¿Por qué vuela el autogiro?

Aunque su estudio es más complejo, en el siguiente texto se intenta dar una idea sencilla de por qué vuela.

El perfil de las palas de un rotor se comporta de manera muy similar que el ala fija de un avión.
El viento relativo sobre el perfil del rotor aumenta de velocidad del aire sobre la parte alta del perfil (extrados) debido a su curvatura, reduciéndose la presión en esta zona mientras que en la parte baja (intradós) aumenta la presión debido al ángulo positivo respecto del viento relativo. Esta diferencia de presión crea una fuerza ascendente (sustentación).

El rotor gira sobre un eje formando un disco rotor. Este disco rotor en vuelo va inclinado hacia atrás permitiendo que el viento relativo penetre bajo él.

La combinación entre los flujos de aire, el que penetran bajo el rotor y el de giro sobre el eje, hace que vuele el autogiro. El giro creado en el rotor se le llama Autorrotación.

La autorrotación

Una parte de la fuerza aerodinámica creada en el perfil del rotor tira hacia adelante creando el giro del rotor. Es la autorrotación.
La dirección de la fuerza de sustentación es perpendicular a la dirección del flujo de 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.

Función del Prelanzador en los autogiros

El prelanzador es un mecanismo que transmite potencia de tracción al rotor durante la maniobra de despegue. Es necesario tenerlo porque de este modo los despegues son cortos y seguros.
Una vez el rotor está prelanzado a unas 250 r.p.m., se aplica potencia al motor y comenzamos a correr con el rotor inclinado hacia atrás para forzar que el aire incida bajo el disco de giro y se refuerce la autorrotación y por tanto la sustentación, hasta irnos al aire.

ROTOR

La mayoría de los rotores utilizados en aviación deportiva son bipala rígidos, por su sencillez, economía, y el poco espacio que ocupa en el hangar.
Un rotor bipala se caracteriza por tener las dos palas unidas rígidamente por una pieza central (balancín) la cual se articula sobre un eje (eje de balancín).
Cuando una pala está avanzando en el sentido de marcha, la otra pala está retrocediendo. Por tanto tenemos más velocidad respecto del viento relativo en la pala que avanza, pues se suma la velocidad de giro + la velocidad de avance en vuelo. En la pala que retrocede se resta la velocidad de rotación y la velocidad de avance en vuelo. Esto da lugar a que la pala que avanza tenga más sustentación que la que retrocede.
Para compensar esta diferencia de sustentación entre ambas palas está la articulación del balancín. Esta Permite que la pala que avanza se eleve y por tanto baje la que retrocede. Con esto se compensan los ángulos de ataque relativos que disminuye en la que avanza y aumenta en la que retrocede. De este modo se estabilizan las fuerzas de sustentación en ambas palas. Por éllo, el rotor en su giro va haciendo un pequeño movimiento de “batimiento” (movimiento ascendente y descendente respecto a su plano de giro).

MANIOBRA DE DESPEGUE

El principal punto a tener en cuanta es el prelanzado. Hay que alcanzar unas 250 rpm.
Si no disponemos de un buen prelanzador, corremos el riesgo de entrar en “flutter” (palabra inglesa, significa batir) durante el despegue. El fluter es el efecto de batimiento descrito, pero ... incontrolado, exagerado, e inestable de modo que se auto amplifica. El flutter se produce cuando tenemos mucha velocidad de aire incidiendo bajo las palas y la velocidad de giro del rotor es muy baja.
Para evitar el Flutter basta con comenzar a prelanzar con angulo de inclinación rotor = 0, tener un buen prelanzador y sobretodo conocer este fenómeno.

Una vez en vuelo, el pilotaje del autogiro es bastante intuitivo y parecido a un avión en cuanto al manejo de los mandos.
El autogiro no “entra en perdida ni en barrena”. Puede volar de lado, hacer estáticos si tenemos viento suficiente, pivotar sobre su propio eje, detenernos en un punto y comenzar a descender verticalmente. Podemos volar con fuertes vientos y le afectan poco las corrientes térmicas de aire. Normalmente no hay impedimentos para volar por causas meteorológicas, excepto por falta de visibilidad o lluvia. Puesto que el autogiro es un pendular, es autoestable. Si está bien trimado, se pueden soltar los mandos. Permite maniobras impensables para un avión de ala fija, pero debemos tener en cuenta no hacer maniobras con G negativo, pues el aire dejaría de penetrar bajo el rotor y este perdería carga alar y velocidad de giro.

El autogiro es la máquina de volar más segura que existe.
Si falta la propulsión del motor, la velocidad del flujo de aire que penetra bajo el disco rotor disminuye. Por tanto las palas giran a un poquito menos velocidad y la sustentación disminuye. Esto da lugar a que el autogiro comience a descender.
Al descender un flujo de aire penetra bajo el rotor y mantiene la autorrotación y la sustentación hasta llegar a un punto estable entre la velocidad de descenso y sustentación.
Dado que el autogiro puede aterrizar en muy poco espacio, es posible encontrar un pequeño lugar donde aterrizar.