeburgo, Rainer Speer (SPD), interrumpió el proyecto iniciado por su predecesor de la CDU.
En 2012, el DLR ( Centro Aeroespacial Alemán ) probó el uso de giroscopios para combatir desastres (principalmente como ayuda de reconocimiento ) junto con el THW .
La Universidad de Ciencias Aplicadas de Koblenz está investigando sensores aéreos con la ayuda de un autogiro.
En mayo de 2019 se presentó el autogiro Tensor 600X , desarrollado con fines comerciales . El primer vuelo de la máquina se completó con éxito en enero de 2020. El lanzamiento al mercado de Fraundorfer Aeronautics AG está previsto para 2020.
países extranjeros
Desde 2009 se han implementado varios proyectos en la Región Autónoma de Kurdistán ( Irak ). En 2010, el primer autogiro fue entregado al ministro del Interior kurdo, Karim Sinjari. El objetivo de los proyectos es capacitar a los pilotos que monitorean las rutas de llegada y salida de los aeropuertos de Erbil y Sulaimaniyya para el Ministerio del Interior con el fin de protegerlos contra ataques terroristas.
Estos pilotos entrenados en los autogiros forman la columna vertebral de toda la tripulación de pilotos de la policía kurda. En el siguiente paso, serán entrenados para convertirse en pilotos de helicópteros (en Eurocopter EC 120 B ).
Trivialidades
Ya en 1934 se sumergió Autogyro en la película It Happened One Night on, como en The 39 Steps of 1935. El autogiro a través de James Bond fue especialmente famoso - película You Only Live Twice ("La pequeña Nellie") y de Mad Max 2 .
En la serie de televisión The A-Team , HM Murdock vuela un autogiro al comienzo de la última temporada y lo justifica con las palabras: “Lo vi en una película de James Bond. Desde entonces siempre he tenido un helicóptero en mi maleta ".
La formación de palabras "girocóptero" es incorrecta. Debería, desde gyros y pter (on) , llamarse "Gyropter". Esto podría deberse al hecho de que un helicóptero se entiende erróneamente como un "helicóptero". Sin embargo, es un "helicóptero".
Ver también
literatura
- Engelbert Zaschka : avión de ala giratoria. Giroscopios y helicópteros. CJE Volckmann Nachf. E. Wette, Berlín-Charlottenburg 1936, OCLC 20483709 .
- Werner Iberler - Phil Harwood : Fascination Gyrocopter - Manual práctico para pilotos de autogiro. Aero-Dynamic, Freystadt 2009, ISBN 978-3-00-027302-5 .
- Andreas Stütz : Weltflug: dos grandes voladores en los cinco continentes. (La gira mundial con un autogiro) Delius-Klasing, Bielefeld 2011, ISBN 3-7688-3282-1 .
- Phil Harwood - Arnold Upmeyer : autogiro - autogiro - manual para pilotos - ejercicios de vuelo. The Gyrocopter Company UK Ltd., Rufforth York 2013, ISBN 978-0-9559018-5-0 .
- Ferrán Roselló Verdaguer: El Autogiro y su vuelo , Thomson Paraninfo, Madrid, ISBN 84-283-2913-3
- H. Duda, J. Seewald: Física de vuelo del autogiro: comprensión y cálculo , Springer Vieweg, Berlín 2016, ISBN 978-3-662-52833-4
- Bruce H. Charnov: De Autogiro a Gyroplane , Praeger, Westport Connecticut 2003, ISBN 1-56720-503-8
enlaces web
- Mitad helicóptero, mitad aeronave de ala fija Cómo funciona el autogiro
- On the way with the flying windmill , stern.de, 18 de septiembre de 2008
Evidencia individual
- ↑ Gyrocopter - ¿Cuándo pierde estabilidad el autogiro?
- ^ Informe de investigación de accidentes de BFU , Oficina Federal de Investigación de Accidentes de Aeronaves.
- ↑ Pere de Son Gall y la leyenda del plagio en diariodemallorca.es.
- ↑ Engelbert Zaschka : avión de ala giratoria. Giroscopios y helicópteros. CJE Volckmann Nachf. E. Wette, Berlín-Charlottenburg 1936, p. 47.
- ↑ Rolf Besser: Tecnología e historia del helicóptero: desde Leonardo da Vinci hasta la actualidad. Bernard y Graefe-Verlag, Bonn 1996, p. 65.
- ↑ Weltflug.tv - La gira mundial con un autogiro
- ↑ Weltflug - Dos grandes voladores en los cinco continentes ( Memento del 17 de julio de 2012 en Internet Archive )
- ↑ Der Tagesspiegel: Todavía hay muchas cosas que van mal allí
- ↑ http://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10307/470_read-5339/year-all/
- ↑ Gyroplane como proyecto de investigación . En: Universidad de Ciencias Aplicadas de Koblenz . ( hs-koblenz.de [consultado el 20 de septiembre de 2017]).
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- ↑ La policía de tránsito de Kurdistán tendrá helicópteros ( Memento del 18 de julio de 2012 en el Archivo de Internet ), AKNews, 17/12/2011.
- ↑ 5 Traffic Helicopters Arrive in Kurdistan , Iraq Business News, publicado el 28 de febrero de 2012.