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Repositorio de la Universidad de Zaragoza – Zaguan http://zaguan.unizar.es Trabajo Fin de Grado VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS AERONAVES CON ROTOR BASCULANTE FRENTE A LOS HELICOPTEROS CONVENCIONALES Autor Saúl Miguel Bricio Director/es Juan Pablo Hierro Álvarez Comandante Miguel Ángel Madiedo Valdés Centro Universitario de la Defensa-Academia General Militar 2020 Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales II Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 III AGRADECIMIENTOS Quiero agradecer a los profesores del Centro Universitario de la Defensa su labor profesional ejercida todos estos años que he permanecido en el centro. Resulta complicado motivar a personas que en cierta manera no han escogido la carrera que se nos imparte, ya que, al fin y al cabo, lo que más nos interesa es la parte militar. En muchos casos han conseguido que materias que, a priori, no me resultaban interesantes pudiesen cobrar un sentido e incluso llegasen a gustarme. Por otro lado, agradecer el trabajo ejercido tanto por mi tutor civil como militar, así como su implicación en el estudio. Finalmente le quiero agradecer a Natalia Fernández Matus todo el apoyo tanto moral como técnico en la elaboración de este trabajo, por estar siempre dispuesta a echarme una mano y por hacerme creer en mí. A todos, solo os puedo decir, gracias. Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales IV RESUMEN La OTAN y la UE han establecido el año 2035 como un punto de referencia en el que se pretenden determinar las tendencias globales y posibles entornos operativos que cabría esperar en esa fecha. Los ámbitos en los que se mueven los principales estudios se han agrupado en cinco bloques, siendo estos: política, geografía humana, economía, ciencia y tecnología y medio ambiente. El estudio aquí planteado pretende moverse en el ámbito científico-tecnológico, concretamente en el estudio de las aeronaves de despegue vertical que hacen uso de rotor, centrándonos en el ámbito militar. Los ejércitos más avanzados de la actualidad cuentan con aeronaves de este tipo que hacen sus primeras apariciones hace más de cincuenta años, en su mayor parte helicópteros convencionales y que requieren de mejoras que les permitan adaptarse a las nuevas exigencias. Del mismo modo, las aeronaves de rotor basculante hacen sus primeras apariciones prácticamente a la vez, aunque con menos éxito debido a las grandes dificultades que planteaban. Los grandes avances en materia aeronáutica permiten retomar esta competencia entre ambos tipos de aeronave y llevan a plantearse las ventajas e inconvenientes que conlleva el uso de un tipo u otro, así como las posibles mejoras que puedan desarrollarse y que permitan su adaptación a los entornos operativos futuros. PALABRAS CLAVE: 2035, OTAN, militar, helicóptero convencional, rotor basculante. Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 V ABSTRACT NATO and the EU have stablished 2035 as a check point to determine the global tendencies and possible operational environments which could be expected by then. The related studies have been grouped in five blocks, which are: politics, human geography, economics, science and technology and natural environment. The present study aims to move in the scientific and technological branch, specifically in the study of vertical take-off and landing (VTOL) aircrafts that make use of rotors, focusing on the military aspect. The most actual advanced armies count with VTOL rotorcrafts that make their first appearance more than fifty years ago, principally conventional helicopters, which require to be improved in order to face the new requirements. In the same way, tilt rotor aircrafts make their firs appearance at the same time, however, they did not get such succeed due to the great challenges they meant. The great aeronautical advances make possible to restart this rivalry between both types of rotorcrafts, and lead to the approach of the advantages and disadvantages of using one or another type as well as the possible improvements that can be developed to face future operational environments. KEY WORDS: 2035, NATO, military, conventional helicopter, tilt rotor. Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales VI Índice 1. Introducción .................................................................................................................. 1 1.1 Ámbito ...................................................................................................................... 1 1.2 Objetivos ................................................................................................................... 2 2. Metodología ................................................................................................................... 2 2.1 Método: Análisis comparativo cualitativo .................................................................. 2 2.2 Herramientas: TRL y análisis de riesgos .................................................................... 3 3. Análisis comparativo de capacidades básicas ............................................................... 4 3.1 Alcance ..................................................................................................................... 4 3.1.1 Aprovechamiento de las fuerzas aerodinámicas ................................................... 5 3.1.2 Resistencia aerodinámica .................................................................................... 7 3.2 Velocidad ................................................................................................................ 10 3.2.1 Aprovechamiento de las fuerzas y resistencia aerodinámicas ............................. 10 3.2.2 Asimetría lateral de sustentación ....................................................................... 12 3.3 Altitud de operación ................................................................................................ 15 3.4 Vuelo en estacionario .............................................................................................. 16 3.4.1 Teoría de la cantidad de movimiento ................................................................. 16 3.4.2 Carga discal ...................................................................................................... 18 3.5 Capacidad de carga .................................................................................................. 19 4. Análisis comparativo de capacidades tácticas ............................................................ 20 4.1 Controles ................................................................................................................. 20 4.2 Maniobrabilidad ...................................................................................................... 21 4.3 Montaje de armamento ............................................................................................ 22 4.3.1 Peso y centrado ................................................................................................. 23 4.3.2 Configuración de la aeronave ............................................................................ 23 4.4 Downwash .............................................................................................................. 23 5. Otras capacidades y propuestas .................................................................................. 26 5.1 Autorrotación .......................................................................................................... 26 6. Conclusiones ................................................................................................................ 28 Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 VII 7. Bibliografía .................................................................................................................. 30 8. Bibliografía complementaria ...................................................................................... 31 ANEXOS ......................................................................................................................... 32 Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales VIII Índice de anexos Anexo A – Principales helicópteros y aeronaves de rotor basculante y ejércitos en los que están incorporados (sin helicópteros de ataque) ....................................................................... 33 Anexo B – Comparación cuantitativa de capacidades básicas ............................................ 35 Anexo C – Batimiento y variación cíclica de paso ............................................................. 36 Anexo D - Controles del helicóptero ................................................................................. 39 Anexo E – Posibles mejoras tecnológicas .......................................................................... 40 Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 IX Índice de tablas Tabla 1. Tecnologías con relevancia futura ........................................................................ 29 Tabla 2. Principales helicópteros del ejército canadiense ................................................... 33 Tabla 3. Principales helicópteros del ejército francés ......................................................... 33 Tabla 4. Principales helicópteros del ejército alemán ......................................................... 33 Tabla 5. Principales helicópteros del ejército italiano ......................................................... 33 Tabla 6. Principales helicópteros y aeronaves de rotor basculante del ejército norteamericano ......................................................................................................................................... 34 Tabla 7. Principales helicópteros del ejército español ........................................................ 34 Tabla 8. Comparación cuantitativa de capacidades básicas ................................................ 35 Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 5 las misiones en cuestión. Todo ello supone un aumento del radio de acción en la Zona de Operaciones, lo que resulta potencialmente ventajoso a nivel táctico y operacional. El alcance en las aeronaves en general es una característica que está fuertemente ligada a un aprovechamiento eficiente de la energía por parte de la planta de propulsión. Una reducción del consumo de combustible debido a un motor eficiente permite aumentar la autonomía y por tanto el alcance. Así mismo, existe una fuerte relación entre el consumo y el tipo de rotor, pues, por ejemplo, un rotor que permita reducir las vueltas en el vuelo de avance supondrá un menor consumo y menor carga al motor. Por otro lado, un buen rendimiento energético también depende de: 1. El correcto aprovechamiento de las fuerzas aerodinámicas. 2. La reducción de la resistencia aerodinámica como consecuencia del movimiento en un medio fluido. 3.1.1 Aprovechamiento de las fuerzas aerodinámicas En primer lugar, es necesario comprender, a grandes rasgos, cómo se produce la sustentación en un perfil aerodinámico para posteriormente poder comparar el modo en que cada aeronave aprovecha esos principios aerodinámicos y la repercusión que esto tiene en el alcance. Supongamos un perfil aerodinámico que se desplaza por un medio fluido o sobre el que se le hace incidir, con una determinada velocidad, un fluido (en nuestro caso el propio aire atmosférico). El aire al chocar con el borde de ataque 1 del perfil va a ser desviado por un lado a la parte superior o extradós y por otro lado a la parte inferior o intradós. Según la teoría de la capa límite, [8], el aire que asciende por el extradós incrementará su velocidad (de forma similar a lo que ocurriría en un estrechamiento de una tubería por el efecto Venturi 2 ). Este incremento de la velocidad supone una reducción de la presión estática de dicho fluido, según la ecuación de Bernoulli 3 . La diferencia de presiones entre 1 Borde anterior del perfil. 2 El efecto Venturi establece que la corriente de un fluido incompresible en un canal se acelera, al encontrarse un estrechamiento en proporción directa a la reducción del área de dicho canal. Esto queda reflejado por medio de la ecuación de continuidad que establece que: ρ*A*v = cte. Siendo ρ = densidad, A = área que atraviesa el fluido y v = velocidad del fluido. 3 La ecuación de Bernoulli establece que: 𝟏 𝟐 ρ∙v2 + P + ρ∙𝒈∙𝒉 = cte. Siendo el primer término la presión dinámica, “P” la presión estática y el último término la presión hidrostática. Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 6 el extradós y el intradós origina una fuerza con sentido de la zona de mayor presión (intradós) a la zona de menor presión (extradós). Esta diferencia de presiones es lo que constituye la mayor parte de la fuerza de sustentación que se origina en un perfil aerodinámico. Figura 2. Partes de un perfil aerodinámico. [9] De estos principios podemos extraer algunos de los factores de los que depende la sustentación, entre los que encontramos: [a] 1. Velocidad del flujo de aire Mayor velocidad, mayor diferencia de presiones y por tanto mayor sustentación. 2. Densidad del fluido. 3. Superficie alarMayor superficie, mayor sustentación. 4. Ángulo de ataque 4 Cuanto mayor sea el ángulo de ataque mayor será el cambio en la velocidad del aire en el extradós y mayor la diferencia de presiones. 5. Coeficiente de sustentación (CL)Este coeficiente depende de aspectos como la forma del perfil, la viscosidad del aire etc. Se obtiene de forma experimental.  Comparativa: En el caso de un helicóptero la velocidad relativa del aire con respecto al perfil aerodinámico y, por tanto, la diferencia de presiones se consigue mediante le movimiento rotatorio de las palas del rotor principal. Mientras que, en las aeronaves de ala fija se 4 El ángulo de ataque es el formado por la cuerda de un perfil aerodinámico (recta que une el borde de ataque y el borde de salida o borde posterior del perfil) con la dirección del viento relativo. Existe un determinado ángulo de ataque a partir del cual se pierde la sustentación debido al desprendimiento prematuro de la capa límite, que deja paso a una estela turbulenta, fenómeno asociado a una pérdida de sustentación y un incremento de la resistencia. Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 7 consigue aumentando la velocidad de la aeronave por medio de las propias turbinas de la misma. De este modo los rotores convencionales, como es el caso de los helicópteros, se ven perjudicados en el vuelo de avance y por tanto en el alcance, ya que tienen que invertir la potencia suministrada al rotor principal por un lado en la sustentación y por otro lado en la creación de un vector de avance. Para ello el rotor es inclinado en la posición en la que se pretende avanzar, lo que supone, por descomposición vectorial, una pérdida de sustentación que se traduce en un incremento de la velocidad de la aeronave. En caso de querer mantener una determinada altura será necesario aumentar el ángulo de ataque de las palas lo que suele venir ligado a un aumento de potencia, ya que también se incrementa la resistencia aerodinámica del perfil. Ver 3.1.2 Resistencia aerodinámica. Las aeronaves que emplean los rotores basculantes, por el contrario, tienen un aprovechamiento más eficiente de las fuerzas aerodinámicas en el avance. Al girar los rotores y ganar velocidad de avance la estructura de ala fija que presentan comienza a ganar eficacia (al igual que ocurriría con un avión), la fuerza de sustentación ya no la produce únicamente el rotor, sino que la mayor parte es generada por las alas. Esto supone que se pueda invertir la potencia suministrada por los rotores prácticamente para conseguir empuje, dejando la parte de la sustentación a la superficie alar. Este hecho, además de la propia forma de las palas del rotor y su eficiencia aerodinámica, permite, en el vuelo de avance, reducir las revoluciones a las que giran los rotores, factor que también se traduce en una reducción del consumo. 3.1.2 Resistencia aerodinámica Un perfil aerodinámico, como consecuencia de su movimiento en el medio fluido en el que se encuentra, presentará una determinada resistencia que se va a oponer al movimiento de avance y que por tanto va a suponer un mayor gasto energético. La resistencia total de un perfil aerodinámico viene determinada por dos componentes:  Resistencia inducida: Se debe, por un lado, a la propia generación de sustentación y por otro lado al flujo ascendente del aire en el extremo del perfil aerodinámico en cuestión. Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 8 La fuerza aerodinámica es un vector que puede descomponerse en una componente perpendicular al viento relativo (sustentación) y otra componente que se opondrá al avance, que es la resistencia inducida. En lo que respecta al extremo de perfil aerodinámico el ascenso del aire del intradós al extradós (torbellinos en punta de pala) “empuja” el aire que incide sobre el borde de ataque, provocando una disminución del ángulo de ataque, debida al cambio de dirección del viento relativo. Esto se traduce en la inclinación del vector sustentación un ángulo igual al ángulo que se ha desplazado, forzosamente, el viento relativo. Vectorialmente, la sustentación resultante se descompone en una sustentación eficaz, menor que si no hubiese variado el ángulo de ataque, y una fuerza hacia atrás, que es a lo que se le denomina resistencia inducida. [b] Esta resistencia es mayor a bajas velocidades para una sustentación dada y con ángulos de ataque elevados (despegues y aterrizajes) y disminuye conforme se incrementa la velocidad del perfil aerodinámico.  V∞ = corriente de aire libre  w = flujo de aire inducido  Di = resistencia inducida  αi = ángulo de ataque inducido  αeff = ángulo de ataque eficaz Figura 3. Resistencia inducida en la punta del perfil. [10]  Resistencia parásita del perfil: Esta viene provocada principalmente por la fricción del aire sobre el perfil aerodinámico y por la separación de la capa límite del perfil aerodinámico. En el segundo caso la estela turbulenta generada por la separación de la capa laminar, que constituye la capa límite, es la que genera la resistencia. La suma de ambas resistencias da lugar a la resistencia total del perfil, siendo esta: Ecuación 1. Resistencia de un perfil aerodinámico D = 𝟏 𝟐 ρ∙𝒗2∙𝑺∙𝑪D *CD = CDp + CRi Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 9 Donde “D” es la resistencia total, “ρ” la densidad del aire, “𝑣” la velocidad del aire, "𝑆" la superficie del ala o pala y “CD” el coeficiente de resistencia, que se descompone en un coeficiente de resistencia parásita (CDp) y uno de resistencia inducida (CRi). [b] Si se quisiera calcular la resistencia inducida o parásita del perfil bastaría por sustituir en la fórmula de la resistencia total, el coeficiente CD por CRi o CDp. A esto se le debe añadir la resistencia producida por el propio fuselaje de la aeronave, que no deja de ser una resistencia parásita que se incrementa con la velocidad. Figura 4. Variación de la resistencia con la velocidad. [11]  Comparativa: La comparación en este aspecto resulta más difusa y depende en gran medida del propio diseño de la aeronave y los métodos que se utilicen para reducir las distintas resistencias aerodinámicas. Ahora bien, las aeronaves de rotor basculante tienen más elementos que influyen aerodinámicamente en la eficiencia de los rotores, tanto a favor como en contra. En lo que respecta al vuelo de avance, el comportamiento similar al de un avión permite contar con varias formas de reducir las pérdidas energéticas debido a la resistencia con el aire y que están por lo general relacionadas con la superficie fija de sustentación o ala, mientras que el vuelo de avance de un helicóptero convencional se ve más perjudicado en ese aspecto. Existen numerosas formas de reducir la resistencia aerodinámica, como los generadores de vórtice, que retrasan el desprendimiento de la capa límite, o consiguiendo que las superficies del fuselaje sean lo más lisas posible, añadiendo recubrimientos a orificios que se encuentren en el fuselaje por motivos estructurales, estableciendo rebabas en la punta del ala evitando el flujo de aire del intradós al extradós, uso de los “flaps” etc. Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 10 Sin embargo, unos resultados concluyentes en este aspecto dependerán del propio diseño de la aeronave y será necesario aplicar estudios aerodinámicos específicos para ese diseño, que permitan reducir el coeficiente de resistencia y desarrollar estructuras más eficientes que supongan un menor gasto energético. Como ejemplo de esto último entre 1983 y 1986 se realizaron una serie de estudios en túneles de viento para conseguir reducir la resistencia aerodinámica del V-22 Osprey. En cómputo general se estimó una reducción del 23% de la resistencia aerodinámica respecto al diseño original. Para ello era necesario el uso de generadores de vórtice, rediseño de la raíz de la pala del rotor, uso de rebabas en la punta del ala, rediseño de las entradas de aire al motor, mejora de la forma del fuselaje, alisándola, lo que genera menor fricción con el aire etc. [12] 3.2 Velocidad En las operaciones militares el tiempo es un factor determinante en muchos casos para poder cumplir la misión. Operaciones de rescate, apoyo aéreo o incluso incursiones o extracciones requieren que se realicen con la mayor celeridad posible para no comprometer al personal tanto de tierra como al de la propia aeronave. Este último aspecto está íntimamente relacionado con la capacidad de supervivencia o “Survivability” según documentos OTAN, [5], ya que una mayor velocidad proporciona menos vulnerabilidad de la aeronave frente a distintos sistemas de armas, así como menor tiempo de exposición en la zona hostil en la que se desarrolle la misión. Al hablar de velocidad, un aspecto de gran relevancia va a ser la potencia que sea capaz de suministrar el motor, sin embargo, al igual que ocurre con el alcance es un factor que guarda más relación con las características del motor en cuestión y no con las diferencias entre los dos tipos de configuraciones que se analizan en este estudio. De este modo se ha considerado que la velocidad depende fundamentalmente de: 1. El aprovechamiento de las fuerzas aerodinámicas. 2. La resistencia aerodinámica. 3. La asimetría lateral de sustentación. 3.2.1 Aprovechamiento de las fuerzas y resistencia aerodinámicas Al igual que ocurre con el alcance, un adecuado aprovechamiento de los principios ya mencionados en el apartado 3.1.1 Aprovechamiento de las fuerzas aerodinámicas, va a Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 11 permitir invertir mayor parte de la potencia suministrada por el/los motores en incrementar la velocidad. Por su parte, la reducción de las resistencias aerodinámicas tanto del perfil (inducida y parásita) como de la propia estructura de la aeronave favorece a una menor pérdida energética en la compensación de dichas fuerzas y una mayor eficiencia en la utilización de la potencia del motor para el incremento de la velocidad. En las aeronaves con capacidad de despegue vertical la potencia requerida 5 es mayor en vuelo estacionario 6 que en vuelo de traslación. Esto es debido por un lado a la resistencia inducida del perfil, que como ya mencionamos en el apartado 3.1.2 Resistencia aerodinámica, es mayor a bajas velocidades y ángulos de ataque elevados (caso del estacionario). Y por otro lado a que un aumento de la velocidad incrementa la eficiencia de las superficies aerodinámicas en la creación de sustentación, hecho que permite reducir la potencia total aplicada para mantener el vuelo. Hay que tener en cuenta que esta reducción de la potencia requerida no es infinita, sino que si seguimos incrementado la velocidad aumentarán las resistencias parásitas tanto del perfil como del fuselaje de la aeronave lo que llevará a un punto en el que nuevamente se vaya necesitando un incremento gradual de la potencia para mantener unas determinadas condiciones de vuelo. Ver Figura 5. [c]  Comparativa: Al igual que ocurría con el alcance, la configuración de las aeronaves que utilizan el rotor basculante permite, con el aumento de la velocidad al girar los rotores hacia adelante, la entrada en eficacia de las superficies fijas de sustentación (alas fijas). Esto conlleva que los rotores puedan situarse en una posición cercana a los 90º con lo que la fuerza generada por los mismos se invierte prácticamente en el avance y por tanto se dispone de más potencia para aumentar la velocidad y al mismo tiempo vencer las fuerzas de resistencia aerodinámicas. 5 Potencia necesaria para asegurar unas determinadas condiciones de vuelo. 6 Tipo de vuelo que consiste en mantener la aeronave a una determinada altura sobre un punto fijo, es decir, sin velocidad traslacional. Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 12 Figura 5. Potencia requerida en función de la velocidad. [13] En el caso de los rotores convencionales, el rotor o rotores se emplean para la sustentación, el avance y hacer frente a las resistencias aerodinámicas, lo que ya de por si nos da menos margen de potencia para la velocidad. Además, el propio fuselaje de estas aeronaves suele presentar menor eficiencia en vuelo de avance ya que no cuentan, por lo general con estructuras aerodinámicas complementarias que reduzcan la resistencia o retrasen la separación de la capa límite (a excepción de lo que puedan ser estabilizadores en la cola o estructuras como el Fenestron 7 ), aparte de la propia forma del fuselaje. 3.2.2 Asimetría lateral de sustentación Este fenómeno aerodinámico afecta principalmente a los rotores convencionales, dada la disposición en la que se encuentran en el vuelo de avance (rotor paralelo al flujo de aire) y define, entre otras, la velocidad a no exceder (VNE) por motivos estructurales del rotor. En el vuelo estacionario la velocidad del viento relativo que choca con el ángulo de ataque de un punto situado a un determinado radio del centro del rotor es siempre la 7 El Fenestron es un tipo de rotor de cola que se encuentra encapsulado. Dispone de una estructura que en el vuelo de avance dota al helicóptero de una mayor estabilidad al ejercer un comportamiento similar al de una veleta. Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 13 misma. A medida que nos alejamos del centro la velocidad lineal o tangencial de un punto de la pala es mayor y, por tanto, la velocidad del viento relativo también aumenta. Todo ello independientemente de que la pala avance (desde la cola hasta la parte delantera del piloto) o retroceda. Cuando se comienza a incrementar la velocidad, por ejemplo, hacia adelante, la velocidad del viento relativo ya no es constante a lo largo de todo el recorrido cíclico de la pala. El viento relativo sobre cada pala se convierte en una combinación de la velocidad tangencial del rotor y del propio movimiento hacia adelante del helicóptero. Con ello a la pala que avanza se le suma la velocidad tangencial de la pala y la de traslación del helicóptero, dando lugar a un incremento de la sustentación. Sin embargo, existe la problemática de que a grandes velocidades de avance la velocidad en punta de pala alcance Mach 8 superiores a 1, lo que generaría una onda de choque que separaría la capa límite de la pala dando lugar a una pérdida de sustentación y la generación de vibraciones. En lo que respecta a la pala que retrocede ocurre lo contrario, se restan la velocidad tangencial de la pala y la velocidad de avance de la aeronave. Dado que en los puntos cercanos al centro del rotor la velocidad lineal es baja, llega un punto en el que el aire entra por el borde de salida y sale por el borde de ataque (sobre todo en posiciones cercanas a 270º, ver Figura 6. Asimetría lateral de sustentación, y cerca del eje rotor). Esta zona de flujo inverso se encuentra en pérdida, mientras que a medida que nos separamos del centro el flujo vuelve a tener el sentido correcto para generar sustentación. Se trata de un factor que tiene una gran influencia a la hora de limitar la velocidad de avance. Así pues, se produce una diferencia en la sustentación producida por la pala que avanza frente a la que retrocede, siendo la sustentación de la pala que avanza mayor. Esto es lo que se conoce como asimetría lateral de sustentación y lo que provocaría es una inclinación del plato rotor hacia un lado si no es corregida. 8 El número de Mach en aerodinámica es la relación existente entre la velocidad de avance de un perfil aerodinámico o una aeronave y la velocidad del sonido. Este número será igual a 1 cuando la velocidad de avance y la del sonido se igualen. Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 14 La forma de corregirla es mediante el batimiento y la variación cíclica de paso, ver Anexo CBatimiento y variación cíclica de paso, y que modifican el movimiento lateral del rotor (traducido en un momento de alabeo de la aeronave) y lo convierten en un movimiento basculante del rotor (momento de cabeceo). [c]  Comparativa A medida que se incrementa la velocidad de avance en un rotor convencional, el plato rotor tenderá a inclinarse hacia arriba, lo que supone más cíclico hacia adelante para compensar este efecto y mantener la velocidad. Existirá una velocidad traslacional en la que el paso cíclico alcance su valor límite siendo esto uno de los condicionantes en la VNE. Además, la pala que retrocede, a medida que aumentamos la velocidad, tendrá una zona de pérdida cada vez mayor lo que también limita el vuelo de avance. Los movimientos de batimiento y arrastre también son más acusados con el aumento de la velocidad, por lo que serán necesarios materiales o sistemas que soporten estos esfuerzos y que también suponen un factor limitante en la velocidad traslacional. En el caso de los rotores basculante esto no es un problema dado que la disposición de las palas del rotor hace que el flujo sea perpendicular, lo que no pone tantas trabas con el incremento de la velocidad y permite un diseño más sencillo al no tener que preocuparse de fenómenos como el batimiento o el arrastre. Figura 6. Asimetría lateral de sustentación. [14] 270º 90º Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 21 hace con el uso de los pedales), cabría la posibilidad también de que las góndolas rotasen en sentidos opuestos lo que también variaría la guiñada. [17] A medida que se va variando el ángulo de las góndolas y se incrementa la velocidad se desactivan los controles propios de un helicóptero para dar paso, una vez está completamente en modo avión, a una forma de pilotar propia de un avión (uso de “flaps”, timón de cola etc.) y evitar controversia en los controles. [17]  Comparativa: De esta forma los controles de un helicóptero son mucho más sencillos e intuitivos para los pilotos que los que emplea una aeronave con rotores basculantes. Aparte, los rotores basculantes incorporan la posibilidad de mover las góndolas lo que supone mayor complejidad en el manejo de la aeronave y diferentes procedimientos y limitaciones a conocer por los pilotos para pasar de unos modos a otros. Esta complejidad técnica que supone el control de los rotores basculantes se ve reflejada en la carga de trabajo de los pilotos, así como el mantenimiento y un incremento en el peso en vacío de la aeronave. 4.2 Maniobrabilidad La capacidad de maniobrar es una característica que resulta compleja de comparar debido a la doble funcionalidad que pueden desempeñar las aeronaves de rotor basculante. Es decir, cuando se comportan como un avión el tipo de maniobras que se pueden realizar son distintas a las de un helicóptero, lo cual no significa necesariamente que sea una ventaja o desventaja, dependerá del tipo de misión. Si bien es cierto que, aunque en este modo las velocidades puedan ser mayores, los virajes, por ejemplo, suelen ser más pronunciados en el caso de los helicópteros, que además constantemente tienen la posibilidad de hacer uso del rotor de cola para favorecer giros más cerrados.  Comparativa: A bajas velocidades ambos tipos de aeronave tienen un comportamiento similar, sin embargo, los helicópteros salen beneficiados dada su baja carga discal y bajo Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 22 coeficiente de carga de pala 12 , lo que les permitirá realizar maniobras tácticas más abruptas sin tanto peligro de entrar en pérdida [18]. Al mismo tiempo las interacciones del flujo de aire establecido por el rotor (downwash) con las alas de una aeronave de rotores basculantes restan eficiencia en la sustentación, ver 3.4.1 Teoría de la cantidad de movimiento. Este hecho es especialmente beneficioso en el vuelo táctico a baja cota, que supone una adaptación al terreno constante y rápida y en ocasiones requiere también de bajas velocidades. Por otro lado, el movimiento de las góndolas se traduce en una variación en el momento de inercia de la aeronave con rotores basculantes, lo que al pasar de unos modos a otros puede complicar el control de la misma. [19] 4.3 Montaje de armamento Al igual que ocurre con la altitud de operación, la capacidad de montar armamento también está fuertemente ligado con el concepto de “survivability”. Esto permite la propia defensa de la aeronave sin necesidad de contar con apoyos externos, así como ejercer de apoyo al combate, por medio del fuego, en determinadas misiones. A la hora de realizar el montaje de armamento se han de tener en cuenta, principalmente, dos factores: el peso y centrado de la aeronave y la configuración de la aeronave. 12 El margen que tiene un rotor para entrar en pérdida depende en gran medida del coeficiente de carga de la pala, de modo que cuanto mayor es este coeficiente menor es el margen que existe para que el rotor entre en pérdida (será más fácil que se produzca la pérdida de sustentación). La media de los helicópteros convencionales ofrece, en comparación con las aeronaves de rotor basculante, un margen mucho mayor, lo que sitúa a los rotores basculantes en una posición más vulnerable a la hora de entrar en pérdida. Figura 7. Margen de entrada en pérdida en base al coeficiente de carga de pala. [18] Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 23 4.3.1 Peso y centrado A la hora de realizar cualquier vuelo es necesario determinar la carga que va a transportar la aeronave, así como la distribución de la misma para evitar que el centro de gravedad esté fuera de las limitaciones impuestas por el fabricante. En lo que respecta a la capacidad de carga, ver 3.5 Capacidad de carga, es mayor en el caso de las aeronaves con rotor basculante, por lo general, y por tanto podrán portar más armamento y munición sin salirse de límites. De la misma forma, no existirá tanto problema a la hora de distribuir el centro de gravedad debido a la incorporación de armamento, dado que al tener mayor capacidad de carga será más difícil salirse de las limitaciones impuestas por el centro de gravedad. 4.3.2 Configuración de la aeronave En este ámbito los rotores basculantes pueden salir perjudicados, ya que el movimiento de los rotores supone que no se puedan establecer tiradores en los laterales de la aeronave. Esto se debe a que el rotor en modo avión merma en gran medida el sector de tiro y por otro lado las propias góndolas al inclinarse reducen la visibilidad y al mismo tiempo la posibilidad de disparar en determinados ángulos. Las únicas zonas en las que se podría establecer armamento son la parte de atrás o incluso en la parte inferior de la aeronave. Mientras que en el caso de los helicópteros convencionales las posibilidades se aumentan también a tiradores en los laterales o sistemas de armas también establecidos en el lateral, ya que no existen inconvenientes por parte del rotor principal. Si bien es cierto que la parte de atrás no dispondría de cobertura a excepción de helicópteros como el Chinook. Así pues, en los helicópteros que hacen uso de rotores convencionales dependerá del tipo de configuración que se tenga el poder establecer armamento en la parte trasera. Sin embargo, las aeronaves de rotor basculante no tienen capacidad o esta es muy reducida de establecer tiradores en los laterales. 4.4 Downwash El downwash es el flujo de aire descendente generado por las palas del rotor en el proceso de producir sustentación. Dicho flujo puede resultar beneficioso en distancias cercanas al suelo ya que permite reducir la potencia necesaria para realizar estacionario. Sin embargo, tiene numerosos inconvenientes a la hora de desempeñar misiones en zonas Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 24 con polvo, nieve, arena (debido a la reducción de visibilidad), en operaciones especiales como “fast rope” 13 o incluso a la hora de embarcar o desembarcar en la aeronave. Existen numerosos factores que influyen a la hora de producir este flujo de aire o downwash, entre otros destacan: la carga discal del rotor principal, número de palas, número de rotores, configuración del o los rotores, velocidad en punta de pala, frecuencia de la rotación (r.p.m del rotor principal), etc. [18] En lo que a la carga discal respecta se extrae que la velocidad inducida del aire aguas abajo del rotor es mayor cuanto mayor es la carga discal. Esta velocidad se puede aproximar a escala macroscópica haciendo uso de la teoría clásica del momento de un rotor en estacionario, y establece que: 𝑣2= √2𝐷𝐿 𝜌 Ecuación 6. Velocidad inducida del rotor según carga discal. [18] Donde 𝑣2 es la velocidad aguas abajo del rotor, 𝐷𝐿 la carga discal y 𝜌 la densidad del aire. De esta forma una aeronave con rotor basculante como el Osprey al poseer mayor carga discal provocará mayores velocidades inducidas y por tanto el efecto downwash será más notable. Por otro lado, generalmente se establece que un rotor con un mayor número de palas y mayores velocidades angulares generará un efecto downwash más acentuado y levantará más cantidad de polvo, arena etc. Este aspecto viene determinado por los vórtices en punta de pala, que cuanto mayor sea la fuerza de los mismos, las consecuencias en los efectos del downwash serán peores. [18] La fuerza de los vórtices en punta de pala es directamente proporcional al coeficiente de carga de la pala y a la velocidad en punta de pala. De modo que para obtener la fuerza total generada por los vórtices del rotor habrá que multiplicarla por el número de palas y esta por el número de rotores para obtener el cómputo de la aeronave. [18] 13 Técnica empleada para descender por una cuerda gruesa que parte desde la aeronave hasta el suelo y que se utiliza para el despliegue de tropas en zonas en las que la aeronave no puede tomar tierra. Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 25  Comparativa: Con todo ello se llega a la conclusión de que la fuerza del flujo de aire ejercida por el o los rotores será mayor en el caso de las aeronaves de rotor basculante, incluso en comparación con los helicópteros que hacen uso de rotores en tándem. Así pues, a la hora de realizar misiones en entornos en los que exista riesgo de levantamiento de polvo o arena los rotores basculantes se ven perjudicados, pudiendo producir condiciones de baja visibilidad que dificulten las labores de los pilotos y aumenten su carga de trabajo y estrés. Del mismo modo el personal que se encuentre en tierra también tendrá que soportar una mayor fuerza del flujo de aire, lo que puede dificultar en mayor medida sus tareas. A pesar de todo, los estudios realizados muestran que este efecto, en el caso de los rotores basculantes, no impide realizar las misiones que requieran al personal estar sometido a la estela del rotor. Figura 8. Fuerza total de la estela producida por el rotor (downwash) en base al MGTOW. [18] Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 26 5. Otras capacidades y propuestas Existen multitud de aspectos y capacidades a comparar entre los rotores basculantes y los helicópteros convencionales, sin embargo, dados los requerimientos de este trabajo y la extensión no se han considerado tan relevantes o se salían del ámbito de este estudio. Entre ellas se pueden destacar el mantenimiento, el concepto de modularidad, que facilita las tareas de mantenimiento y la cadena logística, vibraciones, ruido, huella térmica (en el marco de operaciones tácticas) y un largo etc. Por su parte se ha llevado a cabo un estudio de algunas mejoras que se podrían aplicar a ambos tipos de aeronave en base al estado del arte de las tecnologías actuales, por medio del TRL, así como los riesgos y esfuerzos que supondría la implantación de dicha tecnología. Esto viene recogido en el Anexo E-Posibles mejoras tecnológicas. [5] De dicho anexo se pueden extraer algunas mejoras que podrían tener repercusiones relevantes en algunas características y que su implantación a corto plazo podría resultar factible. Destaca la reducción y variación de las vueltas de los rotores en base a la velocidad de avance, que, a pesar de conseguirse reducciones relevantes en las aeronaves de rotor basculante en el vuelo de avance, en el caso de los helicópteros convencionales esta reducción es mínima y las limitaciones en velocidad son claras, por ello se establece un TRL de 4. Aparte de que estas variaciones no se suelen adaptar en función de la velocidad, sino que suele haber dos modalidades, unas vueltas fijas a partir de una determinada velocidad y un aumento de las vueltas a otro número concreto cuando la velocidad de avance decae de un determinado límite. Asimismo, se ha considerado necesario tener en cuenta una capacidad que no podemos englobar como básica o táctica, ya que es poco frecuente o difícil que ocurra, pero que aplicada correctamente puede salvar vidas, la autorrotación. 5.1 Autorrotación El concepto de autorrotación se aplica a las aeronaves que hacen uso de rotor. Se trata de un tipo de vuelo en el que el aire entra de abajo hacia arriba del rotor produciendo el movimiento del mismo. En el caso de los helicópteros y los rotores basculantes lo normal es que el movimiento del rotor lo generen las turbinas. Sin embargo, en el caso de que se produzca un fallo de la o las fuentes de potencia (dependiendo de si hablamos de Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 27 aeronaves monoturbina o biturbina) que implique la ausencia de un mecanismo interno capaz de mover el motor, será necesario entrar en autorrotación. Esta maniobra básicamente se trata de una caída controlada en la que mantenemos las vueltas del rotor principal por el flujo de aire que entra de abajo hacia arriba. Para que sea efectiva existirá un límite de r.p.m. a partir del cual no podremos bajar, ya que en ese caso el flujo de aire será incapaz de vencer la inercia del rotor por sí solo. Quedarse sin vueltas equivale a quedarse sin sustentación y por tanto la maniobra no podrá llevarse a cabo. En el caso de los helicópteros convencionales la autorrotación es una maniobra relativamente sencilla de llevar a cabo. Esto se debe a los grandes diámetros del rotor, que permiten un mayor flujo de aire que los atraviese, y la elevada inercia del mismo, que favorece a que se mantengan las vueltas y tengamos mayor margen de reacción. Por el contrario, las aeronaves con rotor basculante tienen rotores con diámetros relativamente pequeños y la inercia de los mismos es muy baja, dado que tratan de mantener las características propias de un rotor de un avión y favorecer así el vuelo en avance. De esta manera es muy sencillo que las vueltas caigan por debajo del mínimo si no actuamos con rapidez. Por otro lado, a la hora de realizar el flare 14 las vueltas “extra” que se consiguen caerán rápidamente, debido también a la baja inercia del rotor, lo que da un margen muy pequeño para que la maniobra resulte satisfactoria. En el caso de encontrarse en modo avión, si fallan los dos motores, las maniobras serán similares a las que debería realizar un avión, siendo no recomendable el mover las góndolas a una posición de transición o helicóptero, lo que supone el impacto del rotor contra el suelo. [16] De esta manera en caso de fallo de los dos motores las probabilidades de supervivencia son más elevadas en el caso de los helicópteros convencionales y además la maniobra requerirá menor destreza por parte de los pilotos. 14 Fase de la maniobra de autorrotación que consiste, una vez la aeronave se encuentra cerca del suelo, inclinar el marro hacia arriba, lo que supone un incremento de las vueltas del rotor, así como una disminución en el régimen de descenso y velocidad. Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 28 6. Conclusiones El presente estudio tenía como objetivo principal llevar a cabo una comparación objetiva de los helicópteros convencionales frente a los rotores basculantes. Se puede afirmar que a lo largo de todo el trabajo se ha llevado de manera satisfactoria esta comparación, mediante un estudio técnico y aerodinámico de lo que se han considerado las características más significativas. De esta forma se pueden extraer las siguientes conclusiones:  Las superficies de sustentación auxiliares con las que cuentan las aeronaves de rotor basculante les hacen presentar grandes ventajas en el alcance, velocidad y capacidad de carga, frente a los helicópteros convencionales en general. Estas características les hacen aeronaves idóneas para misiones de: transporte de tropas y mercancías a largas distancias e infiltraciones y exfiltraciones de gran profundidad.  Los helicópteros convencionales son preferibles en el vuelo en estacionario dada su baja carga discal. Esto les hace idóneos para misiones que requieran de largos periodos de tiempo en estacionario.  Los helicópteros convencionales muestran mayor sencillez en los controles lo que permite retirar carga de trabajo a los pilotos, así como mejor maniobrabilidad a bajas velocidades con bajo riesgo de entrada en pérdida. Estos hechos les hacen buenos candidatos en misiones como: reconocimiento de un eje enemigo, reconocimiento de zonas y puntos particulares, misiones de asalto aéreo a cortas distancias y en vuelo a baja cota.  El downwash es significativamente mayor en las aeronaves de rotor basculante y, aunque no las impidan, pueden dificultar, en mayor medida, operaciones como: fast rope, tomas en polvo o nieve, salvamento y rescate etc. Así pues, se puede concluir que los helicópteros convencionales son preferibles en misiones tácticas, fundamentalmente a corta distancia y que requieran de gran maniobrabilidad (gran probabilidad de contacto con el enemigo, vuelo cercano al suelo etc.), así como operaciones especiales como fast rope, salvamento y rescate, tomas en polvo o arena etc. Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 29 Por su parte las aeronaves de rotor basculante son preferibles en el trasporte e incursiones a largas distancias, que no requieran de tiempos prolongados en estacionario, pero contando con la ventaja de su capacidad VTOL. Finalmente, y en base al estudio de posibles mejoras en aeronaves que hacen uso de rotor, se ha observado la presencia de elementos que puedan generar sustentación y empuje de forma compuesta, propulsores basculantes etc. [5] Todo ello propio de los rotores basculantes y los helicópteros compuestos. Estas tecnologías se encuentran en niveles de madurez tecnológica (TRL) de 6 y 8, como se muestra en la Tabla 1, lo que les hace muy prometedoras para el entorno futuro y lleva a concluir en la importancia de invertir en dichas tecnologías para sacarles el máximo partido posible. Tabla 1. Tecnologías con relevancia futura. [5] Tecnología TRL Esfuerzo Riesgo Propulsión basculante 8 Bajo Medio Uso de alas fijas 8 Bajo Bajo Sustentación y empuje compuestos 6 Bajo Bajo Tanto la propulsión basculante como el uso de alas fijas ya han sido probadas y calificadas, como es el caso del V-22 Osprey. Aunque ya haya sido probado en el entorno operativo todavía no se puede considerar que alcance un TRL de 9, ya que aún quedan aspectos que pulir en este tipo de tecnología, como por ejemplo las peculiaridades que puede acarrear el movimiento del rotor y turbina a la vez. Por su parte, la sustentación y empujes compuestos (helicópteros compuestos), todavía no han sido testados en entornos operativos, lo que les atribuye un TRL de 6. Aunque se trata de tecnologías que están teniendo mucho empuje en empresas como Sikorsky, AVX Aircrafts o incluso Boeing. Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 30 7. Bibliografía [1] Recuperado de: https://pixabay.com/es/photos/v-22-%C3%A1guila-pescadoraboeing-1533256/ [2] Treaty, N. A. (2018a). Future Rotorcraft Technologies ( Technologies futures pour les aéronefs à voilure tournante) (Issue December 2018). [3] Izquierdo, J. de C. (2018). Horizonte 2035. OTAN, Unión Europea y España. https://goo.gl/27dWCT. [4] Treaty, N. A. (2018b). High Speed Rotorcraft Analysis and Evaluation ( Analyse et évaluation des aéronefs à grande vitesse). July 2018 [5] NIAG. (2018). Final report on NIAG study 219 on Concepts for Operations and Equipment for Next Generation Vertical Lift Operations. 6(2). [6] STO. (2015). Pre-released STO Technical Report Future Rotorcraft Technologies. 245. [7] Recuperado de: Technology readiness levels (TRL); Extract from Part 19 - Commission Decision C(2014)4995 [8] Schlichtin & Gersen. (2017). "Boundary layer theory", ed. Springer [9] Recuperado de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Perfil_alar_1.svg [10] Recuperado de: Aerodinámica, T., & Roncero, S. E. (2010). Aeronaves y Vehículos Espaciales Contenido Resistencia Inducida Alas Largas y Rectas Dispositivos Hipersustentadores. [11] Recuperado de: Lázaro, P. G. (2016). Estudio aerodinámico de un dispositivo de punta alar o winglet. [12] McVeigh, M. A., Liu, J., O’Toole, S. J., & Woods, S. (1997). V-22 Osprey aerodynamic development - A progress review. Aeronautical Journal, 101(1006), 231– 244. [13] Recuperado de: Rivera, A. M. H. (2007). Diseño conceptual y estudio de las actuaciones y estabilidad de un helicóptero ligero. [14] Recuperado de: https://odont.info/terminologa-v4.html?page=4 [15] McVeigh, Michael A., Grauer, W. K., & Paisley, D. J. (1990). Rotor/airframe interactions on tiltrotor aircraft. Journal of the American Helicopter Society, 35(3), 43– 51. https://doi.org/10.4050/jahs.35.43 Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 37 Variación cíclica de paso A pesar de que la variación cíclica de paso se emplea para producir cambios cíclicos en la sustentación y con ello generar movimientos de cabeceo (avance y retroceso) y alabeo (virajes), de forma indirecta también favorece en la reducción de la asimetría lateral de sustentación. Para conseguir que el helicóptero avance hacia adelante será necesario que el disco rotor se incline hacia adelante, dando lugar a que una parte de la sustentación generada por el mismo se descomponga en una fuerza hacia adelante y otra en contrarrestar el peso. Para ello, teniendo en cuenta el efecto de la precesión giroscópica, será necesario generar un momento que pretenda inclinar el disco rotor hacia la derecha (en el caso de que este gire al contrario de las agujas del reloj), que se traducirá en un movimiento hacia adelante (90º de retardo) del mismo. Para conseguir que se produzca este movimiento es necesario aumentar la sustentación de la pala que retrocede y disminuir la de la que avanza. De este modo se creará el momento deseado. La forma de conseguir esta variación en la sustentación es mediante un incremento o disminución en el ángulo de paso y por tanto en el ángulo de ataque de la pala. De esta manera a medida que la pala empieza a retroceder se va a ir aumentando progresivamente en ángulo de paso mientras que cuando entra en la región de avance este Figura 10. Precesión giroscópica y variación cíclica de paso. [20] Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 38 se va a disminuir progresivamente. Es por ello por lo que se habla de una variación cíclica del paso. Como vemos esto también favorece en la disminución de la asimetría lateral de sustentación, pues la pala que retrocede ve incrementado su ángulo de paso y por tanto la sustentación y la que avanza justo lo contrario. Trabajo de Fin de Grado Curso 2020-2021 39 Anexo D - Controles del helicóptero  Cíclico: Tanto para el cabeceo (eje trasversal) como para el alabeo (eje longitudinal), se hace uso del mando cíclico. Este control permite variar el ángulo de paso de las palas de manera cíclica, de modo que existirá una descompensación en la sustentación producida por el rotor. Es decir, en caso de que se quiera avanzar hacia adelante, el ángulo de paso se incrementará en la parte de atrás del rotor y se reducirá en la parte de delante, lo que provocará que el rotor se incline hacia adelante. Este mando se basa en la tecnología del plato oscilante 15 (swahs plate).  Colectivo: Permite el control del helicóptero en el eje vertical (ascenso y descenso) mediante la variación del ángulo de las palas de manera colectiva. Así, un aumento del ángulo de estas supondrá un incremento en la sustentación y un ascenso. Esto se lleva a cabo con el movimiento hacia arriba y hacia abajo del plato fijo.  Pedales: Permiten el control de la guiñada del helicóptero. Se basan en el cambio del ángulo de paso de las palas del rotor de cola de manera colectiva, lo que supondrá un incremento o disminución del empuje ejercido por el mismo. 15 La tecnología del plato oscilante consiste en un plato fijo que, al inclinarse, por medio de una serie de varillas mecánicas que están conectadas directamente a los controles de vuelo, arrastra con él un plato que gira a la par que el rotor (plato oscilante) y que a su vez está conectado a las palas por unos “links” que permiten llevar a cabo el cambio de paso de las mismas. Figura 11. Plato oscilante y modificación del ángulo de ataque de las palas. [21] Ventajas e inconvenientes del rotor basculante frente a los helicópteros convencionales 40 Anexo E – Posibles mejoras tecnológicas Tecnología/Capacidad Anotaciones TRL Esfuerzo Coste Mejora en alcance Mejora en velocidad Peso Riesgo Motores híbridos o eléctricos 5 Alto Alto Baja Baja Aumenta Alto Motores de turbina más eficientes Velocidades de turbina variables 4-9 Alto Medio Media Alta Igual Medio Mejores ratios de compresión 3 Alto Medio Media Media Disminuye Bajo Velocidad de rotor variable Reduce resistencia aerodinámica y evita onda de choque en punta de pala 4 Bajo Medio Alta Media Igual Bajo Disminución de la resistencia aerodinámica Mejores componentes aerodinámicos, estudio de los componentes del fuselaje etc. 4 Bajo Alto Media Media Disminuye Medio Disminuir peso en vacío Materiales más ligeros, mejora ratio de peso en vacío y MTOW 6 Moderado Alto Media Baja Disminuye Medio Rotores sin plato oscilante Mejora en el control 3 Moderado Alto Baja o nula Media Disminuye Medio *Palas con mayor movimiento de arrastre (sweeping blades) Permite reducir considerablemente la velocidad en punta de pala 3 Alto Alto Media Alta Aumenta Alto  El código de colores empleado muestra en rojo aquellos aspectos que se ven perjudicados, en amarillo aquellos que o bien no salen ni perjudicados ni favorecidos o que el impacto es medio y en verde aquellos que se ven beneficiados.  Para conocer el significado del TRL ver página 4. *Posible implantación solo en helicópteros convencionales.