¿Cómo puede desintegrarse un helicóptero?

Tema creado por el 24/02/2012 14:40
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Respuesta de Anónimo el 24/02/2012 14:40

Así, tal cual…quizá alguien nos lo puede explicar…

Aquí el video:

http://www.youtube.com/watch?v=GFfPTvHxqsk

y el enlace a la noticia:

http://www.elmundo.es/america/2012/02/24/brasil/1330082711.html?a=09d7f39013db79049ee90606fb72c600&t=1330087445&numero=

Un saludo.

Respuesta de Anónimo el 24/02/2012 16:00

Joder, parece la rueda de coche mal equilibrada, entre 130 y 160 pero a lo bestia.
Menuda manera de desmontarse un helicoptero!!!

Respuesta de Anónimo el 24/02/2012 16:37

Me parece que hay un fenómeno que se produce en los helicopteros que se llama «entrada en resonancia» que tiene que ver con la frecuencia de giro de las palas o algo así y empieza a vibrar un poco el aparato, pero la verdad es que no tengo mucha idea de esto, es algo que me han comentado, pero si alguien sabe más de esto estaria bien que nos lo explicara xq el video te pone los pelos de punta.

Respuesta de Anónimo el 24/02/2012 17:49

Por lo que me han contado se debe a la coincidencia de la frecuencia de giro de las palas con la frecuancia de los demás materiales de la célula de la aeronave. Por ello se produce la vibración. Es algo parecido a lo de los puentes que se mueven si un pelotón de militares desfilan al mismo paso…Una explicación un poco rudimentaria pero weno..entendible.

Lo de la entrada en resonancia es una teoria pero igual no es lo que pasó.

Respuesta de Anónimo el 24/02/2012 18:01

Hola Nightfall, aunque como sabes no soy helicopterista, si he volado mucho en ellos, y este no es el primer accidente de este tipo que veo.
Efectivamente como ya ha comentado PILOTO 8620, es un fenomemo debido a resonancia. El helicóptero difiere bastante de un avión y en él se conjugan fuerzas rotatorias o de giro con otras de traslación, para ello el rotor principial tiene que el sintonia/acoplado en el giro con el rotor de cola. Cualquier descople/desajuste en la transmision que existen entre ambos rotores van a producir unas serie de vibraciones. Todos los objetos cuando se le someten a fuerzas vibratorias y por prpia composicion estructural de esos objetos y llegado a una determinada frecuencia en las vibravciones, el objeto acaba entrando en resonacia.
Seguro que un ingeniero aeronáutico te lo explicará mejor.
Si este tema los buscas por FISICA (mov. ondulatorio, ondas pulsantes…) te van a poner muchos ejemplos.
Bueno he intentado explicarlo brevemente y no se si lo he logrado.
SL2 y felices vuelos.

Respuesta de Anónimo el 24/02/2012 21:29

Nightfall, muchas gracias por compartir con nostros el video con esas impresionantes imágenes. ¡¡¡El susto del piloto no me lo quiero ni imaginar!!!

Cdr102Sqn y piloto 8620, gracias por ayudarnos a comprender mejor que es lo que ha pasado.

Saludos a todos y muy felices vuelos.

Respuesta de Anónimo el 24/02/2012 23:50

Muchas gracias a todos por las explicaciones y comentarios.

Aunque estoy un poco confusa.

Si no he entendido mal, la resonancia se daría cuando la frecuencia de vibración que se produce, acaba por igualarse a la que el propio material posee por lo que tendríamos una suma de frecuencias que podría dar a lugar a que el material en cuestión se quebrase.

Sería el caso por ejemplo de los puentes:

http://www.youtube.com/watch?v=VH8-Xdfgf1g&feature=player_embedded

Pero hablando de un helicóptero, si se produce un desacople entre los rotores principal y de cola en teoría ¿no se produciría una especie de «disonancia»? Es decir, que esas frecuencias no coincidirían por lo que no se sumarían. Entonces, ¿tendríamos que medirlas por separado y sería quizá solo una de ellas la que coincidiría con el material del helicóptero y por eso entraría en resonancia?

A lo mejor es mucho más simple y lo estoy complicando yo sola. O la noche me confunde… 😛

Felices vuelos a todos. 🙂

Respuesta de Anónimo el 25/02/2012 01:59

Interesante post!
Creo que estaís en lo cierto, recordando las clases de estructuras y sistemas,me contaron lo que habeís puesto arriba:

Aquí una descripción de wikipedia de Resonancia Mecánica:

La resonancia es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción de una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración coincide con el periodo de vibración característico de dicho cuerpo. En el cual una fuerza relativamente pequeña aplicada en forma repetida, hace que una amplitud de un sistema oscilante se haga muy grande.

En estas circunstancias el cuerpo vibra, aumentando de forma progresiva la amplitud del movimiento tras cada una de las actuaciones sucesivas de la fuerza.

Este efecto puede ser destructivo en algunos materiales rígidos como el vaso que se rompe cuando una soprano canta y alcanza y sostiene la frecuencia de resonancia del mismo. Por la misma razón, no se permite el paso por puentes de tropas marcando el paso, ya que pueden entrar en resonancia y derrumbarse.

Una forma de poner de manifiesto este fenómeno consiste en tomar dos diapasones capaces de emitir un sonido de la misma frecuencia y colocados próximos el uno del otro, cuando hacemos vibrar uno, el otro emite, de manera espontánea, el mismo sonido, debido a que las ondas sonoras generadas por el primero presionan a través del aire al segundo.

Sobre los puentes aunque sí explica el derrumbe o la destrucción de los materiales,creo que el efecto es distinto:

La caída del viejo puente Tacoma Narrows

El viejo puente de Tacoma Narrows ha sido popularizado en los libros de física como un ejemplo clásico de resonancia; sin embargo esta descripción es falsa. Este puente falló debido a la acción de unas fuerzas conocidas en el campo de la aerodinámica de puentes como fuerzas autoexcitadas, por un fenómeno conocido como fluttering. Robert H. Scanlan, padre de la aerodinámica de puentes, escribió un artículo criticando este malentendido.

Y éste es el famoso video del puente:

http://www.youtube.com/watch?v=5ER3AZFuH3I&feature=player_embedded

¿Hay algún ingeniero de estructuras en la sala? B)
Saludos y felices vuelos.

Respuesta de Anónimo el 25/02/2012 04:02

Otro video de la resonancia, pruebas del US Army del chinook:

No estoy seguro de como funciona, pero la vibracion del mastil es un problema de algunos helicopteros (creo que incluso algun instrumento de cabina monitorea dicho parametro).

Obviamente es un fenomeno de resonancia, pero que lo provoca, lo desconozco. Algun experto? 🙂

Saludos

Respuesta de Anónimo el 25/02/2012 11:02

Hola,

Una respuesta sencilla (soy TMA, no ingeniero):

La destrucción del helicóptero se ha debido a la resonancia en tierra como habeis dicho más arriba. Esta resonancia ha sido producida por un desequilibrio en el rotor principal y el contacto con el suelo al aterrizar. Se produce en helicópteros con rotor articulado y tren de patines. El desequilibrio del rotor hace oscilar al helicóptero sobre el tren. Se evita con una especia de amortiguadores en las palas y en el tren. Por último, para evitar las consecuancias del video se debe tirar de colectivo, elevar el helicóptero y mantenerlo en estacionario.
Espero haber respondido vuestras dudas. Un saludo.

Respuesta de Anónimo el 25/02/2012 18:26

Entonces y resumiendo sería que el rotor se desequilibra (entiendo que ésto debe ser el piloto el que lo controle), al contacto con el suelo produce un balanceo que a la vez y con los golpes produce a su vez otra vibración que se uniría a la frecuencia desequilibrada del rotor y de ahí que se parta. Una especie de ¿retroalimentación? tal vez…

Llegados a este punto se supone que el del helicóptero que nos ocupa imagino que habría evitado este accidente simplemente elevándose un poco, ¿no?.

Muchas gracias por las diferentes explicaciones, al menos ahora lo tengo más claro.

Un saludo y felices vuelos. 🙂

Respuesta de Anónimo el 25/02/2012 19:08

Pues si, un ejemplo lo tenemos en el inicio de este episodio de mcgyver, en que el piloto estuvo un poco mas rapido de reflejos 🙂

PD: que recuerdos con la musiquita… snif aquellos 80´s

Saludos!

Respuesta de Anónimo el 25/02/2012 19:27

Como he dicho en los comentarios anterirores, no tengo mucha idea de helicopteros pero me han contado que hay una determinada frecuancia o revolucion de la hélice por la que el piloto debe pasar muy rápidamente xq precisamente ésta es en la que se produce el efecto del que hablamos. Es algo parecido a que si por ejemplo un helicoptero desarrolla 20rpm de máximo, el efecto se preduce imaginemos que en la 14, por lo que el piloto procurará no quedarse en esa determinada revolucion y pasará muy rapido por ella (pasar de 12 a 16 lo más rápido posible para no estancarse en la 14 y que suceda lo de la resonancia.)

No sé cuanto hay de cierto en esto que os cuento o si es algo parecido pero lo he entendido mal…Si hay alguien que haya oido hablar de esto, que nos lo explique si es tan amable.
Un saludo 😉

PD: Creo que es lo mismo que hemos explicado antes pero de una forma distinta

Respuesta de Anónimo el 25/02/2012 19:43

No se, tenia entendido que las RPM del rotor de los helicopteros son constantes (si caen, hay un problema 🙂 Suena mas a desequilibrio del rotor mientras esta en suelo, que induce oscilaciones y a traves del tren de aterrizaje vuelve amplificado por resonancia.

Saludos

Respuesta de Anónimo el 26/02/2012 10:02

¡Qué recuerdos me trae Macgyver! ¡Tiempos aquellos! (bueno menos lo de las hombreras en la ropa que eran horrorosamente feas). :laugh:

Yo diría que lo que nos falta por saber en este caso es por qué o qué produce el desequilibrio en el rotor. O si realmente es solo cuestión de evitar una determinada frecuencia.

Insistimos…¿algún experto en la sala?. Por favor que nos solucione esta duda existencial. 🙂

Un saludo y Felices vuelos a todos.

Respuesta de Anónimo el 26/02/2012 19:17

Nightfall escribió:

Yo diría que lo que nos falta por saber en este caso es por qué o qué produce el desequilibrio en el rotor. O si realmente es solo cuestión de evitar una determinada frecuencia.

La resonancia se produce cuando la frecuencia de oscilación del rotor y del sistema de amortiguación son iguales. El momento en que estas frecuencias pueden ser iguales es al posarse o despegar cuando el tren esta en contacto con el suelo pero no esta soportando el peso del helicóptero.
Para evitarlo hay dos opciones, irse al aire o bajar colectivo y cortar motores.

El desequilibrio en un rotor es algo «normal», propio de cualquier mecanismo, se debe a desgastes propios del mecanizado, por el uso o por un desreglaje del rotor. Se producen vibraciones laterales debido a que hay más masa en un lado del mástil y el rotor al girar obliga al mástil a buscar un nuevo eje de giro con lo que gira en círculos. Las vibraciones laterales se corrigen con pesos en los bulones de las palas según lo que nos indique el Analizador de vibraciones que hace una lectura a través de captadores magnéticos y acelerómetros.
Un saludo.

Respuesta de Anónimo el 27/02/2012 08:51

Lo de las resonacias y todo lo que ha comentado arriba esta bien, pero yo vi esta noticia en el telediario, y comentaron que el piloto hizo una toma de emergencia al tener algun problema con la maquina, seguramente el problema ha desencadenado en la resonancia…

Respuesta de Anónimo el 27/02/2012 17:11

Hola,

Voy a dar el enfoque de un ingeniero a este tema.

Todo sistema de masas (una estructura o un vehículo por ejemplo) que no tenga una rigidez infinita tiene al menos una frecuencia natural del sistema. A su vez, este sistema tendrá uno o varios modos de vibración naturales.

Supongamos una estructura de metal sencilla a la que le damos un golpe puntual. Después del golpe la estructura se quedará vibrando un rato (aunque sea poco y no nos demos cuenta) a su frecuencia natural hasta que el movimiento se vaya amortiguando y desaparezca por si solo. Sin embargo, si sometemos esta estructura a una fuerza periódica continua (movimiento oscilatorio forzado) la estructura tendrá una vibración diferente. El gran problema viene cuando la fuerza oscilatoria que actúa sobre la estructura lo hace a la frecuencia natural de ésta y además el punto de actuación está fuera de uno de los nodos del modo de vibración natural. En este caso, el sistema vibra a la frecuencia natural y además se «alimenta» de la fuerza actuante lo cual tiene como consecuencia que la amplitud del movimiento se vaya amplificando rápidamente si el fenómeno continua. Este movimiento se traduce en deformación de los materiales que componen la estructura (dependiendo de la rigidez que tenga será más o menos) y esta deformación se traduce en esfuerzos mecánicos. Cuando el movimiento llega a una amplitud tal que el material ya no puede resistir esos esfuerzos la estructura se rompe.

En el caso del puente de Tacoma una ligera brisa de aire perpendicular al puente generaba unos vórtices corriente abajo que se iban desprendiendo. Esto se traduce en una fuerza periódica, con la mala fortuna que su frecuencia coincidía con la frecuencia natural del puente. La fuerza no era grande en absoluto pero el hecho de que el viento soplara a la velocidad justa hizo que el puente entrara en un modo de vibración natural que los materiales no pudieron soportar.

En el caso del helicóptero tenemos varios elementos rotativos que al no tener su centro de gravedad perfectamente sobre el eje de giro (cosa que es imposible de tener de forma totalmente exacta) hace que se generen fuerzas oscilatorias. El rotor principal es el elemento que más contribuye a esto y por lo tanto hacerlo girar a la misma frecuencia que la natural de la estructura del helicóptero lleva a que todo el sistema entre en resonancia.

Cuando se diseña un helicóptero esto es un factor que se tiene muy en cuenta y se establece que la velocidad de giro nominal del rotor principal no coincida con ninguna de las frecuencias de resonancia del sistema. Sin embargo, si por alguna razón las rpm del rotor principal caen y se sitúan cerca o coinciden con alguna de las frecuencias de resonancia del sistema todo el vehículo vibrará con amplitud creciente (como ocurre en el vídeo). Esto ocurrirá tanto en vuelo como en tierra. Para evitarlo solo cabe cambiar las rpm del rotor para que no estén cerca de la frecuencia natural.

Así que en general, para evitar el fenómeno de la resonancia, hay que tener el rotor girando a la velocidad (rpm) nominal para la que fue diseñado y pasar por velocidades más bajas solo en la puesta en marcha y el apagado sin quedarse en velocidades intermedias en el proceso.

Saludos,

Respuesta de Anónimo el 01/03/2012 01:41

Disculpad la tardanza en contestar.

Antes de nada muchísimas gracias por haberos tomado vuestro tiempo para aclarar estas pequeñas dudas.

Ahora ya lo tengo todo claro. Gracias Barrel y Mackoi a cada uno por dejar la explicación desde cada una de vuestras perspectivas.

Un saludo. 🙂

Respuesta de Anónimo el 01/03/2012 10:43

Encantado de contribuir a algo constructivo.