Estol de vortex

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE
AERONÁUTICA

André Luiz de Souza Gonçalves
Bruno Soares
Edson Velasques
Roberto Carlos Turtera
Rodolfo Neves Sorrentino Oliveira

Análise do Estado de Anéis de Vórtices em Helicópteros

Fundamentos de Engenharia de Helicópteros e
Aeronaves de Asa Rotativa
2015

Sumário
1 Introdução
2 Características do Vortex Ring State (VRS)
3 Recuperação do Controle pelo Piloto em Estado de Vórtice
4 Conclusões
Referências

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1 Introdução

No voo do helicóptero a sustentação é obtida através do fluxo de ar descendente
(downwash), induzido através do rotor principal. Devido toda ação ter uma reação, essa massa de ar deslocada para baixo mantém à sustentação do helicóptero, que em voo pairado produz sustentação igual ao seu peso.
Sabemos que uma condição comum a circulação de ar em qualquer aerofólio é o surgimento de Tip Vortex, um escoamento giratório ocasionado, principalmente, pela diferença de pressão em regiões vizinhas. Analisando este efeito sobre o fluxo de ar de um rotor principal, percebemos que uma parcela do ar, mais próxima da ponta da pás, entra em movimento giratório, curvando-se em direção ao topo da pá, entrando em recirculação. Essa condição gera arrasto e degrada a eficiência do rotor, porém já está calculada e prevista no projeto da aeronave e não trás impactos em condições normais de voo.
Contudo, quando um helicóptero inicia uma descida vertical ou com pequena velocidade horizontal (abaixo de 30kt), ele entra em seu próprio downwash, uma região de ar turbilhonado que aumenta drasticamente os Tip Vortices, e nessa condição a maior parte da potência produzida pelo motor é gasta em movimentar este ar, turbilhonado, em um padrão circular (doughnut pattern) através do rotor.
Neste cenário, temos uma perda drástica na sustentação gerada pelo rotor principal, o que aumenta consideravelmente a razão de descida do helicóptero e diminui a eficiência dos comandos. Esta condição é conhecida como Vortex Ring State (VRS),
também