El Estado de anillos de vórtice o estado de anillos turbillonarios (Vortex Ring State en inglés) es una situación muy peligrosa que debemos aprender a detectar y a evitar en todo lo posible.
Este estado suele aparecer a baja o nula velocidad traslacional y a partir de una determinada tasa de descenso. En el caso del UH-1 esa tasa de descenso se suele poner en unos 300 fpm mientras que en el Mi-8 se situá en 4 m/s.
La sustentación en un helicóptero se produce debido a que las palas en su rotación con respecto al rotor desplazan una masa de aire hacia bajo, ver figura 1. Ese flujo de aire descendente genera una fuerza de magnitud y dirección idénticas pero en sentido opuesto conocida como sustentación.
Figura 1: Flujo de aire en estacionario. Modificado de FM 3-04.203 (2007)
En vuelo traslacional además se suma el empuje de la aeronave que
hace que el vector sustentación no sea vertical. Mientras que a baja
velocidad (menos de 25 nudos) o en estacionario, ese vector
sustentación es vertical, esto es, el flujo de aire es vertical o
casi-vertical. Ver figura 2.
Figura 2: Velocidad del flujo de aire en vuelo estacionario. FM 3-04.203 (2007)
Cuando la tasa de descenso del helicóptero aumenta, ese flujo de
aire descendente comienza a remitir desde el interior del disco rotor
al llevar el aire en el interior del disco menor velocidad que el
aire desplazado por las puntas de las palas (por tener menor
velocidad angular). Ese flujo de aire se comienza a invertir, dejando
de generar sustentación en el interior del disco. Ver figura 3.
Figura 3: Velocidad del flujo de aire justo antes de la entrada en VRS. FM 3-04.203 (2007)
Esta perdida de sustentación retroalimenta el proceso al aumentar la tasa de descenso hasta que finalmente se rompe el flujo laminar del aire y entra en flujo turbulento.
Al
entrar en flujo turbulento, el flujo de aire se rompe generándose
anillos turbillonarios (torbellinos) que no generan ningún tipo de
sustentación y el helicóptero cae a plomo. Ver figura 4.
Figura 4: Velocidad del flujo de aire
en VRS. FM 3-04.203
(2007)
Para que el VRS ocurra se deben dar tres condiciones:
El helicóptero debe estar aplicando colectivo
La tasa de descenso debe exceder 300 ft o 4 m/s aprox.
El helicóptero debe estar fuera de la sustentación traslacional efectiva (ETL), 25 kn aprox.
Nota: Zonas confinadas o viento de cola pueden favorecer el VRS.
Para salir del VRS no emplearemos la vieja técnica de empujar el cíclico hacia delante, sino que usaremos la técnica de Vuichard.
Meter máxima potencia disponible;
Aplicar cíclico con unos 15-20° de alabeo;
hacia la izquierda en sistemas rotor de giro en sentido horario (Mi-8);
hacia la derecha en sistemas rotores de giro en sentido antihorario (UH-1);
meter pedal en sentido opuesto para mantener rumbo.
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