Autor: Bosco
Onde está o dispositivo anti-torque desse “helicóptero”?
Seria ele um girocóptero?
Na verdade é um helicóptero mesmo, mais precisamente um “helicóptero composto”, com capacidade de decolar e pousar na vertical.
É o Cartercopter, demonstrador de tecnologia de um helicóptero composto da Carter Aviation Technolgies, que usa muito dos conceitos de um girocóptero combinado com os de um helicóptero.
Numa primeira vista parece que ele subverte as leis da física, já que em sendo um helicóptero que aparenta ter um rotor ligado ao motor por uma caixa de engrenagem, não parece ter um sistema que anule o torque induzido pela rotação desse rotor.
Mas ele tem sim.
Ele adota um inusitado sistema chamado de “rotação inercial”. Esse sistema usa pesos de metal de alta densidade (urânio exaurido) com uma massa de 110 kg nas pontas das pás do rotor que fazem com que ele continue girando a grande velocidade mesmo após ser “desengrenado” da caixa de transmissão pelo tempo e necessária para que decole.
No chão, o atrito do helicóptero com o solo o mantém imóvel mesmo com o rotor girando, quando próximo do momento da decolagem, a rotação é aumentada ao máximo (acima de 525 RPM) e subitamente é desengrenado e o comando coletivo altera o passo das pás do rotor produzindo grande força de empuxo que faz o helicóptero literalmente “pular”.
Já no ar, ele imediatamente começa a usar sua hélice propulsora e passa a voar como um girocóptero, sem que seja produzido o efeito de torque.
O pouso também pode ser na vertical usando a “energia armazenada” pelas pontas das pás.
A maior deficiência desse conceito é a incapacidade de pairar, já que sempre que está no ar ele usa o modo de auto-rotação do rotor, mas o fabricante alega que a maioria dos helicópteros não precisam pairar nunca, e que o ganho em performance compensa essa “falha”.
Como todas as propostas de um “helicóptero composto”, esse se baseia no uso de um sistema propulsor independente e de asas para aliviar o rotor principal de modo a que possa ter sua taxa de giro reduzida no vôo de cruzeiro, o que possibilita um ganho na velocidade e na autonomia da aeronave.
O fabricante alega que refinamentos, como por exemplo a adoção de motores à jato, poderiam levar a aeronave a uma velocidade de 800 km/h, três vezes maior que a de um helicóptero comum.
Legal! Parece ser seguro! Em falha de motor a inércia da ponta das pás vai dar conta do recado até a chegada ao solo.
Bosco, quando o motor de um helicoptero falha, se não me engano, as hélices continuam a girar também correto? Só que por ação do vento! Funcionando como uma espécie de para-quedas digamos. Criando pouca sustentação mas criando. Este método de manutenção da inércia nas pás, então é um salto na segurança em aeronaves, não? Pois mantém a sustentação inicial da aeronave mesmo que por um tempo reduzido!
Só pelo fato de ter uma velocidade > q um hellis ,já está valendo´. Será q o mesmo poderá voar a + de 1200km ?Sds.
Diarum,
Isso mesmo. Quando o motor de um heli falha ele em geral pode pousar “suavemente” usando a auto-rotação. Provavelmente esse método de rotação aumentada pela inércia deve ajudar também na segurança do vôo, mas seu principal uso é mesmo permitir a decolagem vertical.
Um abraço.
Carlos,
Não creio que nenhuma aeronave que necessite dos rotores girando consiga chegar ou superar os 1200 km/h, que é mais ou menos a velocidade do som ao nível do mar.
A alegação da Carter Aviation Technolgies que seu conceito pode chegar a 800 km/h acho muito otimista. A maioria dos projetistas de helicópteros compostos esperam que suas aeronaves cheguem a no máximo uns 500 km/h ou pouco mais.
Ou seja, nenhum “helicóptero”, convencional ou “composto”, consegue esse feito de chegar a 1200 km/h, já que por mais que se reduza a rotação do rotor ele ainda iria impedir o avanço do helicóptero e causar perda de sustentação, etc.
Para que um “helicóptero” chegue perto ou supere a velocidade do som ele teria que de algum modo parar, recolher, etc, seu rotor, e ficar sustentado somente pelas asas fixas, como é o caso dos “convertiplanos”.
O V-22 é um convertiplano, mas claro, só chega a menos da metade da velocidade do som. Outros conceitos de convertiplano poderão se aproximar, atingir e até superar a velocidade do som, tais como o “Disc rotor”, o “X Wing”, etc.
Um “helicóptero composto” não deixa de ser um helicóptero, só que “turbinado”, já um “convertiplano” é uma aeronave diferente, um híbrido, fusão de helicóptero com avião de asa fixa, e o céu é o limite para a imaginação dos projetistas.
Um abraço.
Não é nem Helicoptero e nem Girocoptero e sim um Caleidoscopio rsrs e da pra ver tudo coloridinho e depois fica tudo preto com a distração beijando o chão rsrs
boa materia plano brasil
Muito interessante!
Falou Bosco e obgd.sds.
As asas rotativas são utilizadas apenas para a aterrissagem / decolagem vertical. Para ele ir a 800 km /h, as asas rotativas devem parar e ficarem fixas longitudinalmente. Na verdade, não se precisa mais de asas rotativas, mas de jatos de gás eficientes.Sobre a neutralização do torque, não gostei do sistema. Seria melhor a dupla-hélice. Esse sistema que fizeram, vai dar problema caso o piloto necessite do motor para para descer, em função de ventos descendentes.
Uma idéia interessante mas a desculpa de que helicópteros quase nunca precisam pairar fica meio estranha já que essa e uma das principais vantagens dessa aeronave. Alem disso num aeroporto convencional e normal tanto na decolagem quanto no pouso o helicopero ter que ficar “pairado” ate que a torre autorize o taxi ate o hangar. Como seria com essa aeronave?
Dandolo,
O “jato” (ar misturado a combustíveis a altas temperaturas) não é melhor maneira para operações VTOL e muito menos para pairar por tempo ilimitado.
O melhor modo de fazer isso é através de grandes rotores.
Agora, com certeza, para quando não for requerido que a aeronave VTOL paire por tempo prolongado mas sim que tenha uma grande velocidade só compatível com motores a jato (próximo ou acima de Mach 1.0), a complexidade de associar rotores com motores à jato e tendo em vista a potência cada vez maior desses motores, que podem ser aproveitadas para o pouso e decolagem vertical, fará com que os projetistas desenvolvam aeronaves VTOL exclusivamente a jato e sem rotores.
Hoje, de operacional só o Harrier.
Sei que você está cansado de saber, mas não custa repetir. Uma aeronave mais pesada que o ar para se elevar na vertical tem que se sustentar por motores que consigam prover uma relação empuxo x peso maior que 1. Quanto melhor essa relação, melhor, ou seja, quanto mais potente o motor e menos leve for a aeronave, melhor é.
O empuxo é “medido” pela quantidade de massa que é jogada para baixo, de modo que haja uma reação no sentido contrário que eleve a aeronave.
A “massa” no caso é o “ar” para, por exemplo, os helicópteros que usam rotor, ou o ar combinado com o combustível que se misturam na câmara de combustão e são comprimidos e produzem uma reação gerando uma combustão com grande aumento da temperatura e da pressão, e em seguida são expulsos pela tubeira de escape a grande velocidade, no caso dos jatos, geralmente a 2000 km/h e não raro acima de 1000ºC.
Ou seja, no caso do rotor, a massa de gases necessária para elevar a aeronave (helicóptero, etc) é de baixa velocidade e temperatura (geralmente abaixo de 200 km/h e na temperatura ambiente), e no processo se consome pouco combustível.
Essa mesma quantidade de “massa”, se lançada por um jato, seria de grande velocidade e temperatura com grande consumo de combustível.
Claro que podem ser adicionados “fans” aos jatos (turbofans), que reduzem a temperatura e aumentam a quantidade de massa na unidade de tempo, melhorando o empuxo, mas de modo geral grandes rotores (livres ou encapsulados) nos seus diversos arranjos (1,2, 3 ,4 ,6 etc) sempre terão uma melhor eficiência energética do que motores à jato que consomem muito para fazerem o mesmo serviço.
Sem falar que seria impossível ficar embaixo de uma aeronave VTOL a jato pairando próximo do solo, ou por exemplo, ficar dependurado em uma, como ocorre em missões de salvamento.
O futuro tem lugar pra todo tipo de aeronave VTOL. Deverão coexistir o helicóptero, o helicóptero composto, o convertiplano (inclusive com a combinação rotor e jato) e aeronaves VTOL a jato, seja usando motores a turbina ou ramjets e ainda uma combinação de jatos e “fans”, como no caso do F-35B. E claro, a mente imaginativa sempre irá criar meios de “modelar” os gases de um motor a jato de modo a que seja aproveitado de forma mais eficiente.
Um abraço.
dandolo vc é genio ou loco ?
Interessante esse sistema, confesso que é a 1º vez que vejo…
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Mas ainda prefiro o o sistema de 2 rotores principais, diminue o tamanho do heli e até melhora a segurança e manobrabilidade.
Parabéns Sr.bosco, pela matéria,ela foi excelente e todos nós do PB ganhamos com essa informação.
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Esse meio de transporte tem como um foco,no futuro de transforma a transporte aéreo em um meio de locomoção como são usados os carros de passeio,ou seja,de casa para o trabalho ou lazer.
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No estilo “FUTURAMA”,creio que a Pirelli e a goodear não irão gostar_Rsr….
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Parabéns.
Obrigado Lucena.
Só complementando meu comentário anterior, há além de rotores e motores a jato, o uso de “ducted fans” (que não deixa de ser um tipo de rotor) como meios de se conseguir elevação em aeronaves VTOL.
A aeronave mais famosa a usar esse conceito na vida real foi a Bell X-22, que usava 4 “ducted fans” inclináveis.
Eles também podem ser fixos, como no caso dessa outra aeronave famosa: http://images.wikia.com/jamescameronsavatar/images/8/80/Dragongunship.png
Hoje, há um renovado interesse por esse sistema em vários projetos, inclusive para uso de transporte pessoal e recreativo.
Um quarta forma de gerar empuxo para aeronaves VTOL é a “hélice”.
Muitos projetos usam hélices, algumas fixas (Deflected Slipstream) como no XZ-3RY e outras orientáveis em 90º, como no XC-142.
Basicamente “rotores”, “hélices” e “ducted fans” são variações do mesmo tema.