El sonido de las aspas de un helicóptero girando

Question

¿Por qué las palas de los helicópteros emiten ese sonido pulsante, oscilante y de bofetada?

Dado que su movimiento es suave, ¿no debería ser el sonido un shush similar y constante, tal vez aumentando o disminuyendo la frecuencia según cambie la velocidad de las palas?

actualizar: ¿El sonido que se escucha no depende de la ubicación del oyente? ¿Quizás una persona que se encuentre por debajo (o por encima) del helicóptero oiga una onda sonora más constante y uniforme, mientras que un oyente situado a un lado oirá el mencionado sonido pulsante?

Answer 1

En el arranque y en el vuelo estacionario, cada pala produce un sonido más o menos constante. Pero el sonido se atenúa con la distancia y puede no ser el mismo en todas las direcciones. Por lo tanto, lo oyes de forma diferente según la posición de la pala con respecto a ti. Así, a medida que las palas giran, el sonido que se oye es pulsante porque las palas llegan alternativamente a posiciones en las que se oye con más o menos intensidad. En este video Al mostrar la puesta en marcha del helicóptero desde la cabina, se puede oír claramente el movimiento de cada una de las palas al pasar por encima, con una frecuencia que aumenta a medida que el rotor gira.

Las puntas de las aspas también se mueven bastante rápido, a menudo más de la mitad de la velocidad del sonido, por lo que el efecto Doppler añade más variación al sonido si se está de pie a un lado.

En vuelo de crucero, además, la pala que avanza se mueve más rápido en relación con el aire que la que retrocede, por lo que incluso el sonido generado cambia a medida que el rotor gira.

Este efecto aumenta a medida que el helicóptero acelera. Si acelera en exceso, las puntas de las palas del lado que avanza pueden (dependiendo del tipo de helicóptero) acercarse a la velocidad del sonido y se empiezan a formar ondas de choque en ese lado que añaden aún más sonido pulsante.

En algunos casos (giros a alta velocidad, descensos) las palas también pueden chocar con el vórtice de la estela desprendido por la pala anterior, lo que provoca un aumento brusco del sonido de empuje llamado "blade slapping". La razón es que las palas sólo golpean el vórtice cuando pasa por un lugar concreto del disco del rotor, normalmente en el lado de avance. Aparentemente es bastante complejo; he encontrado que hay un papel sobre ella (no leerla; está detrás de un muro de pago).

Answer 2

Primero, supongamos un helicóptero esférico...

Un helicóptero no es una esfera, ni siquiera se acerca a ella. En consecuencia, se producen complicados efectos acústicos en los que las ondas de presión de las palas se reflejan en otras partes del helicóptero, como el brazo de cola. También se produce una reflexión intermitente del sonido del rotor de cola en las palas del rotor principal, una reflexión intermitente del ruido del motor en las palas del rotor principal y ondas de todas estas fuentes que interfieren entre sí. También puede haber fuentes de sonido secundarias, como el brazo de cola que vibra en respuesta a los cambios de presión periódicos de las palas del rotor principal que pasan por encima.

Un helicóptero esférico produce un campo sonoro uniforme e invariable. Un helicóptero del mundo real es un entorno sonoro muy complejo.

Answer 3

El movimiento del aire alrededor de las palas del rotor produce un "ruido blanco" debido a las turbulencias. Sin embargo, el "ruido blanco" está en realidad "coloreado" y predomina una determinada banda de frecuencias.

A medida que la hoja se acerca a usted, se produce un desplazamiento Doppler hacia una frecuencia más alta, y cuando gira y se aleja de usted, el desplazamiento Doppler se invierte. Es este cambio de frecuencia el que se oye como una especie de "swish/swash/swish/swash"

Answer 4

En realidad, se oye un silbido constante (aunque a menudo ahogado por el ruido del motor) cuando se está directamente debajo del helicóptero.

Las puntas de las palas provocan una onda que se propaga hacia el exterior a la velocidad del sonido. Esta onda no tiene la misma fuerza en todas las direcciones. Si usted se encuentra a una distancia lateral, entonces escucha estas ondas en sucesión producidas por la sucesión de aspas que pasaron hacia su dirección. Desde abajo, recibes las ondas por igual, independientemente del lugar en el que se hayan emitido en la rotación de cada pala. Como resultado, no oyes el habitual whap-whap-whap-whap del helicóptero. Sólo oyes una especie de estruendo constante.

Answer 5

Generalmente se debe a una mala técnica de pilotaje. El blade-slap se produce cuando se deja que el helicóptero descienda lentamente mientras el piloto sigue aplicando una potencia significativa. Cuando se produce el blade-slap, el piloto debe detener el descenso o bajar el colectivo para entrar en un descenso más positivo.