Ao pairar, como um piloto lida com a direção do vento? Como quando aterrissagem é preferível apontar o nariz para o vento? Essa é uma consideração primordial para o piloto, considerando que ele pode precisar manter a visibilidade de algo, como durante um resgate ou uma operação de notícias?
E a direção do vento é mais um fator ao pairar dentro ou fora do efeito do solo?
Na maioria dos helicópteros, a direção do vento ao pairar é motivo de preocupação para o piloto, assim como para onde você gira quando está pairando.
O seguinte se aplica a um helicóptero de rotor único com o rotor de cauda montado à esquerda e o rotor girando no sentido anti-horário. O oposto se aplica aos rotores rotativos no sentido horário e a montagem do rotor de cauda à esquerda versus à direita levaria mais páginas de texto!
Hover with no wind.
À medida que o rotor gira no sentido anti-horário, a reação de torque na fuselagem quer virar o nariz para a direita. O rotor de cauda "empurra" a cauda para a direita para equilibrar esse torque. É variando o ângulo de ataque do rotor de cauda que podemos alterar a quantidade de empuxo do rotor de cauda e, portanto, ter controle de guinada.
O rotor de cauda não é diferente do rotor principal, apenas opera no eixo Y em vez do eixo Z e está sujeito a estado do anel do vórtice.
O vórtice do rotor de cauda está à esquerda. Se o helicóptero é guiado para a direita, a cauda se move para a esquerda e o rotor da cauda se move para o seu próprio vórtice, causando uma redução no ângulo de ataque e, portanto, no impulso. Se o giro for muito rápido, essa redução pode levar à perda da eficácia do rotor de cauda.
Também em um hover sem vento, o vórtice do rotor principal é forçado para baixo.
Tudo o que se segue é para um rotor rotativo no sentido anti-horário e se aplica a todos os helicópteros de rotor único.
Hover with the nose into wind, but not with enough wind to generate effective translation lift.
Esse estado é mais ou menos o mesmo que para um pairar sem vento e é a direção mais fácil (e, portanto, preferida) para pairar. Girar a aeronave tem o mesmo risco que em um pairar sem vento, pois girar muito rapidamente para a direita pode levar à perda de eficácia do rotor de cauda.
Hover into wind with enough wind speed to generate translational lift (let's say about 15 kts)
Agora as coisas começam a ficar interessantes. Se você virar para a esquerda, o vórtice da borda frontal do rotor principal é soprado para trás pelo vento através do rotor de cauda e causa uma diminuição no ângulo de ataque das pás do rotor de cauda, uma vez que o vento do vórtice é soprado no lado direito do rotor de cauda. Portanto, é necessário muito mais pedal esquerdo, pois o helicóptero gira dos graus 0 (em relação ao vento) para os graus 270. Quando os graus 270 são alcançados e passados, o vórtice não está mais interferindo no rotor de cauda e o ângulo de ataque para a mesma posição do pedal aumenta. Se a mesma entrada do pedal for mantida, a taxa de rotação aumentará rapidamente e, se não for corrigida, poderá levar a um giro descontrolado.
Se você virar à direita, acontece o contrário. É necessário um pedal mais direito (menos empuxo) no primeiro quadrante do turno, dos graus 0 para os graus 90, uma vez que o vórtice é soprado na face do rotor de cauda, causando um aumento no ângulo de ataque e, portanto, maior empuxo. À medida que o nariz passa os graus 90, o ângulo de ataque diminui e o pedal esquerdo deve ser adicionado para evitar uma aceleração repentina na guinada.
Você deve ver que a quantidade de pedal necessária muda conforme a curva continua e sem ajuste constante, uma curva constante não pode ser mantida e com vento suficiente e um piloto que não é rápido o suficiente nos pedais pode perder o controle.
Agora vamos dar uma volta na equação e considerar flutuações constantes no vento que não está "no nariz".
Wind from the left quarter, i.e. 270 - 0 degrees. This is effectively the same condition as that first quarter of a left turn with wind from the front.
Este é o difícil. O vento nunca é constante. Está sempre mudando um pouco e turbulento. Como o vórtice do rotor principal está soprando no rotor de cauda, o rotor de cauda está operando em um ambiente muito turbulento e imprevisível. São necessárias entradas rápidas e constantes do pedal para manter o controle. Qualquer desvio não detectado imediatamente pode levar à perda de controle. É muito difícil pairar com o vento do quadrante esquerdo e, portanto, geralmente é evitado.
Wind generally from the left (a left crosswind)
À medida que o vento sopra na face do rotor de cauda, seu ângulo de ataque é reduzido à medida que a velocidade do ar através do rotor aumenta. Isso pode levar à perda da eficácia do rotor de cauda ou até a uma parada das pás, pois o ângulo de ataque excede o ângulo crítico.
Wind from behind.
O principal efeito aqui é a tendência da fuselagem e do estabilizador vertical para "armar o clima" da aeronave. Naturalmente, quer enfrentar o vento. Se um guincho começa e não é imediatamente corrigido, devido aos efeitos acima, o guincho pode aumentar rápida e repentinamente. Além disso, o vento nunca é constante e varia entre passar para a esquerda e para a direita do rotor de cauda. Portanto, pairar no vento precisa de correções imediatas e constantes ao guinada.
Summary
Pairar no vento é muito preferido e sempre é escolhido, a menos que as operações exijam algo diferente. Pairar com o vento da direita é a próxima posição preferida "mais", com ventos cortantes da esquerda e vento a favor do vento a serem evitados, se possível.
Tudo isso dito, é uma parte padrão do treinamento aprender como pairar nessas condições e como manter giros constantes. Requer muita habilidade aprendida e você deve ser rápido e preciso nos pedais, com correções constantes.
Aliás, os primeiros modelos do UH-1 eram particularmente difíceis de manusear em determinadas condições de vento e o rotor de cauda foi movido da direita para a esquerda em modelos posteriores para melhorar o manuseio.
Em um helicóptero leve com pouca reserva de energia, por exemplo, o R22, pairar em fortes ventos fortes é uma parte intensa das operações. Tive alguns telefonemas quando aprendi a fazer isso, incluindo uma perda de controle, que só recuperei puxando força e acelerando para o vôo para frente. Não é bom em um campo de pouso com outras aeronaves operando desde que meu "cérebro de baixa hora" se concentrou apenas em recuperar o controle. Tenho vergonha de dizer que olhar em volta ficou em segundo lugar, mas aprendi uma lição importante e, em retrospectiva, a coisa certa a fazer seria pousar e interromper o voo, pois o vento ficava mais forte.
O helicóptero não diferencia entre vento e vôo. isto é, não importa se o helicóptero está voando em uma direção ou se o vento está vindo dessa direção. Assim como no pouso, a visibilidade é a principal preocupação do piloto durante o voo (ou mantendo uma posição, como durante um resgate).
No entanto, é melhor pairar no vento do que em outras posições por razões aerodinâmicas e de estabilidade.
Fonte: dynamicflight.com
Fonte: morningtonsanfordaviation.com
Fonte: morningtonsanfordaviation.com
This should apply for both in and out of ground cases. It is usually preferable to orient the helicopter so that the thrust required from the tail rotor is minimized in case of a cross wind i.e. so that the cross wind is from the right in case the main rotor rotation is clockwise from the top.
The best situation when hovering is for there to be little or no wind. There is no "preferred" way for the wind to blow relative to the helicopter unless there is a certain place you want to see. However, because of their designs, helicopters will tend to "weather-cock" in the direction the wind is coming from due to the CP-CG relationship.
I found this FAA doc on helicopter handling with a bit more stuff: https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/helicopter_flying_handbook/media/hfh_ch09.pdf
Tags vento helicóptero