El helicóptero Chinook tiene 2 rotores para contrarrestar el par generado por el giro de la pala.
En teoría, ¿se podría utilizar un rotor "trasero" más pequeño y más alejado del rotor principal para obtener el mismo resultado, es decir, sin torsión?
Respuestas
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En realidad, la separación entre los rotores no importa. Lo que importa es que el par ejercido por cada uno de los motores sobre el rotor respectivo sea el mismo y en direcciones opuestas. Esos pares se suman vectorialmente y se anulan para dar un par neto nulo en el helicóptero.
No me queda claro a qué se refiere exactamente con "pequeño". En efecto, es posible tener un rotor con palas más cortas, pero tendrá que ser accionado más rápido para proporcionar el mismo par. Esto suele ir asociado a un menor consumo de energía y a una menor sustentación del rotor.
En general, sin embargo, es la simetría entre los rotores lo que hace que la configuración funcione. Aunque en la práctica no serán exactamente serán muy similares entre sí, y alejarse mucho de esta configuración será muy poco práctico a menos que tenga algunos requisitos estrictos en su motor "secundario", así como nuevos motores radicales para que coincida.
Dan Herbert
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38336
Suponiendo un momento de inercia de la masa de $I_1$ para el rotor principal y $I_2$ para el rotor secundario, y un coeficiente de resistencia de $\beta_1$ y $\beta_2$ respectivamente, el par en los ejes del rotor es
$$ T_1 = I_1 \dot \Omega + \beta_1 \Omega^2 \\ T_2 = I_2 (\gamma \dot \Omega) + \beta_2 (\gamma \Omega)^2 $$ donde $\Omega$ es la velocidad del rotor principal, y $\gamma$ la relación de transmisión para el rotor pequeño.
Para que sean iguales se necesita un engranaje de $$\gamma = \frac{I_1}{I_2}$$ y coeficiente de resistencia $$\beta_2 = \beta_1 \frac{I_2^2}{I_1^2}$$
Desde $I_1 > I_2$ esto requiere que el arrastre sea $ \beta_2 \gg \beta_1 $ lo que es a) difícil de hacer con un rotor pequeño, y b) muy ineficiente.
FYI - El par total en el motor va a ser
$$ T_E = \left( I_1 + I_2 \gamma^2\right) \dot \Omega + \left(\beta_1 + \beta_2 \gamma^3\right) \Omega \\ = \left(I_1 + \frac{I_1^2}{I_2} \right) \dot \Omega + \left( 1 + \frac{I_1}{I_2} \right) \beta_1 \Omega^2 $$
itsmecurtis
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1815
La intercambiabilidad de los rotores para el tourque podría ser casi imposible debido a la ma en f=ma.Las velocidades de los rotores tendrían que variar continuamente idealmente.Ahora si fuera sólo una cuestión de elevación sería en la ingeniería aeronáutica. Pero como se suele decir, nada es realmente imposible, solo hay que encontrar la manera de hacerlo.
