" Haz sueños realidad.  Regala emociones "

Texto facilitado y traducido por Nuestro amigo Edgardo Maffia, creador del libro “La Biblia de los Autogiros”

Las LÍNEA DE EMPUJE y los ESTABILIZADORES HORIZONTALES. ETC. 

Greg Gremminger 

(Publicado en la revista Rotorcraft, febrero, 2003) 

Voy a empezar primero con las RESPUESTAS.

Aquí están tres pruebas de vuelo fáciles que puede ayudarle a evaluar si usted tiene el  Estabilizador Horizontal apropiado que "equilibre"  la línea de empuje de la hélice y la aerodinámica del fuselaje. 

CUIDADO:

Las pruebas siguientes y sobre todo las pruebas a las velocidades más altas sólo deben ser conducidas por un piloto experimentado y hábil en ese gyro particular.

Altas velocidades aerodinámicas son precursoras comunes de PIO y Bunt-Overs en muchas configuraciones de gyro. 

Prueba 1:

Prueba de la suma de los Momentos Estáticos de Cabeceo: 

Un "Momento de cabeceo" es un torque en la estructura que tiende a hacerlo cabecear nariz arriba o nariz abajo. 

Sólo realice esta prueba en calma, sin ninguna condición de viento a una altitud de por lo menos 2000 pies (610 mts) 

A su velocidad aerodinámica de crucero prefijada típica (aproximadamente 50-55 MPH para empezar), ponga la potencia para establecer nivel y velocidad constante.

Ésta es la velocidad que se mantiene sin que el  piloto tenga que empujar el bastón en alguna dirección - el resorte configurado manualmente para  vuelo sin  intervención a 50-55 MPH. 

Note su velocidad aerodinámica "prefijada". 

Despacio reduzca la potencia  del motor a ralentí o marcha en vacío.

Permita dejar caer la nariz para establecer un descenso. 

Haciendo fuerza con el bastón  si es necesario, ajuste la velocidad aerodinámica del gyro a la misma velocidad que la anteriormente nombrada en el vuelo nivelado.

Con suerte, ninguna fuerza al frente o a popa, será exigida para mantener la velocidad dentro de las 10 MPH de diferencia de la velocidad de crucero "prefijada" original. 

Despacio aumente la potencia del motor a máximo acelerador.

Permita que la nariz suba para establecer un ascenso. 

Actuando sobre el bastón si es necesario, ajuste la velocidad aerodinámica del gyro al mismo  valor que la anteriormente nombrada en vuelo nivelado.

Con suerte, no será necesaria ninguna fuerza  adicional, adelante o atrás en el bastón para mantener la velocidad aerodinámica dentro de 10 MPH de la velocidad aerodinámica de crucero "prefijada" original. 

Si se exige actuar sobre el bastón para  mantener la velocidad de crucero "prefijada" original dentro de las 10 MPH de diferencia, el "balance" del Estabilizador Horizontal con la línea de empuje de la hélice y otros momentos estáticos aerodinámicos, es menor del ideal y hace pensar en posibles problemas de estabilidad /  seguridad. 

CUIDADO:

No proceda a probar a velocidades aerodinámica más altas si el criterio inicial anterior no está satisfecho.

Ésta sería una indicación de que posibles problemas de estabilidad están presentes y la prueba no debe dirigirse a velocidades más altas dónde esos problemas  podrían empeorar. 

Si la prueba inicial anterior se pasó, repita la misma prueba a una velocidad inicial de crucero "prefijada" 5 MPH mayor que la velocidad aerodinámica "prefijada" original. 

CUIDADO:

No dirija las pruebas adicionales si cualquiera de las pruebas anteriores no  reúne el criterio de velocidad aerodinámica. 

Repita la prueba a las velocidades aerodinámica aumentadas de a 5 MPH de incremento.

No exceda la Vne del gyro. 

Prueba 2:

Maniobra o Prueba de Estabilidad Estática de Carga G: 

CUIDADO:

No realice esta prueba, si la Prueba #1 anterior no se completó satisfactoriamente. 

Sólo realice esta prueba en calma, sin ninguna condición de viento a una altitud de por lo menos 2000 pies (610 mts)

A su velocidad aerodinámica de crucero prefijada típica (aproximadamente 50-55 MPH para empezar), ponga la potencia para establecer nivel y  velocidad aerodinámica constante.

Ésta es la velocidad aerodinámica que se mantiene sin intervención del piloto empujando el bastón en ninguna dirección - el resorte ajustado para  vuelo sin intervención a 50-55 MPH. 

Anote su velocidad aerodinámica "prefijada." 

Despacio incline el avión unos 30º aproximadamente. 

Mantenga la velocidad aerodinámica "prefijada" original anotada anteriormente y permita que el gyro se estabilice en un descenso espiral a un ángulo de inclinación constante de aproximadamente 30 grados. 

Si se exige fuerza en el bastón A POPA para mantener la velocidad aerodinámica "prefijada" original, esto indica una condición estable dinámicamente dónde el CG del avión está adelante del Vector Tracción de Rotor (RTV) (condición deseada). 

Si no se necesita ninguna fuerza en el bastón, o fuerza hacia adelante, para mantener la velocidad aerodinámica "prefijada" original, esto indica una condición dinámicamente NEUTRAL o INESTABLE dónde el CG esta sobre o a popa del RTV - el estabilizador horizontal no está equilibrando apropiadamente los otros momentos estáticos en la estructura, empuje de la hélice, arrastre de la estructura etc. 

CUIDADO:

No proceda a probar a velocidades aerodinámica más altas si el criterio inicial anterior no está satisfecho.

Ésta sería una indicación de que posibles problemas  de estabilidad están presentes y la prueba no debe conducirse a velocidades más altas dónde esos problemas  podrían empeorar. 

Si la prueba inicial anterior se pasa, repita la misma prueba a  una velocidad de crucero inicial  "prefijada" 5 MPH mayor que la velocidad aerodinámica "prefijada" original. 

CUIDADO:

No dirija las pruebas adicionales si cualquiera de las pruebas anteriores no reúne  el criterio de fuerza de bastón. 

Repita la prueba a velocidades mayores incrementando de a 5 MPH.

No exceda Vne del gyro. 

Prueba 3:

Prueba de Estabilidad Estática de Velocidad: 

CUIDADO:

No realice esta prueba, si la Prueba #1 y Prueba #2 anteriores no se completaron  satisfactoriamente. 

Sólo realice esta prueba en calma, ninguna condición de viento, a una altitud de por lo menos 2000 pies  (610 mts).

A su velocidad aerodinámica de crucero prefijada típica (aproximadamente 50-55 MPH para empezar), ponga potencia para establecer nivel y la velocidad aerodinámica constante.

Ésta es la velocidad aerodinámica que se mantiene sin tener el piloto que empujar el bastón en ninguna dirección - el resorte ajustado para vuelo sin intervención a 50-55 MPH. 

Anote su velocidad aerodinámica "prefijada." 

Despacio aumente la velocidad en 5 MPH.

Permita que la velocidad se establezca a esta velocidad aerodinámica más alta. 

Deben exigirse presión del bastón hacia adelante a una posición mas adelantada para mantener esa velocidad aerodinámica más alta.

Si se requiere presión del bastón o posición a popa para mantener la velocidad más alta, el avión no es Estáticamente Estable en Velocidad y no debe  continuarse la comprobación. 

CUIDADO:

No proceda a probar a las velocidades aerodinámicas más altas si el criterio inicial citado no está satisfecho.

Ésta sería una indicación que  posibles problemas de estabilidad están presentes y la prueba no debe conducirse a velocidades mayores dónde esos problemas  podrían empeorar. 

Realice la prueba anterior incrementando en 5 MPH la velocidad y permita que la velocidad se  establezca en cada velocidad aerodinámica más alta.

En todos los casos, se requerirá más presión y posición del bastón hacia adelante sucesivamente a cada  velocidad  más alta.

Si la presión del bastón o la dirección de posición cambian o reduce en cualquiera de las velocidades  crecientes de prueba, el avión no es Estáticamente Estable en Velocidad y la comprobación debe interrumpirse. 

Repita el comienzo de las pruebas citado a la velocidad de crucero prefijada inicial, pero con disminuciones de 5 MPH de velocidad. 

En todos los puntos las fuerzas y posición del bastón deben aumentar las fuerzas y posición a popa.

Si se requiere presión del bastón o posición hacia adelante para mantener las velocidades sucesivamente más bajas, el avión no es Estáticamente Estable en Velocidad y la comprobación no debe continuar. 

NOTA:

Las fuerzas del bastón  y posición de la condición "prefijada" siempre deben estar en la dirección de cambios de velocidad. Pendiente positiva de la curva de mando.

Si las fuerzas del bastón o posición del bastón van en dirección inversa,  pendiente negativa de la curva de mando,  en  cualquier punto en la prueba citada, la discontinuidad puede dificultar el mando  y posiblemente sobrevenga un PIO o Bunt Over. 

CUIDADO:

No conduzca las pruebas adicionales si cualquiera de las pruebas anteriores no reúne el criterio de fuerza de bastón. 

NOTA:

Pasando las tres pruebas ESTÁTICAS anteriores con éxito no asegura que ese gyro  particular es estable y seguro de volar en vientos turbulentos o a velocidades altas.

Tampoco el test citado asegura que el gyro no sea  capaz de PIO o Bunt-Over.

La Estabilidad DINÁMICA no está asegurada por las pruebas citadas.

Las pruebas citadas sólo se proponen como una línea de base para determinar si el Estabilizador Horizontal esta apropiadamente aplicado  para ESTATICAMENTE "balancear" los efectos de una línea de empuje de hélice  desplazada o un Centro de Arrastre desplazado y otros momentos estáticos aerodinámicos en la estructura (parabrisas, cerramientos inclinados, etc.). 

Las tres pruebas anteriores tendrían que ser verificadas adicionalmente en todas las condiciones de carga del gyro.

El CG del gyro varía con el peso de piloto, la carga de combustible, etc. Los límites de carga del gyro son determinados por el diseñador según el rango de mando de inclinación como verificado por la Prueba de Colgado. 

DISCUSIÓN TÉCNICA: 

La actitud de vuelo  nariz-arriba o nariz-abajo del gyro esencialmente determina la orientación  en-vuelo del Vector Tracción de Rotor (RTV) relativa al Centro de Gravedad (CG).

Como en cualquier avión, es un criterio de estabilidad crítico que el Vector Tracción este a popa del CG. 

Prueba #1, Suma de Momentos Estáticos: 

Varios momentos ESTÁTICOS de cabeceo, nariz-arriba o nariz-abajo, se suman para determinar la actitud de la estructura y por consiguiente la posición relativa del CG al RTV del gyro en el vuelo.

Estos momentos estáticos incluyen cualquier línea de empuje de hélice desplazada (verticalmente relativo al CG), cualquier Centro de Arrastre desplazado (CD o "Línea de arrastre") verticalmente relativo al CG, y cualquier otra fuerza aerodinámica en la estructura que podría tender a levantar o bajar la nariz como un parabrisas inclinado o fuerzas de sustentación por carenado o cerramiento.

Estos momentos estáticos también incluyen la (arriba o abajo) sustentación del Estabilizador Horizontal (HS), que tiene la función de equilibrar los otros momentos estáticos en el vuelo, para mantener  el RTV en la posición estable a popa, del CG. 

El HS tiene la función de mantener la actitud de vuelo, la relación de CG/RTV, en todas  las condiciones de potencia del motor -  esta relación no debe cambiar significativamente a potencias diferentes.

Si hay alguna línea de empuje de la hélice desplazada, el HS debe reaccionar al propwash (chorro de la hélice) con un momento que es proporcional a la potencia aplicada.

Esto normalmente significaría que el HS está sumergido un poco o afectado por el propwash para crear el momento de equilibrado del HS proporcional a la potencia aplicada del motor.

Se requerirá algún componente de sustentación arriba o abajo para cualquier línea de empuje desplazada de la hélice.

La posición y ángulo de ataque del HS relativo a la línea de empuje de la hélice afectaría la fuerza provocada por el propwash, y la dirección de la fuerza del HS, debe localizarse y  configurarse para equilibrar apropiadamente el momento estático de la línea de empuje de la hélice a todas las potencias aplicadas.

Esta condición se indicaría en la Prueba #1 cuando se necesita una pequeña o ninguna fuerza en el bastón para mantener la velocidad aerodinámica "prefijada" a todas las potencias aplicadas. 

La Prueba #1 tiene la función de verificar que el HS equilibra la tendencia  nariz-arriba o nariz-abajo de una línea de empuje de hélice desplazada.

Si por ejemplo, a potencias más altas, una línea de empuje alta "desequilibrada" tiende a empujar la nariz hacia abajo, exigiendo una posición de bastón  y presión a popa para sostener la nariz a la actitud de mantener la velocidad aerodinámica prefijada original. Esto estaría indicando que el HS no está equilibrando adecuadamente la tendencia nariz-abajo de esa línea de empuje desplazada a esa velocidad aerodinámica. 

Si la Prueba #1 no está satisfecha dentro de algunos límites de tolerancia (10 MPH), esto indicaría que la estabilidad y controlabilidad de ese gyro, y su margen de seguridad de PIO o Bunt-Over  está cambiando significativamente con las diferentes potencias. La relación posicional CG/RTV está cambiando significativamente.

Generalmente, la condición que requiere la presión del bastón a popa indicaría la condición dónde hay menos estabilidad y margen de seguridad.

En algunos gyros, el margen de seguridad, debido a los momentos estáticos "desequilibrados" puede ser tal que es neutro o de estabilidad negativa en alguna velocidad, y un cambio en la dirección nariz-abajo (forzar el bastón a popa) puede indicar condiciones que también pueden producir probablemente PIO o Bunt-Overs en condiciones adversas o habilidad inadecuada del piloto. 

También, si la Prueba #1 no está satisfecha, la reacción de la nariz del gyro a un cambio súbito de la potencia aplicada puede excitar una sobre-respuesta del piloto, sobre todo un piloto menos hábil.

Tales sobre-reacciones pueden ser precursoras de PIO.

Una sobre-reacción del piloto, a una entrada de mando demasiado rápidamente, en caso extremo podría contribuir a una pérdida de la precesión y resultante flapeo fatal de la pala. 

Para que el HS actúe "equilibrando" esta línea de empuje de la hélice desplazada, su tamaño, el brazo del momento (distancie en popa), posición relativa al chorro de la hélice (propwash) y la corriente de aire libre, y su ángulo de incidencia montado en el botalón de cola pueden variarse para producir el "equilibrio" deseado.

No hay ninguna respuesta "simple" a, dónde debe ponerse el HS o cuán grande debe ser. 

No hay respuesta simple a estas preguntas.

Diseñadores calificados que usan herramientas de análisis de ingeniería estándares pueden obtener como resultado configuraciones iniciales que tienen en cuenta estos requisitos equilibrantes, pero lo qué cuenta es  el resultado final y sólo puede verificarse por la comprobación de vuelo. 

Prueba #2, Maniobrabilidad o prueba de Estabilidad Estática de Carga G: 

El HS tiene el deber adicional de  mantener la relación de CG/RTV apropiada a todas las condiciones de velocidad aerodinámica. Para buena estabilidad y reacción apropiada a los transitorios de Carga-g, el RTV debe estar a popa del CG.

La velocidad aerodinámica afectaría los momentos estáticos del arrastre de la estructura y de cualquiera de los otros momentos aerodinámicos en la estructura (parabrisas, etc.).

Para equilibrar aquéllos momentos estáticos  de la estructura  y mantener apropiadamente el posicionamiento estable del CG/RTV, el HS debe ser proporcionalmente reactivo al flujo de aire libre, a otros arrastres y momentos de sustentación de estructura.

A una velocidad aerodinámica más alta dónde la nariz podría tener más tendencia a bajar (cabeceo abajo), el HS, reaccionando a la misma corriente de aire, debe mantener  la nariz arriba en un equilibrio para mantener la relación  CG/RTV estable. 

La Prueba #1 verifica que la relación CG/RTV es estable y "equilibrada" a todas las potencias.

Sin embargo, la Pruebe #1 no verifica que el RTV se localice correctamente en popa del CG. 

La  prueba #1 solo verifica que el HS está manteniendo esta relación estable con los cambios de potencia. 

La Prueba #2 tiene la intención de verificar que el CG se posiciona de hecho adelante del RTV bajo todas las condiciones de velocidad aerodinámica.

Junto con la Prueba #1, el HS verificará ambos manteniendo la relación posicional  CG/RTV estable, y que el CG esta delante del RTV Una condición  ESTÁTICAMENTE Estable. 

La Prueba #2 hace esta determinación aumentando efectivamente el peso del gyro agregando las fuerzas centrípetas al peso normal del gyro.

Este "peso" adicional actúa en la posición del CG.

Si esta posición de CG esta  apropiadamente adelante del RTV, la nariz tendería a bajar, exigiendo  presión del bastón a popa para mantener la velocidad aerodinámica original.

Esto sería similar a aumentar la carga en el gyro (en la posición del CG), qué requeriría presión del bastón a popa (o ajustar más a popa) para mantener la nariz en la misma condición de velocidad aerodinámica. 

Si, en la Prueba #2, no se requiere ninguna fuerza del bastón en el peralte de 30º cuando el "peso" del avión aumenta, esto indicaría que el CG se localiza directamente en el RTV.  Una condición Estable  ESTÁTICAMENTE Neutra.

(Una condición neutralmente estable es un avión difícil de volar - similar a volar un avión acrobático dónde el CG se localiza determinadamente en el Vector Tracción (sustentación y arrastra) del ala.) 

Si, en la Prueba #2, se requirió fuerza del bastón hacia adelante bajo el "peso" adicional del gyro, esto indicaría que el CG se localiza en popa del RTV. Una condición Estable Negativa que podría ser peligrosa en cualquier turbulencia o en manos de un piloto inexperto. 

Para que el HS "equilibre" las tendencias de  nariz-arriba o nariz-abajo con cambios de  velocidad, su tamaño, brazo de momento (distancie en popa), posición relativa al propwash y la corriente de aire libre, y su incidencia montado en el botalón de cola puede variarse para producir el "equilibrio" deseado.

En este momento, el HS debe reaccionar a la corriente de aire libre, no reaccionar a las influencias del cambio de potencia (propwash).

Probablemente, un HS MUY grande puesto bien a popa del CG tendría tal abrumadora tendencia niveladora de nariz que todos los otros factores (momentos estáticos) serían insignificantes. Por ejemplo el gyro Little Wing.

Pero, muchos gyros no tienen el lujo de tales componentes estructurales muy grandes y lejos-a popa.

Para el tales gyros,  no hay ninguna única "simple" respuesta.

De nuevo, el análisis de los momentos estáticos puede derivar en configuraciones que toman todos estos problemas en cuenta para empezar, pero lo qué cuenta es el resultado final y sólo puede verificarse por la comprobación de vuelo. 

Prueba #3, Prueba Estabilidad de Velocidad Estática: 

La Prueba #3 es la tradicional prueba estática para asegurar que la pendiente de la curva de mando siempre es positiva.

La inversión de esta curva lleva a entradas de mando del piloto discontinuas que podrían producir  sobre control del piloto o incluso una divergencia descontrolada en el mando de velocidad.

Por ejemplo, si a las velocidades más altas el piloto tuviera que estar tirando a popa el bastón para prevenir que la velocidad aumente más, ésta serían una inversión de pendiente de mando y estaría desconcertando sobre todo a pilotos con menos experiencia.

Este criterio es un requisito normal a todo avión para  asegurarse con  direcciones normales esperadas de presiones de mando y respuestas. 

En los autogiros, el fracaso de esta prueba es a menudo el resultado de la deficiencia del diseño o aplicación de rotor.

Ciertas características del rotor, como insuficiente reflex del perfil o la compresibilidad que el rotor efectúa a las rpm más altas puede producir aumento de las presiones del bastón hacia adelante a velocidades más altas que le requieren presiones del bastón a popa al piloto en aumento más fuerte para contrarrestar las velocidades aerodinámicas crecientes - una muy desconcertante y peligrosa situación.

A menudo, esta tendencia indeseable del rotor no se puede contrarrestar  con el HS o la línea de empuje de la hélice. 

Sin embargo, un HS inadecuadamente aplicado podría causar la misma curva de mando de pendiente negativa o una discontinuidad en ese mando a ciertas velocidades.

Esto puede ser el resultado de demasiada sustentación positiva o inclinación del HS instalado. Sustentación creciente de la cola a velocidades aerodinámicas crecientes. 

¡Típicamente en todo el avión que emplea un HS para la estabilidad de velocidad, la función elemental del HS sería aumentar la fuerza hacia abajo en el HS a medida que la velocidad aumenta para mantener la estabilidad de velocidad!

Una sustentación hacia arriba significativa del HS a cualquier potencia o combinación de velocidad podría causar una inversión indeseable de la pendiente de la curva de mando. La Prueba #3 identificaría las deficiencias en la aplicación del rotor o la instalación del HS. 

Resumen: 

Hay mucha discusión y a menudo consternación estos días en el asunto de Estabilizador Horizontal, línea de empuje de la hélice, etc. Demasiado a menudo las personas buscan  respuestas mágicas "simples" a las preguntas como, "Cuan grande debe ser  mi Estabilizador Horizontal” o "Dónde debe localizarse mi HS en el propwash? "

La respuesta real sin embargo es grande y dondequiera se lo coloque para hacer el apropiado equilibrio estático  y resulte estable para su configuración particular de línea de empuje, arrastre de la estructura y características aerodinámicas del fuselaje. 

Los principios descritos anteriormente pueden ser usados por un diseñador competente para estimar una configuración inicial que puede estar cerca de reunir todos los requisitos estáticos básicos, pero los resultados sólo pueden medirse y pueden verificarse por la prueba de vuelo.

Hay varias configuraciones probables que pueden satisfacer todos los requisitos citados.

La respuesta final probablemente será una mezcla específica de muchas de las respuestas "simples."

Por ejemplo, un  HS "totalmente sumergido"  (en el propwash) puede ser ciertamente extraordinariamente eficaz para equilibrar cualquier desplazamiento de la línea de empuje de hélice.

Pero, la corriente de aire libre "mejorada" a la que el HS está reaccionando (en el aire acelerado de la hélice) también puede ser una función de niveles de potencia (propwash), y lo hace difícil de lograr un equilibrio del HS proporcional al arrastre del fuselaje y los momentos aerodinámicos (ésa sólo es una función de la velocidad aerodinámica.)

Por ejemplo, el ángulo de incidencia del HS tampoco puede ser el mismo para equilibrar el desplazamiento de la línea de empuje de la hélice, o incluso la misma dirección, como el requerido para  equilibrar una tendencia nariz-abajo  de la estructura o un parabrisas. 

Es apropiada una PRECAUCION final.

Las pruebas y discusiones mencionados está dirigidos sólo a problemas relacionados al equilibrio de cabeceo ESTÁTICO y Estabilidad  ESTÁTICA.

Aunque se asegure que el RTV posicionado constantemente a popa del CG a todas las velocidades aerodinámicas y condiciones de potencia es un requisito previo esencial para un gyro seguro y estable, otros factores adicionales no tenidos en cuenta aquí, también pueden afectar las características seguras y estables de cualquier gyro particular.

Las reacciones DINÁMICAS del gyro al viento o perturbaciones del piloto son factores significativos que no se puntualizaron o aseguraron anteriormente por las pruebas ESTÁTICAS o discusión.

Las reacciones dinámicas son el resultado de otros factores como los Momentos de Inercia de la estructura y rotor y cómo esos factores Dinámicos "armonizan" entre sí. 

Por ejemplo, un gyro que pasa las pruebas ESTÁTICAS anteriores no se asegura necesariamente que tenga momentos de inercia que no podrían resonar o podrían "alimentarse" unos a otros a ciertas frecuencias de perturbación haciendo el gyro muy difícil de volar (PIO).

La estabilidad DINÁMICA de una configuración de gyro particular tampoco tiene las respuestas fáciles o "simples." 

La convicción de estabilidad DINÁMICA también requiere la comprobación de vuelo.

Desgraciadamente, aunque nosotros sabemos realizar tales pruebas de vuelo de Estabilidad Dinámica, no estamos seguros que sea el criterio "seguro" para la estabilidad DINÁMICA de un gyro. Para estar "seguros", se necesita tener el mismo criterio  usado para los aviones. 

Tampoco puede ser totalmente segura, la performance de tal comprobación en un gyro el cual puede haber escondido problemas de estabilidad dinámicos y debe aproximarse cautamente.

La industria aeronáutica y militar usan Pilotos de Prueba profesionales para toda la comprobación de vuelo. 

Por sobre todo, ningún gyro debe volarse con tal abuso (empujar súbitamente el bastón en la  cima de una trepada, movimientos rápidos del bastón, etc.) que podría producir pérdida de la precesión, flapeo de palas, o eventual Bunt-Over.

Por diseño, nosotros podemos hacer mucho para asegurar que el gyro tenga un gran margen de seguridad ante PIO y otros eventos no-recuperables, pero no hay ningún suplente para el buen entrenamiento, mucha práctica cuidadosa, un conocimiento completo y gran respeto de todos estos problemas. 

Basta decirlo, que cualquier gyro, si satisface algunas reglas "simples" o pasa las pruebas de vuelo estático anteriores, no debe considerarse que es invulnerable a eventos de cabeceo no-recuperables.

Hasta que nosotros tengamos total convicción que nuestro gyro particular demuestre ser seguro  a: cargas y velocidad aerodinámica y aplicaciones de potencia y maniobras y viento y nivel de habilidad del piloto al que usted está experimentado, acérquese a cada condición cuestionable con mucho respeto.

Ciertamente tomar cualquier solución "muy-simple" o convicción con precaución hasta que se haya demostrado que ella es segura por pruebas de vuelo repetibles y demostrables.

Lo que realmente significa, en esta fase de la tecnología, no someter ningún gyro a abusos o condiciones cuestionables más allá de los incuestionables límites de seguridad del gyro o el piloto. 

¡Tenga un día seguro! 

Agregado 

¿Línea de empuje de la hélice - Alta o Baja? 

Hay mucho desconcierto y argumentos y consejos acerca de si la línea de empuje de la hélice debe estar sobre el CG o debajo del CG.

¡Quizás desgraciadamente, el paradigma común actual prevaleciente es que una línea de empuje de la hélice alta es malo y una baja o "centrada" es buena!

Yo creo que esto no está soportado por una buena teoría aerodinámica.

Yo creo que la "mejor” configuración, la que produce el mando suave, estable y armonioso, es la que tiene la línea de empuje  ligeramente superior que el CG.

Esto podría parecer una blasfemia para muchos, pero aquí están los hechos aerodinámicos reales: 

Primero, una línea de empuje de la hélice muy desplazada en cualquier dirección no es buena.

Una línea de empuje de la hélice muy alta hace el trabajo del HS (para equilibrar el momento nariz-abajo) muy difícil,  y aplaca los otros trabajos "equilibrantes" que el HS necesita hacer.

Una  línea de empuje muy baja, y en realidad cualquier línea de empuje baja, requiere una sustentación hacia arriba del HS y es inherentemente no Estable Estáticamente en Velocidad.

Y, una línea de empuje muy baja, con la sustentación fuerte hacia arriba requerida del HS puede resultar en una muy significativa respuesta  nariz-abajo en cambios decrecientes súbitos de potencia. ¿Paro del motor?

La rápida reacción nariz-abajo es muy indeseable en el gyro y puede llevar fácilmente al  piloto a sobrecontrolar o pérdida de precesión de rotor. 

Secundariamente, una línea de empuje baja le exige al HS que responda con sustentación hacia arriba  en el chorro de la hélice.

Esto requiere una incidencia positiva del HS - o que asuma una incidencia positiva cuando la nariz es forzada hacia arriba por la línea de empuje baja.

Una   sustentación positiva (hacia arriba) en el HS no es consistente con la sustentación negativa  requerida del HS para la Estabilidad aerodinámica de velocidad. 

Alternativamente, una línea de empuje alta requiere que el HS reaccione en el propwash a una sustentación hacia abajo. 

Esta incidencia negativa del HS por lo menos es consistente en la dirección de sustentación con la requerida para la Estabilidad aerodinámica de velocidad.

También, típicamente para gyros, el Centro de Arrastre está debajo del CG (tren de aterrizaje, asiento, cabinado del fuselaje, etc.), presentando una tendencia nariz-abajo que debe ser "equilibrada" por una sustentación negativa del HS.

Y las típicas configuraciones del parabrisas  también imparten un momento estático nariz-abajo que también requiere una sustentación negativa del HS.

Esto sugiere que, para una línea de empuje alta, por lo menos es posible para un HS hacer todos los trabajos necesarios. Por lo menos el ángulo de incidencia para todos los requisitos está en la misma dirección. 

Una configuración de línea de empuje de hélice alta requiere un HS con sustentación hacia abajo consistente con los otros requisitos aerodinámicos del HS.

Una sustentación positiva del HS exigida para  equilibrar una línea de empuje baja sería difícil de disponer para que también presentara una sustentación negativa para las reacciones de la corriente de aire libre.

Las tres pruebas estáticas citadas identificarán el dilema de esta inconsistencia presentado por una línea de empuje de la hélice que está debajo del CG. 

Estabilidad de Gyro

Doug Riley 

A la mayoría de nosotros le gustaría volar un gyro estable en cabeceo.

Muchos de nosotros pensamos que lo hacemos.

Una vez que usted empieza investigando la estabilidad en detalle, sin embargo, descubre rápidamente que nosotros no todos damos a entender la misma cosa cuando decimos que una cierta nave  es "estable en cabeceo.

Usted tiene que ceñirse a su definición de "estable" (y ciertas palabras relacionadas) si va a hacer mucho progreso hablando sobre estabilidad.

Aquí están algunos términos típicos usados en estas discusiones (incluso el artículo acompañante) y sus significados comunes en el mundo de diseño de alas rotativas. 

Estable.

Un piloto de gyro que charla alrededor de una hoguera puede decirle que su pájaro es "estable", significando que él puede manejarlo cómodamente.

Sin embargo, los ingenieros quieren decir algo más específico cuando hablan de estabilidad.

Por ejemplo, una bicicleta es inestable en el eje de rolido, pero no especialmente difícil manejar.

En el sentido de la ingeniería, un dispositivo es "estable" si tiende a volver a su estado anterior después de que se perturbó, sin la ayuda del operador.

Un gyro que sólo puede recuperarse de una perturbación con la entrada de  mando del piloto no es "estable" en este sentido, aun cuando el piloto lo halle simple de  volar. 

Momentos equilibrados.

Imagine un gyro que vuela en un firme ascenso / planeo / crucero.

Cada momento (es decir, torque) actuando en la estructura es opuesto por uno o más momentos, de manera que la suma de todos ellos sea cero.

Ésta es una condición de "momentos equilibrados".

Por ejemplo, el torque que el motor aplica en la estructura es 75 pie-lb en el sentido de las agujas del reloj, nosotros sabemos que algo actuando en el gyro está creando 75 pies-lb en sentido contrario a las agujas del reloj compensando el torque (con el torque del motor, una cola alta o una inclinación ligera de la estructura hacen el equilibrio).

Nota:

Las pruebas de vuelo de Greg examinan si el gyro, una vez perturbado de un estado de "momentos equilibrados", regresa a un estado equilibrado sin la ayuda del piloto.

En otros términos, si el gyro es estable con respecto a los momentos en el eje de cabeceo. 

Bunt-Over.

Es un término para varios tipos de conducta de cabeceo inestable en una nave de alas rotativas.

En un bunt, el avión experimenta una rápida, descontrolada,  rotación de cabeceo adelante fuertemente. 

Ocurre porque los momentos que actúan en la estructura han salido seriamente de equilibrio.

(PPO) es la forma más común de bunt en los gyros, pero no es el único tipo posible.

PPO puede ocurrir en cualquier gyro cuyo empuje de la hélice crea un momento de cabeceo nariz-abajo en la estructura SI, por cualquier razón, el momento contrario usual a este efecto de cabeceo se debilita de repente.

Además del empuje del motor, hay otras posibles causas de "bunt" que  incluyen parabrisas que hacen un gran efecto de "acuñamiento" nariz-abajo, arrastre de las ruedas o flotadores.

Un "bunt" de PPO o cualquier otra causa no puede ocurrir si un momento contrario adecuado está presente.

Sin embargo, en el caso de arrastre o efecto "acuñamiento", el momento contrario debe ajustar su tamaño automáticamente como cambia la velocidad aerodinámica.  

En el caso de efectos del empuje, el momento contrario debe ajustar su tamaño automáticamente como el piloto ajusta el acelerador.

Las pruebas de Greg ayudan a determinar si estos ajustes automáticos ocurren en el gyro testeado. 

Oscilación Inducida por el Piloto PIO.

Una rítmica oscilación de la estructura en respuesta  a las entradas de mando del piloto.

Los pilotos de Gyro normalmente hablan sobre PIO en el eje de cabeceo (oscilación nariz arriba-y-abajo), aunque a veces ocurre en guiñada o también rolido.

PIO no ocurren a menos que el piloto dé entradas de mando.

Un gyro no hace PIO cuando el bastón se sostiene absolutamente quieto o vuela sin intervención.

Sin embargo a un gyro que le falta estabilidad, muy probablemente llevará a su piloto a PIO, porque el piloto debe trabajar activamente los mandos de una nave inestable para mantenerla estable.

Si el piloto mete mando a destiempo provocará PIO. 

PIO es especialmente peligroso en un gyro que depende de su rotor para proporcionar algunos de los momentos que mantienen el gyro en equilibrio.

Eso es porque una consecuencia de PIO puede ser una pérdida temporal de tracción el rotor ("cero G") como cae de nariz.

Sin esa tracción, no hay ningún momento equilibrante del rotor.

Un estabilizador horizontal (HS) proporciona "amortiguación" del cabeceo rítmico, como un amortiguador, y para ayudar a impedir que se mantenga PIO.

El HS también puede prepararse para proporcionar los momentos equilibrantes en el eje de cabeceo que hace innecesario al rotor proporcionarlos.

Esto disminuye el peligro en caso de un "cero G" accidental (aunque todavía es una maniobra arriesgada que los gyronautas deben evitar). 

Doug Riley empezó construyendo y volando gyros en 1970.

Él tomó cursos de ingeniería mientras estudiaba economía en la Brown University en los años 1970.

Él fue operador de AEROTEC, Inc., un proveedor de equipos y material de gyros, durante 14 años.

Doug ha poseído y ha trabajado en Bensen, Air Command, Gyrobee y Dominator, así como ultralivianos de ala fija. Él ahora enseña a volar gyros ultralivianos como instructor de media jornada ASC BFI en Vermont noroeste. Doug puede ser contactado por correo electrónico en driley@lisman.com