El autogiro (a veces escrito autogiro ) es un avión cuyo ala giratoria libre proporciona sustentación , pero cuya propulsión es proporcionada por una hélice impulsada por un motor.
Inventado en 1923 por el español Juan de La Cierva , este concepto cobró impulso en la década de 1930 .
En Francia , forma parte de los ULM ( planeadores motorizados ultraligeros ).
Su inventor en 1923 , el español Juan de La Cierva , lo denominó " autogiro ". A veces se le llama "gyrocopter", siguiendo el nombre en inglés " gyrocopter ". La ortografía "autogyre", aunque recuerda a griego y latín etimología ( gyrare , "en círculos") está ausente de la 9 ª edición del Diccionario de la Academia Francesa .
Un autogiro es un aerodino que parece un helicóptero . El avión está apoyado por su rotor principal de rotación libre, cuyo disco de rotor levantado hacia adelante crea sustentación . Está propulsado por una hélice impulsada por un motor. La dirección es proporcionada por un timón y por la inclinación lateral del plano del rotor en un giro.
El rotor tiene libertad de movimiento para garantizar el funcionamiento del dispositivo. Los autogiros se consideran muy estables en vuelo (inercia giroscópica del rotor) siempre que su pilotaje respete los rangos de maniobra autorizados. Su pilotaje es diferente al de un avión.
Para despegar, las palas del rotor se pueden acoplar momentáneamente al motor que normalmente impulsa la hélice. Cuando el rotor ha alcanzado una velocidad suficientemente alta, el sistema se desconecta y el rotor gira entonces en autorrotación bajo el efecto del viento relativo causado por la velocidad.
Los autogiros se utilizaron brevemente antes del desarrollo del helicóptero . Descuidado durante mucho tiempo a favor de los helicópteros, debido a que el autogiro no podía volar de forma estacionaria y necesitaba más espacio para despegar, los autogiro fueron olvidados. Fueron reintroducidos en la década de 1950 por el estadounidense de origen ruso Igor Bensen (en) cuando solo los entusiastas usaban estas máquinas para su tiempo libre.
La evolución de las técnicas (materiales compuestos, motores potentes y ligeros) ha contribuido a la viabilidad de los autogiros. Vuelven a ser el centro de atención gracias a su maniobrabilidad, su tamaño reducido y su bajo coste operativo global en comparación con el de un helicóptero. La producción de autogiro abarca desde una simple máquina monoplaza hasta un prototipo militar que puede transportar una gran carga. Se utilizan principalmente para la observación y la recreación.
A diferencia de un helicóptero , el rotor libre de un autogiro no es accionado por un motor , sino por el viento relativo que viene del frente producido por la velocidad cuando el dispositivo está en traslación. La aeronave es propulsada por una hélice impulsada por un pequeño motor colocado en la parte trasera o delantera del fuselaje. Sin embargo, cuando el autogiro realiza una autorrotación vertical, el motor está en ralentí o incluso apagado, y es desde debajo del rotor que el viento relativo impulsa el rotor y proporciona la rotación necesaria para el levantamiento. En consecuencia, el autogiro no es capaz de vuelo estacionario, excepto en condiciones de viento más de 50/ 60 km / h , donde, de acuerdo con su peso, es posible para él, usando su arco y ponerse a sí mismo en contra del viento, para realizar un vuelo cernido, que en relación con el suelo y no en relación con la masa de aire. Sin embargo, puede subir y bajar casi verticalmente y realizar aterrizajes y despegues en distancias muy cortas.
La carga que lleva un helicóptero es mucho mayor que la de un autogiro, porque despega perfectamente en vertical.
El autogiro fue inventado en 1923 por un ingeniero español, Juan de la Cierva . El primer vuelo del autogiro tendrá lugar en España en Getafe el9 de enero de 1923. Sus tres primeros aviones carecían de estabilidad. Se apostaron demasiado al despegue y se rompieron las palas. Su cuarto modelo, el autogiro C-4, era más sofisticado. La31 de enero de 1923, pilotado por Alejandro Gómez Spencer, con un vuelo de cuatro kilómetros en 3 min 30 s . Demostrado en Inglaterra en 1925 frente a un grupo de oficiales, impresionó por su comportamiento y maniobrabilidad. El 18 de septiembre de 1928, Juan de la Cierva cruzó el Canal con la CL8. En 1930, el autogiro se desarrolló con un sistema de embrague para impulsar la hélice superior: el modelo Cierva C.30 permitió por primera vez despegar a velocidad cero. La Royal Air Force en Gran Bretaña encargará varias docenas de copias , y la Fuerza Aérea y la Aviación Naval en Francia . La versión fabricada bajo licencia en Francia por Lioré y Olivier ( LeO C-30 ) está equipada con el motor Salmson 9Ne, especialmente fiable y eficiente, y será mejorado con el nombre LeO C.301 y C.302.
En 1928 , Harold Pitcairn, un estadounidense, compró la empresa Cierva. Luego, Pitcairn empleó un sistema de rotor de cuatro palas y ofreció dos motores, 300 o 420 hp , para sus autogiros PCA-2. El primer Pitcairn-Cierva PCA-1 voló por primera vez en 1929 y pronto sería seguido por una versión muy mejorada: el PCA-2. En abril de 1931, el PCA-2 se convirtió en el primer avión de ala giratoria certificado para uso comercial en los Estados Unidos.
La Buhl Aircraft Company produjo el Buhl A-1, el primer autogiro de observación aérea con hélice propulsora y motor trasero (motor detrás del operador piloto y la cámara), diseñado por el francés Étienne Dormoy . El Buhl A-1 realizó su primer vuelo el 15 de diciembre de 1931.
En 1931 , en Barcelona, el Marqués Pateras-Pescara presentó un helicóptero equipado con hélice de tracción y capaz de funcionar como autogiro.
Tras las pruebas realizadas en Mourmelon en 1934, el informe del general francés Tribout estima que “el aparato es capaz de cumplir las misiones de artillería encomendadas actualmente al avión y al globo. [...] Parece seguro que las misiones de artillería serán mejor y más fácilmente cumplidas por el autogiro que por un avión ordinario ” .
A fines de la década de 1930 , el autogiro estaba completamente desarrollado; por ejemplo, es Kellet KD.18 quien, desde 1939, aseguró el transporte del correo entre Filadelfia y Camden . La Marina de los Estados Unidos utilizó el Pitcairn PA 35 para misiones de observación. El ejército francés desplegó alrededor de cincuenta Liore y Olivier LeO C- 301 . Estos dispositivos tenían velocidades entre 30 y 210 km / h . Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial , el autogiro fue abandonado: debido a su lentitud, era demasiado vulnerable a los combatientes enemigos.
El Focke-Achgelis Fa 330 es un dispositivo pequeño extraíble de 73 kg (sin motor) . Este dispositivo se fabricó en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial. Fue diseñado para proporcionar una plataforma de observación elevada para una persona mientras es remolcada detrás de un submarino. El autogiro está unido al submarino mediante un cable de acero. A bordo se lleva a cabo un piloto observador, equipado con binoculares de largo alcance que le permiten ver con tiempo despejado a 40 km y un teléfono por cable. El piloto es remolcado por el submarino a una altitud de 100 a 150 metros. En caso de peligro, las palas se expulsan (como en el Kamov Ka-50 de hoy ) y el observador puede lanzarse en paracaídas, el submarino se sumerge y recupera al piloto un poco más tarde, una vez pasada la amenaza.
En 1953 , Igor Bensen formó su propia empresa de fabricación de autogiros. El primer autogiro fue el modelo B-7 presentado en 1955. Tenía un fuselaje tubular de aluminio fabricado con palas de rotor de madera. Estaba propulsado por un motor Nelson de dos tiempos de 42 hp montado en una posición de propulsión detrás del piloto. Bensen está inspirado en el rotor instalado en el helicóptero Bell 47 , que es un rotor libre de dos palas que aletea solo alrededor de un eje horizontal central. Este avión voló por primera vez el 6 de diciembre de 1955. A esto le siguió el 8 de julio de 1957 el primer B-8M (M = motorizado) y el inicio de la producción del B-8M el 9 de octubre de 1957. El B - El 8M estaba equipado con un motor McCulloch de 72 CV . Las opciones incluían un motor McCulloch de 90 hp y un control mecánico del rotor que permitía al autogiro arrancar. Una versión flotante del B-8M se conocía como "hidro-helicóptero". La producción del autogiro Bensen continuó hasta 1987.
En 1957 tuvo lugar el primer vuelo del británico Fairey Rotodyne , un prototipo de autogiro de 48 plazas. Desarrollado especialmente por Fairey Aviation Company para conexiones de ciudad a ciudad y aplicaciones militares, estaba equipado con planos fijos horizontales cortos y estaba propulsado por dos motores turbohélice. En el despegue y el aterrizaje, asumió una configuración de helicóptero, y luego su rotor fue movido por chorros en el extremo de las palas. El despegue y el aterrizaje fueron entonces verticales. Con una velocidad de crucero de 370 km / h , una seguridad mucho mayor que la de un helicóptero y un menor consumo de combustible, su rendimiento fue bastante notable. El proyecto se detuvo en 1962.
Desde 1967, el italiano Vittorio Magni ha desarrollado una gama completa de autogiros monoplaza y biplaza. La fábrica de autogiro de Magni se encuentra en Besnate , Italia . Para el verano de 2018, Magni había vendido más de 1.150 autogiros en todo el mundo, incluidos en una gama de cuatro modelos diferentes, incluidos tres biplazas y uno monoplaza. El éxito de las máquinas de Magni revivió el movimiento de los autogiros, y especialmente los aviones biplaza, de la década de 1980 . Estos dispositivos eran diferentes de otros en apariencia y especialmente de los modelos Bensen. Los modelos de Magni son aerodinámicos y mucho menos espartanos que los de Bensen.
Extremadamente suave y estable como un avión, el Xenon representa la nueva generación, construido con materiales compuestos que hacen que el dispositivo sea más cómodo. También está equipado con una caja central que reagrupa todos los controles de vuelo. La propulsión la proporciona el motor Rotax 912 de 4 tiempos, con una potencia de 122 CV .
Hay tres partes importantes a considerar en un autogiro:
Hay tres tipos de despegues según el tipo de autogiro:
En vuelo, para subir, la cabeza del rotor se inclina hacia atrás para aumentar su ángulo de incidencia. Otra solución consiste en aumentar la velocidad de rotación del rotor a incidencia constante. Por el contrario, para descender, la cabeza del rotor se inclina hacia adelante para reducir su ángulo de incidencia, pero al mismo tiempo se asegura que este ángulo permanece positivo. También es posible reducir la velocidad del rotor con la misma incidencia. Para girar, actuamos sobre la aleta en la dirección deseada, es necesario inclinar el rotor en la misma dirección que la aleta. Aparecen dos nuevas fuerzas, "Fv" la fuerza del giro y "Fc" la fuerza centrífuga . Esto da como resultado una inclinación del dispositivo.
Para el vuelo de descenso sin propulsión (por ejemplo, cuando el motor falla), el rotor se inclina fuertemente hacia adelante para obtener un ángulo de ataque cercano al utilizado en el descenso. Se genera una tracción T que mantiene la velocidad del aparato.
El rotor consta de al menos dos palas , cuya geometría de perfil, si es alimentada por un viento relativo , se caracteriza por una "resultante frontal". Esto es lo que permite que el rotor libre se mueva en la dirección correcta por un lado y que se autoalimente su rotación por el otro. Es auto-rotación. En teoría, la rotación debería autoalimentarse hacia el infinito, pero el arrastre generado por el rotor constituye un "freno" importante.
Con un perfil de hoja giratorio constante, cuanto más lejos del cubo, más aumenta la velocidad circunferencial; cada parte de la hoja tiene una elevación mayor que la parte anterior. Por ejemplo, el extremo exterior de cada pala puede avanzar a 300 km / h alrededor del eje: con un viento relativo de 100 km / h , la punta de la llamada pala "avanzando" se mueve por el aire a 400 km / h. h. km / h (300 + 100) mientras que la punta de la llamada pala "en retroceso" se mueve a 200 km / h (300 - 100).
El aumento de la sustentación hacia el exterior del rotor provoca un estrechamiento del plano de rotación (la pala comienza por llevarse a sí misma antes de llevar la celda). El ahusamiento del plano rotatorio provocó una importante flexión en la raíz de la pala (cerca del buje), lo que podría conducir a la rotura ( Juan de la Cierva lo aprendió de la manera más difícil con sus primeras máquinas). Para evitar la rotura o la inclinación de la celda, cada pala se montó luego en un eje llamado “articulación de aleteo” que permite el equilibrio por autorregulación de los empujes.
La hoja que avanza más rápida tiene mayor sustentación que la hoja que se retira. Al ser más portador de carga, luego "se eleva" girando hacia arriba alrededor de la junta de aleteo. Cuando la hoja gira hacia arriba, su ángulo de incidencia disminuye y, como resultado, su sustentación disminuye. La hoja que se retira más lentamente tiene menos sustentación que la hoja que avanza. Al soportar menos peso, luego "desciende" pivotando hacia abajo sobre la articulación de aleteo. Cuando la hoja "desciende", su ángulo de incidencia aumenta y, como resultado, aumenta su sustentación. Un tope limita el descenso de la cuchilla a la horizontal, perpendicular al eje de rotación. Gracias a la articulación aleteadora, la elevación de las dos palas es equilibrada y casi constante y la rotación casi regular según el balance de masa del conjunto.
Los autogiros no se detienen , no pueden perder repentinamente su sustentación. Tampoco pueden girar (el giro se produce cuando solo un ala se detiene). Sin embargo, aunque los autogiros tienen la reputación de ser muy estables, hay algunas situaciones que a menudo son fatales para la aeronave:
La única maniobra prohibida en el autogiro es la inmersión repentina y, en general, la " g negativa": de hecho, en esta configuración, el rotor ya no es impulsado por el viento relativo, su velocidad de rotación y, en consecuencia, su sustentación, descienden muy. el accidente es casi inevitable si ocurre a baja altura.
La potencia del motor de los autogiro ULM se sitúa principalmente entre 50 y 120 CV , siendo 122 CV / 90 kW / 450 kg el máximo autorizado para un autogiro ULM biplaza.
La mayoría de los autogiro actuales funcionan con motores de combustión interna de dos o cuatro tiempos . En altitud, la presión atmosférica cae, lo que muy rápidamente conduce a problemas en los motores descompensados. Para superar este problema, los carburadores están equipados con correctores altimétricos para mantener una riqueza casi constante. Los motores de dos tiempos son más simples en diseño y más ligeros que un motor de cuatro tiempos, pero su consumo es mucho mayor, el ruido desagradable y la fiabilidad muy inferior. Sin embargo, la adopción de la inyección electrónica de combustible en algunos motores (Hirth) ha reducido significativamente este consumo excesivo a alrededor del 20% y ha mejorado la confiabilidad.
Los motores de cuatro tiempos encuentran potencia y par a bajas revoluciones, por lo que su vida útil aumenta y consumen menos combustible, pero generalmente son menos potentes para la misma cilindrada y más pesados. Paulatinamente van apareciendo nuevos y modernos motores de cuatro tiempos (inyección) de turismos (Ecoyota) o motos (Vija) compitiendo con los muy caros y bastante antiguos Rotax 914 que hasta ahora reinaban en la categoría de autogiros biplaza.
La potencia adicional requerida en comparación con la de un avión ULM de tres ejes se justifica por el mayor arrastre de un autogiro. Una potencia "suficiente" en un autogiro es más un factor de seguridad que de velocidad, ya que su velocidad máxima casi nunca supera los 150 km / h , mientras que algunos ULM de 3 ejes bien perfilados pueden superar los 250 km / h con 100 CV. motor .
Ya en la década de 1940 , los alemanes fabricaron un “ giroglider ” (autogiro sin motor), el Focke-Achgelis Fa 330 Bachstelze , remolcado por un submarino , que podía observar el horizonte y evitar la llegada de barcos enemigos. Los portaaviones estadounidenses tenían autogiros, fueron reemplazados rápidamente por el helicóptero, que pudo recuperar personas del mar más fácilmente gracias al vuelo estacionario. Hoy , El ejército estadounidense está interesado en el bajo costo de fabricación y consumo de los autogiros.
Los autogiros pueden usarse para la vigilancia de ciertos sitios, como bosques para evitar incendios, búsqueda de personas desaparecidas, viajes privados. Por ejemplo, la vigilancia de los Juegos Olímpicos de Invierno 2002 en Salt Lake City se llevó a cabo mediante un autogiro, el Hawk 4 (de la firma AAI, subsidiaria del grupo estadounidense GBA - Groen Brothers Aviation (en) ), este dispositivo fue el preferido. a un helicóptero tradicional por su bajo costo de producción y uso. El Groen Hawk 6G es un Cessna Skymaster (avión utilizado durante la Guerra de Vietnam ) que ha sido transformado en un autogiro, este avión tiene una turbina Rolls-Royce 250 de 420 CV . Puede despegar verticalmente y tiene una gran capacidad de carga.
El fabricante estadounidense American Autogiro Inc. produjo en 2003 un nuevo autogiro de vigilancia, particularmente en protección antiterrorista, el Sparrow Hawk. Carter Aviation Technologies, otro fabricante, trabaja en conjunto con la NASA ; la firma ha producido un ingenioso prototipo, el Mu-1, que tiene un ala fija como un avión y un rotor. El grupo estadounidense Boeing ha producido un autogiro militar, este avión no tiene piloto, tiene un rotor muy específico que permite flotar el autogiro. La firma está planeando una versión que tendría un piloto humano.
Autogiro de Juan de la Cierva y pou-du-ciel de Henri Mignet .
Lo mismo en el Salón de la Aviación de París de 1934.
Un autogiro llamado "Little Nellie" se utiliza en la película de James Bond Sólo se vive dos veces . Este autogiro, entregado como un kit por “Q” en cuatro maletas, fue ensamblado en poco tiempo bajo la asombrada mirada de los servicios secretos japoneses, luego convencidos de su avance tecnológico.
Un autogiro también es utilizado por uno de los personajes del mundo post-apocalíptico en la película australiana Mad Max 2 , o en Cagliostro Castle , una película animada de Hayao Miyazaki y en la película de Frank Capra New York-Miami ( It Happened One Night ) , lanzado en 1934 .
También puedes volar girocópteros en algunos juegos, incluidos Pilotwings 64 , Far Cry 4 y Just Cause .
En el mundo de fantasía de Warhammer , los enanos usan helicópteros llamados "gyrocopters".
En el mundo imaginario de Warcraft , los gnomos de Warcraft II inventan máquinas voladoras que se asemejan a los girocópteros. En Warcraft III: Reign of Chaos , los enanos se apoderan de ellos y les cambian el nombre de "gyrocopter". En Warcraft III: The Frozen Throne , su diseño se mejora y la unidad vuelve a convertirse en una máquina voladora. Universos derivados de Warcraft , como DotA y League of Legends, también lo contienen, como, más generalmente, universos de fantasía de baja tecnología (como Mad Max ).
