Estudio de aeronaves de alas giratorias. Helicópteros. Clasificación según tipo de rotor. Diseño en Catia V5 del sistema rotor

Abstract

En este proyecto se estudiará cómo es posible el vuelo de un helicóptero por medio del diseño de su sistema de rotor principal con el programa CATIA. El helicóptero es un tipo de aeronave con numerosos usos, gracias a su capacidad de maniobra. Este ha ido evolucionando a lo largo de la historia con el objetivo de dar solución a ciertos problemas aerodinámicos característicos de estas aeronaves, tales como el vuelco del helicóptero, por la asimetría de las fuerzas sustentadoras en las palas, o el giro sin control alrededor del eje principal debido a un par de reacción. Estos problemas descritos, entre otros, dieron lugar a varios tipos de configuraciones de rotores principales, y a la necesidad de la incorporación de un rotor en la cola del helicóptero que se llamó rotor de cola, según la configuración usada. Además, los rotores evolucionaron de ser rígidos, con tan solo una articulación que permitía variar el ángulo de las palas, a rotores semiarticulados y articulados, que permitían una mayor movilidad de las palas, de forma que facilitaba el equilibrio de fuerzas y daban solución al problema de la asimetría. Gracias al desarrollo de los helicópteros, ha sido posible el control de este, que sin duda se define como un proceso complejo, dispuestos de una serie de mecanismos que, en su conjunto, y junto con la capacidad del piloto, hacen posible el vuelo de esta aeronave. En el proyecto se explica cómo es posible este control, desde la historia de los helicópteros y su evolución. Se explicará a continuación los principios fundamentales que hacen posible la sustentación, las distintas clases de aeronaves y helicópteros. Y finalmente se centra en el vuelo de un helicóptero convencional, dispuesto de un rotor principal y un rotor de cola, explicando los componentes del helicóptero, los distintos tipos de rotores, y los mecanismos que hacen posible el vuelo y su control. Se hará posteriormente un diseño detallado en 3D del rotor principal con CATIA, junto con un análisis de su movimiento

This project shows how the main rotor system of a helicopter works. For this to be possible, the main rotor system has been design with CATIA V5. The helicopter has turned out to be a really useful aircraft among history because of his capacity of making all kind of movements. Improvements have been made along the years in order to give solutions to the problems that came up, such as the asymmetry of lifting. As the result of this, different types of rotors were design, each of them with their own advantages and disadvantages. These are the rigid rotor system, the semi – rigid rotor system, and the articulated rotor system. Furthermore, one of the solutions that were given for a specific problem was the incorporation of the tail rotor, a mechanism that gave stability to the helicopter. The total control of the helicopter, which no doubt is a really complex task, finally was possible thanks to the progress that were made, and the pilot’s ability, which requires quite a lot. Along the project, the control of the helicopter is carefully described. Firstly, some essential history is explained, followed by some fluidomechanics theories. After that, the different types of helicopters are described, with the explanation of a concrete type, which will be the one that is design in the following chapters. Finally, the design with CATIA V5 is reflected with pictures that were taking directly from the program while making the helicopter design. An analysis of movement will be explained as well, with a specific tool of CATIA V5