OK - primeiro, uma revisão rápida do que é o estado do anel vortex. Vou ser breve, mas há mais detalhes aqui:
O estado do anel de vórtice (VRS) ocorre quando os vórtices de galpão do rotor começam a recircular no sistema do rotor, travando efetivamente o rotor e diminuindo significativamente o empuxo total produzido. É um dos 4 estados de trabalho do rotor, 3 dos quais são descritos na imagem abaixo (nota: as taxas de descida são aproximadas. O que realmente importa é a relação entre a velocidade induzida pelo rotor e a velocidade de descida do helicóptero). O estado de funcionamento da hélice é o estado normal de trabalho de um helicóptero. VRS é o segundo estado mostrado, onde as taxas de descida são relativamente baixas (e a velocidade de vôo para frente é tipicamente muito baixa / zero), e o estado do freio de vento é o que você vê na autorrotação.
No seguinte enredo (de Princípios de Aerodinâmica de Helicóptero de Leishman ), estes estados de trabalho são sobrepostos em um gráfico de velocidade de subida e velocidade induzida no disco do rotor. Em suma, o VRS ocorre quando você não está descendo rápido o suficiente para permitir que o downwash seja soprado para cima e você ainda está tentando produzir impulso. Um exemplo seria um helicóptero tentando pairar acima de seu teto suspenso (assim, mesmo com a potência máxima, ele não pode manter a altitude e tem uma pequena razão negativa de velocidade de subida se referenciada à parcela abaixo). Como resultado, ele começa a descer a uma velocidade crescente (e, por corolário, está caindo "em" seu próprio "downwash" à medida que sua velocidade descendente aumenta).
Então, por que a auto-rotação é uma saída? Autorotation é o que acontece quando, em certo sentido, você pára de tentar se manter. Na autorotação, o empuxo produzido pelo rotor é mínimo (dependendo de como você faz sua contabilidade de forças atuando na aeronave) durante a descida. Como conseqüência, a aeronave está descendo tão rapidamente que a esteira do rotor está acima do helicóptero! Além disso, enquanto o rotor está produzindo alguma sustentação e, consequentemente, algum downwash, a velocidade induzida do downwash na direção vertical é muito pequena comparada à velocidade do vento relativo que passa pelo disco do rotor (na direção oposta do downwash). .
Colocando tudo isso em outras palavras: o estado do anel de vórtice é sustentado pelo piloto tentando manter o poder de despejo no sistema do rotor enquanto desce em sua própria descida (sem alterar a velocidade de vôo ou o empuxo do rotor de cauda, como mencionado em este artigo puro: link ). Ele ou ela está produzindo downwash produzindo empuxo e, conforme a descida acelera mais ou menos em equilíbrio com a velocidade de downwash, as mesmas forças aerodinâmicas que produzem o empuxo acabam recirculando o downwash através do rotor.
Para entrar em autorrotação, o piloto reduz coletivamente o acelerador a zero e deixa a aeronave cair (mais ou menos - é um pouco mais nuançada, mas essa é uma questão à parte), que, por sua vez, reduz a velocidade induzida de o downwash tal que é muito menor que a velocidade vertical da aeronave, permitindo que os vórtices se movam com o vento relativo afastado do rotor (para cima) quando o rotor entra no estado de freio do aerogerador. Como não há mecanismo para manter os vórtices próximos ao rotor (ou produzi-los em primeiro lugar), os vórtices não podem recircular e induzir VRS.