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[Actualizado el 12.11.2016 para incorporar enlace a la versión digital gratuita del libro “La Biblia de los Autogiros” de Edgardo Maffía, gentilmente cedidos por Edgardo Maffía y Juan Luis Barrionuevo, a quienes extiendo mi total agradecimiento y aprecio.]

Hace un poco más de 90 años, en enero de 1923, y después de casi de 3 años de desarrollo, el español Juan de la Cierva y Codorniú ofreció al mundo de la aeronáutica y de la aviación lo que Thomas Alva Edison consideró en 1930 “… después del primer vuelo de los hermanos Wright, el mayor progreso aeronáutico, alcanzado por el hombre”: Se trata del autogiro.

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Juan de la Cierva y Cordoniú, frente a uno de sus Autogiros

Autogiro de la Cierva C-4, primer modelo de autogiro en hacer un vuelo controlado, en Enero de 1923.

Autogiro de la Cierva C-4, primer modelo de autogiro en hacer un vuelo controlado, en Enero de 1923.

Autogiro de la Cierva C-4, primer modelo de autogiro en hacer un vuelo controlado, en Enero de 1923.

Autogiro de la Cierva C-4, primer modelo de autogiro en hacer un vuelo controlado, en Enero de 1923.


Autogiro en Cuatro Vientos,1924 [Autogiro C.6 de Juan de la Cierva vuela por 40 minutos] (3:54min)

El autogiro, conocido también como giroplano, girocóptero, o rotoplano, es una aeronave de ala rotatoria, que funciona bajo el principio de autorrotación. La autorrotación es el proceso de producir sustentación con perfiles aerodinámicos de libre rotación (rotor) por medio de las fuerzas aerodinámicas resultantes de un flujo de aire ascendente. No es ni un avión, ni un helicóptero (cuyo desarrollo se inició mucho antes, y solo se concretó 15 años después). Al igual que el avión, la propulsión horizontal se obtiene por medio de una hélice conectada aun motor, y al igual que el helicóptero la sustentación proviene de un ala rotatoria, pero a diferencia de este, el rotor gira libremente, sin necesitar la propulsión de un motor para funcionar. También se diferencia del helicóptero en que en este, en vuelo horizontal el viento relativo incide sobre la parte superior del rotor propulsado, mientras que en la autogiro el viento relativo incide sobre la parte inferior del rotor.

Una vez que el rotor esté en rotación, y con solo un poco de velocidad horizontal de la aeronave, el viento relativo resultante que actúa sobre el perfil alar del rotor, producirá una sustentación y ofrecerá una resistencia de tales proporciones, que la fuerza resultante de ambas forzará al rotor a acelerarse en el sentido de rotación, produciendo la autorrotación. Es entonces la velocidad relativa del aire respecto al giro de las palas la que produce la sustentación, no la velocidad de la aeronave.

Diagrama de velocidades y fuerzas aerodinámicas sobre una pala de rotor de autogiro

Diagrama de velocidades y fuerzas aerodinámicas sobre una pala de rotor de autogiro

Diagrama de velocidades y fuerzas aerodinámicas sobre una pala de rotor de helicoptero

Diagrama de velocidades y fuerzas aerodinámicas sobre una pala de rotor de helicóptero

Hay un par de factores que no he visto mencionados en la literatura sobre autogiros, que responden a la pregunta de que hace que la rotación se mantenga en el sentido correcto:

  1. La resistencia de un perfil aerodinámico con su borde de ataque (lado delantero) enfrentado al aire es aproximadamente 1.2 veces menor que la resistencia ofrecida por el mismo perfil, con su borde de fuga (lado trasero) enfrentado al aire, y por tanto, un juego de palas sujetas a un punto común, y enfrentadas a un viento relativo, una con su borde de ataque y otra con su borde de fuga, tenderá a avanzar (rotar) del lado que tiene el borde de ataque enfrentado al viento.
  2. En aerodinámica existe un principio llamado ‘Condición de Kutta’ que dice que “Un cuerpo con un borde de fuga agudo el cual se mueve a través de un fluido creará alrededor de sí mismo una circulación de suficiente intensidad como para mantener el punto de estancamiento trasero en el borde fuga”. (Para leer sobre la ‘circulación’, refiérase a este documento.)

La Cierva no solo demostró la autorrotación con las pruebas de sus autogiros C.1 a C.4 (1920 a 1923), sino además que desarrollo los elementos mecánicos en el rotor necesarios para resolver el problema del desbalance producido por la diferencia de velocidad del aire relativo de la pala que avanza y la pala que retrocede. Estas contribuciones fueron luego las que permitieron el definitivo desarrollo del helicóptero, y la casi desaparición del autogiro.

Hoy día subsiste, especialmente como aeronave ultraligera y experimental  deportiva, con potenciales aplicaciones utilitarias y comerciales.

El diseñador y constructor del Autogiro
Autogiro06.16_Cierva.Dr. Bruce Charnov, Hofstra University
Juan de la Cierva y Cordoniú nació 21 de septiembre de 1895 en Murcia, España. Hijo de una familia adinerada, como adolescente experimentó con planeadores. En 1911, habiendo decidido que era la mejor carrera para hacerse una vida y permitirse continuar con sus experimentos aeronáuticos, atendió a la Escuela Especial de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos en Madrid. Sus primeros experimentos con aviones comenzaron en 1912,  fabricando a partir de los restos de un avión francés, junto a unos amigos y  a la edad de 16 años, el B.C.D.-1 ‘Cangrejo’ (‘C’ por Cierva), el primer avión construido España, por lo cual se le considera “El Padre de la Aviación Española”. Luego de seis años de estudios, obtiene el grado de Ingeniero Civil. Completada su educación formal, entró en una competición para diseñar un avión para los militares Españoles. Su propuesta era un bombardero biplano que fue probado en Mayo de 1919. Desafortunadamente, el piloto hizo entrar en perdida el avión, el cual se estrelló.

Modelo de autogiro propulsado por liga, usado por La Cierva para probar su concepto

Modelo de autogiro propulsado por liga, usado por La Cierva para probar su concepto

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Patente original del autogiro La Cierva

Patente original del autogiro La Cierva

Patente original del autogiro La Cierva

Otro avión trimotor desarrollado por La Cierva en 1918 en el que había completado tres vuelos también se estrelló en 1919. En vez de que esta serie de eventos lo desanimaran de construir aviones, se decidió a buscar el diseño de una aeronave que fuese independiente de las características de las características de entrada en perdida de las aeronaves de ala fija. Luego de una serie de investigaciones sobre la entrada en perdida en aviones, decidió enfocar el problema haciendo rotar el ala continuamente en el viento relativo, naciendo el Autogiro y logrando el éxito definitivo con su Cierva C.4, en 1923.

En este aparato, el rotor giraba libremente alrededor de un eje inclinado hacia detrás, más no tenía la capacidad de pivotar. Para controlar la aeronave en vuelo, La Cierva se valió de superficies de control similares a las de un avión de ala fija, por lo que la aeronave tenia superficies de control móviles en la cola y dos semi-alas lateras, que se movían diferencialmente, a modo de alerones.


Pioneros de la Era Dorada de la aviación: Juan de la Cierva (6:59min)

La Cierva desarrolló dos modelos Cierva adicionales en España, para luego trasladar sus operaciones a Inglaterra en 1926, donde funda la “Cierva Autogiro Company”. Esta compañía otorga licencias de fabricación de Autogiros a Avro en Inglaterra, Focke-Wulf en Alemania, Lioré-et-Olivier en Francia, y a Pitcairn y a Kellet en los Estados Unidos de America, siendo el Cierva C.30 y sus derivados, sus modelos más difundidos. Arthur Rawson, piloto de La Cierva, y luego Harold Pitcairn, fueron los primeros en volar una aeronave de ala rotatoria en América, un Cierva C.8W, el martes 18 de diciembre de 1928, 1 día después del 25 aniversario del vuelo de los hermanos Wright.

Orville Wright y Harold Pitcairn junto al  Autogiro C.8W (1929)

Orville Wright y Harold Pitcairn junto al  Autogiro C.8W (1929)

Pitcairn P.18, ejemplar restaurado y volado regularmente hoy día.

Pitcairn P.18, ejemplar restaurado y volado regularmente hoy día.

Autogiro Kellet K-2/K-3, preservado hasta nuestras fechas

Autogiro Kellet K-2/K-3, preservado hasta nuestras fechas

Autogiro C.30

Autogiro C.30

Autogiro C.30

Autogiro C.30

Como parte de la evolución del autogiro, La Cierva introdujo en su modelo C.19 Mk IV el prerrotador, mecanismo que permitía generar el giro inicial del rotor por medio de un clutch conectado al motor, haciéndolo finalmente independiente de la asistencia necesaria en tierra que se requería para ello. En el prototipo de pruebas C.19 Mk V se reemplazan completamente las superficies de control aerodinámicas por un sistema que permite inclinar el rotor en cualquier dirección, logrando maniobrar al autogiro de manera ‘pendular’: Al inclinar el rotor hacia una dirección, el desplazamiento del Centro de Gravedad respecto a la linea de empuje del rotor inclinaba la aeronave en esa dirección. El control se hacía mediante una barra que iba desde el rotor a la cabina, y se denominó ‘Direct Control’. Fue incorporado en el modelo de producción C.30 de 1933, el cual no tenía ya ni las semi-alas ni superficies móviles en la cola, con la excepción de un pequeño timón de dirección. Posteriormente la barra de control sería reemplazada por mandos convencionales en la cabina, similares a los de un avión.


(4:58min) Los autogiros La Cierva del Museo

Luego de desarrollar una serie notoria de modelos de autogiros, vendidos y usados en diversos países, cada vez con capacidades más avanzadas, incluyendo el ‘Jump Take-off’, que permitía al autogiro brincar al aire desde un punto estacionario para luego avanzar hacia adelante ya en el aire, Juan de la Cierva fallece el 9 de Diciembre de 1936, con 41 años de edad, al estrellarse durante el despegue el avión Douglas DC-2 de la compañía KLM, en un vuelo regular Londres-Ámsterdam. Ese mismo año Fucke-Wulf, basándose ampliamente en las patentes de La Cierva, había presentado la futura competencia del autogiro con el primer prototipo de un helicóptero práctico, el Focke-Wulf Fw 61.

En sus escritos sobre La Cierva, algunos historiadores destacan los determinante que resultó el aporte del genio ingeniero español:

“El proceso mental que siguió para hallar una aeronave libre del peligro de la pérdida de velocidad … le llevó a imaginar… un esquema ideal de un conjunto de alas moviéndose en relación al fuselaje sin necesidad de recibir energía del motor: la autorrotación … Que un rotor con sólo un pequeño tanto por ciento de solidez pudiera tener más apoyo del aire que un disco impenetrable fue uno de los más grandes logros de De la Cierva”. ~Dr. James Benett

“Don Emilio Herrera señaló ya en 1934 que la concepción del Autogiro es un ejemplo eminente de creación, más que de invención, pues la Cierva no partió de la observación de un fenómeno natural para obtener resultados prácticos, sino que se planteó a sí mismo un fin práctico y creó una entidad física que satisfacía las premisas que él había establecido” ~José Warleta “El helicóptero es una idea bastante elemental y obvia si se compara con la sutil creación mental que es el Autogiro” ~José Warleta

Fueron estas las principales contribuciones de Juan de la Cierva a la ciencia aeronáutica:

1) La creación de una categoría totalmente nueva de aeronaves más pesadas que el aire, el autogiro, que fue la primera nave práctica de alas giratorias. 2) El descubrimiento de la autorrotación de un rotor con paso de palas positivo, que daba a su Autogiro fuerza sustentadora normal y, a causa de su gran rendimiento como paracaídas, constituye un medio para permitir un aterrizaje seguro, en el caso de fallo de moto, a cualquier aeronave de ala giratoria. 3) La articulación de batimiento de las palas para corregir la asimetría de sustentación del rotor en vuelo de avance, y la articulación de arrastre para eliminar esfuerzos en las raíces de las palas. 4) Una gran riqueza de conocimientos, apoyados por ensayos, de gran parte de los problemas dinámicos del rotor sustentador. 5) Un sistema de mando directo de una aeronave de ala giratoria, es decir, de controlar el aparato a través del mismo rotor. Él lo consiguió por inclinación de la cabeza del rotor, pero también había patentado mandos de paso cíclico y colectivo. 6) El despegue directo de un Autogiro usando la energía de rotación previamente almacenada en el rotor libre. 7) Un banco de pruebas volante para ensayar soluciones que, no habiendo sido usadas por él, fueron experimentadas por otros (como los mandos de paso cíclico y colectivo).

Estos aportes permitieron el desarrollo de todo lo necesario para crear un helicóptero practico, que en pocos años desplazaría por completo al autogiro. Antes de ello, durante la Segunda Guerra Mundial destacaron como naves de reconocimiento, en particular el pequeño giroplaneador alemán Focke-Achgelis Fa 330 “Bachstelze“, el cual era embarcado en los submarinos U-Boat y se desplegaba como un cometa, el cual jugaría un papel importante en el resurgimiento del autogiro.

Focke-Achgelis Fa 330 en misión de observación

Focke-Achgelis Fa 330 en misión de observación

Las Justificaciones Iniciales Del Autogiro.

En el reporte publicado por la NACA (Antecesora de la NASA) NACA-TM-218 de 1923, el cual es básicamente una traducción al inglés de los reportes de vuelo del Cierva C.4, podemos leer:

“El ‘Autogiro’ no es un helicóptero ni una anomalía aeronáutica pretendiendo resolver un problema difícil de la mecánica, pero una aeronave perfeccionada, aunque no diseñada con el propósito deportivo de incrementar la velocidad ni con el objetivo comercial de extender el radio de acción (aspectos donde es menos capaz que una avión ala fija), sino con el propósito humanitario de reducir al mínimo el número de accidentes y el número de vidas humanas sacrificadas en la lucha por la conquista del aire.”

“En los inicios todos los accidentes de aviación eran debidos a la perdida de velocidad, lo cual disminuye la fuerza de sustentación y deja al aeroplano sujeto a la fuerza de gravedad. El ‘Autogiro’ no es afectado por la pérdida de velocidad. Un fallo de motor, un repentino ‘encabritamiento’ repentino o un giro muy cerrado pueden interrumpir su vuelo horizontal y hacerle descender hacia la tierra. Pero las alas rotatorias lo sostendrán en el aire y le permitirán posarse a una velocidad muy baja.”

“La falla del motor en vuelo sobre terreno que es escarpado o cubierto con vegetación, aunque fatal para un aeroplano, sería solo un incidente de menor importancia para un ‘Autogiro’.  Por otro lado, puede que sea incapaz de hace un ‘looping’ u otras acrobacias (¡cosa NO del todo cierta poco después y hoy día!), como lo hacen los aviones cazas. Será una aeronave comercial, con la cual no será posible derribar aviones enemigos o dar peligrosas exhibiciones de atrevimiento inútil.”

“Estas constituyen dos excelentes cualidades en adición a la seguridad en el caso de pérdida de velocidad y su habilidad de posarse lenta y verticalmente.”

El Autogiro Hoy Día

El autogiro hubiese quedado en la historia solo como el pre-ambulo del helicóptero, de no ser por el Ing. Ruso (residente en EUA) Igor Bensen, quien inspirado en el giroplaneador remolcado alemán Focke-Achgelis Fa 330, vio el potencial para el desarrollo de un autogiro seguro, económico y de construcción en kit para la aviación deportiva. Su Girocóptero Bensen, desarrollado en 1953 fue el primero de los autogiros modernos, desarrollándose en los modelos de entrenamiento Bensen B-7 (un giroplaneador) que se remolcaba tras un vehículo, y el Bensen B-8M (M por ‘Motorized’). Sus autogiros eran de dos palas y usaban un cabezal de rotor en forma de balancín para equilibrar la sustentación en los lados opuestos del rotor. Inicialmente el control se hacía por ‘Direct Control’.  Igor Bensen fue también el fundador de la P.R.A. (Popular Rotorcraft Asociation). Ken Brock introdujo en EUA su serie de autogiros kit KB en 1957, los cuales eran similares al Gyrocopter de Bensen, con varios refinamientos, incluyendo un sistema de control modificado que hacía que su autogiro pudiera ser manejado de modo similar a un avión convencional de ala fija. En Inglaterra a inicios de los 60s el recientemente fallecido Ken Wallis (el primero en fabricar un Bensen en Inglaterra) comenzó la producción de una serie de autogiros cuyo diseño no estaban disponibles para los constructores entusiastas, aunque contribuyo notablemente a la popularidad de estas aeronaves al aparecer una de ellas, “Little Nellie“, en la película de James Bond “Solo se vive dos veces”. Pero la verdadera contribución de Wallis al diseño de autogiros fue la “offset gimbal rotor head“, un nuevo tipo de cabezal de rotor. No era raro ver también estas aeronaves en revistas tales como “Mecánica Popular”.

Bensen Gyroglider (0:38min)

Igor Bensen volando su B-8M

Igor Bensen volando su B-8M

Autogiro Bensen B-8M en el Museo Aeronáutico de la Fuerza Aérea Venezolana

Autogiro Bensen B-8M en el Museo Aeronáutico de la Fuerza Aérea Venezolana

Cabezal de Rotor de Autogiro Bensen. Este elemento reemplaza las bisagras presente en el rotor La Cierva, es equivalente a un ‘Sube-y-baja’ colocado invertido, que permite que el rotor se incline hacia un lado para compensar la asimetría.

Cabezal de Rotor de Autogiro Bensen. Este elemento reemplaza las bisagras presente en el rotor La Cierva, es equivalente a un ‘Sube-y-baja’ colocado invertido, que permite que el rotor en su giro se incline hacia un lado para compensar la asimetría. Un par de barras posteriores se conectan a una barra en forma de ‘T’, conectadas a un bastón de mando, que permite inclinar el cabezal en la dirección de vuelo deseada.

Gyrocopter Rotor Gopro Hero3. La cámara, montada en el rotor, muestra el funcionamiento del mismo (2:14min)

Wallis WA-116

Wallis WA-116

Wallis ‘Little Nellie’ como parece en "Solo se vive dos veces"

Wallis ‘Little Nellie’ como parece en “Solo se vive dos veces”

Autogiro Aor & Space 18A (1965) , uno de los 3 diseños de autogiros certificados por la FAA para producción en serie en EUA. Acá visto en el Museo Aeronáutico de la Fuerza Aérea Venezolana. Se desconoce su paradero actual.

Autogiro Aor & Space 18A (1965) , uno de los 3 diseños de autogiros certificados por la FAA para producción en serie en EUA. Acá visto en el Museo Aeronáutico de la Fuerza Aérea Venezolana. La aeronave perteneció a un civil. Fue luego descartado como chatarra.

Autogiro McCulloch J-2 (1972), uno de los 3 diseños de autogiros certificados por la FAA para producción en serie en EUA.

Autogiro McCulloch J-2 (1972), uno de los 3 diseños de autogiros certificados por la FAA para producción en serie en EUA.

Este nuevo movimiento de autogiros deportivos fabricados en casa a partir de planos o kits de construcción generan progresivamente una serie de modificaciones, mejoras (y algunas trágicas desmejoras en muchos casos) que aumentaron el número de ofertas en modelos de autogiros deportivos. En EUA la cantidad de modelos es tan diversa que resulta casi imposible de mencionar, destacando los de la empresa Air Command International, empresa que actualmente se encuentra en venta siguiendo el retiro de su dueño, ya de avanzada edad. En Canadá destacó el modelo RAF2000, del cual se han fabricado más de 400 kits, más no exentos de problemas.

Excelente exhibición de Autogiro Ultraligero AirCommand (4:41Min)

Autogiro RAF 2000 (Nótese la adición de un estabilizador horizontal)

Autogiro RAF 2000 (Nótese la adición de un estabilizador horizontal)

En Europa, específicamente en Finlandia desde 1958 el Ing. Jukka Tervamaki desarrolla una serie de autogiros a partir de sus experimentos con un Bensen B-7, diseñando en 1969 su modelo JT-5 monoplaza, el cual es comprado en 1974 por el Ing. Italiano Vittorio Magni (quien había sido el primero en fabricar un autogiro en Italia, de la línea Bensen), que lo comercializó bajo el nombre de MT-5. Posteriormente por encargo de Magni diseña el modelo biplaza lado a lado MT-7. En 1987 Magni vende los derechos del MT-5 y MT-7 a la empresa española ‘Cemenesa’ y en 1996 funda Magni Gyro para comercializar nuevos modelos. En España, se funda en 1996 la empresa ELA Aviación, S.L. (las iniciales de Emilio López Alemán) y la cual actualmente comercializa una línea de autogiros ultraligeros biplaza, de gran reconocimiento y presencia mundial. También notables por su impactante belleza son los modelos Calidus y Cavalon de la alemana AutoGyro Gmbh, así como el Arrowcopter AC20 de la Austriaca FD-Composites GmbH, todos modelos biplaza de cabina cerrada. Estas aeronaves son equipos muy completos y bien terminados, y tienen un costo de adquisición comparado al de un avión ligero.

Modelo del JT-5, sin el carenado, exhibiendo la disposición de sus controles. Nótese la ausencia del estabilizador horizontal (Clic para ver dibujo de 3 vistas detallado)

Modelo del JT-5, sin el carenado, exhibiendo la disposición de sus controles. Nótese la ausencia del estabilizador horizontal (Clic para ver dibujo de 3 vistas detallado)

Vitorio Magni junto al MT-5, diseño original de Jukka Tervamaki

Vitorio Magni junto al MT-5, diseño original de Jukka Tervamaki

Autogiro ELA 07

Autogiro ELA 07

Autogiro ELA 07

Autogiro ELA 07

Autogiro ELA 10

Autogiro ELA 10

Modelo digital del MTO de AutoGyro, sin el carenado ni palas.

Modelo digital del MTO de AutoGyro, sin el carenado ni palas.

Calidus, de la firma AutoGyro. Foto de Colin Smedley - Oscarpix Imaging.

Calidus, de la firma AutoGyro. Foto de Colin Smedley – Oscarpix Imaging.

(4:03) Arrow Copter AC20

Moderna cabina de un Trixi Aviation Biplaza

Moderna cabina de un Trixi Aviation Biplaza

Moderna cabina de un Trixi Aviation Biplaza

Moderna cabina de un Trixi Aviation Biplaza

Con el advenimiento de las aeronaves ultraligeros en los años 80s y el desarrollo de las regulaciones que las gobernaban, surgen varios diseños de autogiros monoplazas, de estructura muy básica, que al cumplir con la regulación podían ser volados sin licencia de piloto. Mas como ya venía sucediendo con los Bensen y Brock, la falta de entrenamiento en el vuelo en autogiro, además de ciertas deficiencias en algunos diseños, fueron causa de muchos accidentes y pérdidas de vidas, todo lo contrario a lo deseado por La Cierva, dándole al autogiro deportivo, fama de peligroso.

Con la llegada del Internet, comienza a difundirse masivamente información sobre la fabricación de estos autogiros ultraligeros, siendo el caso más notorio el del Gyrobee, un derivado del Bumblebee de Martin Hollman, desarrollado por Ralph Taggart y cuyos planos e instrucciones de construcción se ofrecían completamente gratis en su página web (hoy día fuera de línea), estando aun disponibles en algunos sitios web para descarga. A este desarrollo sigue el Hornet, el cual mejora las características del Gyrobee, sobre todo en lo relativo a la posición vertical de la línea de empuje. Los planos para ambos pueden ser descargados en un enlace mostrado más adelante en este documento. Es necesario destacar que la construcción y operación de estas aeronaves en Venezuela debe ser conforme a la Regulación Aeronáutica Venezolana RAV 103.

Autogiro Girobee original de Taggart, cuyos planos pueden están enlazados más adelante

Autogiro Gyrobee original de Taggart, cuyos planos pueden están enlazados más adelante

Cabezal de rotor del Girobee original de Taggart.

Cabezal de rotor del Gyrobee original de Taggart.

Ejemplar de Girobee construido a partir de los planos gratis de Taggart.

Ejemplar de Gyrobee construido a partir de los planos gratis de Taggart.

Ejemplar de Girobee construido a partir de los planos gratis de Taggart. Nótese la modificación de la cola.

Ejemplar de Girobee construido a partir de los planos gratis de Taggart. Nótese la modificación de la cola.

Autogiro Starbee, versión en kit del Gyrobee de Taggart.

Autogiro Starbee, versión en kit del Gyrobee de Taggart.

Autogiro Starbee, muestra lo básico que es su estructura.

Autogiro Starbee, muestra lo básico que es su estructura.

Autogiro Starbee en vuelo rasante.

Autogiro Starbee en vuelo rasante.

Autogiro Starbee en vuelo.

Autogiro Starbee en vuelo.

Autogiro Hornet, otra variante del Gyrobee, a la cual se le incorporaron numerosas modificaciones y mejoras al diseño.

Autogiro Hornet, otra variante del Gyrobee, a la cual se le incorporaron numerosas modificaciones y mejoras al diseño.

Autogiro Hornet, variante del Girobee.

Autogiro Hornet, variante del Girobee.

Partes que forman el fuselaje de un Hornet.

Partes que forman el fuselaje de un Hornet.


Gyrocopter Hornet, serie sobre la secuencia de montaje.

Detalle de construcción del fuselaje

Detalle de construcción del fuselaje

Detalles de ensamble del cabezal

Detalles de ensamble del cabezal

Detalles de ensamble del cabezal

Detalles de ensamble del cabezal

Palas de rotor en aluminio

Palas de rotor en aluminio

Palas y rotor en materiales compuestos, y prerrotador.

Palas y rotor en materiales compuestos, y prerrotador.

Cabezal de rotor y disco del prerrotador

Cabezal de rotor y disco del prerrotador

Sistema prerrotador con sensores

Sistema prerrotador con sensores

Diseño de autogiro con control de paso colectivo, de René Brun.

Diseño de autogiro con control de paso colectivo, de René Brun.

Diseño de autogiro con control de paso colectivo

Diseño de autogiro con control de paso colectivo

Algo que tienen en común todos estos autogiros mencionados, es que a diferencia de los de La Cierva y siguiendo la propuesta original de Bensen, tienen su estructura metálica bastante sencilla, con el motor dispuesto como ‘pusher’ (hélice trasera) y con carenados o fuselados hechos en fibra de vidrio, cuentan con una cola vertical generalmente equipada con un estabilizador horizontal (más sobre esto luego), y son equipados con sistema pre-rotadores para generar la rotación inicial del rotor, acortando así notablemente las carreras de despegue. Otros autogiros han seguido en cambio la filosofía de La Cierva, siendo diseñados y fabricados con hélices tractoras, lo que mejora su seguridad.

Autogiros Little Wing. Su fuselaje está inspirado en el Piper Cub

Autogiros Little Wing. Su fuselaje está inspirado en el Piper Cub

Autogiro Phoenix español (Foto cortesía de Pedro Lambert Rodriguez)

Autogiro Phoenix español (Foto cortesía de Pedro Lambert Rodriguez)

En Venezuela operaron varias unidades Air Command, que tuve oportunidad de ver en remolques en la carretera y en vuelo en el Aeropuerto Caracas, así como tuve la oportunidad de ver en vuelo las tres unidades de Girosur, a principios de los 90s, incluyendo un biplaza bimotor, toda una singularidad. Entre los operadores de autogiros en Venezuela destaca la figura de Alejandro Ali Torres, piloto de autogiros reconocido internacionalmente, quien ha operado maquinas Air Command y Magni, entre otras. Otro piloto es Rudolf Gathmann, reconocido en el mundo de la aviación ultraligera nacional, volando recientemente maquinas ELA. Y por supuesto está mi amigo Gilberto Plata, que en años recientes recibió su entrenamiento en el Gyroclub de La Cierva, en España, a la vez que concluía la fabricación de un autogiro ultraligero Hornet.

Autogiros en Venezula. Girosur Bimotor (arriba). Gilberto Plata y su ultraligero Hornet (debajo)

Autogiros en Venezula. Girosur Bimotor (arriba). Gilberto Plata y su ultraligero Hornet (debajo)

Además de su uso como vehículo deportivo, estos autogiros son utilizados en varios países en labores de vigilancia, y de fumigación agrícola. Empresas como Carter Copters (que actualmente solo actúa como consultor de la NASA) y la Groen Brothers han hecho intentos de revivir comercialmente el autogiro, desarrollando modelos híbridos de helicóptero, autogiro y avión, dependiendo de la fase de vuelo.

Autogiro Magni Agricola

Autogiro Magni Agricola

Coincidentemente, durante la preparación de este artículo, fui contactado por el Director de la empresa Dinelly, de Alemania, quienes están desarrollando el eXoGyro, un muy interesante y atractivo autogiro biplaza de cabina cerrada, 4 puertas, hasta 5 puestos, o 2 puestos y un área de carga de 1,6 m3, ventanas en el piso de la cabina, y con opción de motor de 100 hp o 160 hp. Esta amplia capacidad de carga le permite equiparlo con equipo de detección aérea, tanto para labores de vigilancia como para labores SAR (Búsqueda y Rescate), pudiendo incluso ser usado como aeroambulancia.

Autogiro Alemán eXoGyro, en configuración ambulancia.

Autogiro Alemán eXoGyro, en configuración ambulancia.

Autogiro Alemán eXoGyro, en configuración ambulancia.

Autogiro Alemán eXoGyro, en configuración ambulancia.

Otra de las expectativas que existen hoy día con el autogiro es lograr el muy anhelado por muchos auto-volador, aunque esto no es una novedad, pues ya se había intentado en 1936 con el Autogiro Company of America AC-35, y luego en 1939 con el Pitcairn PA-36. Ambos plegaban hacia atrás 2 de las tres palas del rotor, que quedaban descansando en la cola, y un eje del motor, colocado en el centro del aparato, propulsaba la rueda de cola para usarlo como un automóvil, mientras que la dirección se hacía con el tren principal. Una de las propuestas actuales es el PAL-V, un prototipo hibrido francés entre moto de 3 ruedas y autogiro, con hélice y colas plegables automáticas, y rotor también plegable pero al parecer solo de forma manual, al menos en el prototipo, todo en una misma unidad. Otra propuesta es le TrixCycle (llamado también TrixyFormer), en el que una motoneta eléctrica de dos plazas se acopla con un módulo posterior con el motor, poste central, rotor, tren principal, cola y controles del autogiro; el cual queda en la zona de despegue / aterrizaje.

Autogiro Company of America AC-35

Autogiro Company of America AC-35

Autogiro Company of America AC-35

Autogiro Company of America AC-35


Autogiro Company of America AC-35 (0:36min)

Pitcairn PA-36 Whirl Wing Autogyro (1941) (1:21min)

PAL-V en tierra, con la hélice, cola y rotor plegados.

PAL-V en tierra, con la hélice, cola y rotor plegados.

PAL-V en vuelo

PAL-V en vuelo


PAL-V: mitad coche y mitad autogiro (1:33min)

TrixCycle, separado del modelo de autogiro, que se observa al fondo

TrixCycle, separado del modelo de autogiro, que se observa al fondo

TrixCycle en Accion (3:03min)

Ventajas y Desventajas Del Autogiro

Edgardo Maffia, constructor y piloto argentino de autogiros, expone de manera excelente las ventajas, desventajas y defensa del autogiro en su libro “La Biblia de los Autogiros“:

Ventajas Del Autogiro:

  • No entran en pérdida.
  • No entran en barrena.
  • Pueden volar muy despacio (Según la potencia, carga e incidencia del rotor, hay máquinas que vuelan a menos de 15 Km/h de velocidad mínima).
  • Despegan y aterrizan en lugares imposibles para un avión. Un piloto experimentado con apenas un poco de viento, pone en tierra su autogiro casi sobre la vertical y lo despega desde cualquier camino vecinal, costado del camino o potrero.
  • Pueden volar con vientos del orden de los 30 a 40 Km/h y soportan las ráfagas que mantienen en tierra a los aviones chicos. Con viento sostenido de unos 30 Km/h es sumamente placentero despegar en 20 mts, mantenerlo estacionario a baja altura, aterrizar detenido sobre la vertical y hasta volar hacia atrás.
  • Son muy ágiles. Pueden hacer giros y contragiros en el mismo circuito y si el viento ayuda, un poco de vuelo estacionario y algunos tirabuzones -muy fáciles de hacer y divertidos-. Aterrizan en un espacio ridículo para un avión.
  • Son extremadamente divertidos de volar.
  • Son muy seguros, asumiendo que Ud. tomó buen entrenamiento para manejarlos. Caídas con vuelco, golpes del rotor contra el piso, choques contra alambrados, generalmente no producen más que algunos rasguños. Aunque el aparato quede deshecho. No existe la “curva de hombre muerto” (Dead man curve) del helicóptero, ya que al volar siempre en auto rotación, pueden asumir una parada de motor desde cualquier altura.
  • Son aeronaves simples en esencia. Hacen un 80% de lo que puede hacer un helicóptero, sin paso colectivo, paso cíclico, rotor de cola, etc. Todo está a la vista.
  • No ocupan lugar en el hangar. Una máquina puede ser guardada en una hangar amigo,  porque entra por una ranura del portón y el rotor queda por encima de los aviones.
  • Son fáciles de transportar. Solo se debe sacar el rotor y subirlos a un trailer.
  • Son aparatos económicos. Usted puede fabricarse su autogiro completo por menos de U$S 7000-, pero también depende de su habilidad y disponibilidad de materiales. Un entendido en mecanizado, con tiempo e ingenio, puede fabricarse un autogiro biplaza por menos de la mitad de esta cifra. Ya hay aparatos comerciales biplaza para uso observacional y policial, a una quinta parte de lo que cuesta un helicóptero.

Desventajas Del Autogiro:

  • Necesitan mucha potencia para volar -casi el doble que un avión- por su disposición poco eficiente de rotor.
  • No pueden efectuar vuelo estacionario -hoovering- como un helicóptero.
  • Son más lentos que un avión.
  • Pueden tener actitudes de vuelo (Sobreempuje / Power Push-Over y Oscilaciones / Pilot Induced Oscilations) peligrosas para alguien que no sepa manejar autogiros.

En Defensa Del Autogiro:

Las desventajas enumeradas anteriormente, tienen estas contrapartidas:

  • La potencia que necesitan, si bien es mayor que la de un avión, es mucho menor que la de un helicóptero.
  • No obstante que no pueden efectuar vuelo estacionario -hoovering- pueden hacer el 80% de lo que hace un helicóptero a menos de una quinta parte del costo.
  • Son lentos comparados a un helicóptero con el triple de potencia, la velocidad de vuelo es similar a la de un avión del tipo ultraliviano.
  • Las actitudes de vuelo -que se superan con entrenamiento- se compensan con creces con el hecho de brindarnos más horas de diversión, cuando los aviones no pueden salir del hangar por el viento ó las turbulencias- Y no nos olvidemos de su imposibilidad de entrar en pérdida.
  • Por otra parte, los diseños modernos -Autogiros de tracción y máquinas con la línea de empuje que coincide con los Centros de Gravedad y Arrastre Aerodinámico- han resuelto estas actitudes, que solo existen en quienes las aceptan como parte del aparato que han elegido.

De hecho es una de estas ventajas la que afianzó mi favoritismo por los autogiros, al ser yo originario de una zona del país que se caracteriza por sus fuertes vientos, la Península de Paraguaná, donde se dificulta la operación de aviones ultralivianos. El Ing. Español Antonio Angulo Álvarez, en su artículo “Autogiros: su asombroso comportamiento frente a las ráfagas de viento“, calcula el impacto de una ráfaga horizontal de viento de 20 kph desde la nariz o la cola de un avión ligero y de un autogiro, comparando su efecto sobre la estabilidad. Suponiendo que ambas aeronaves vuelan recto y nivelado a una velocidad 120 kph, Angulo estima que una ráfaga de frente produce un incremento de la sustentación (impulso hacia arriba) de 36% del peso de la aeronave en el ala fija; mientras que en el ala rotatoria, asumiendo un rotor de 8 m de diámetro girando a 340 rpm (lo cual implica una velocidad tangencial de 500 kph en punta de pala del rotor) este incremento es solo de 1.08% del peso de la aeronave, es decir, que apenas se notaría, pues su efecto es en relación a la velocidad del rotor, no a la velocidad de la aeronave.

Cuadrado de la velocidad relativa en punta de pala ante una ráfaga horizontal de 20 kph, 340 rpm, y 120 kph de velocidad de vuelo, en función de la posición angular de la pala.

Cuadrado de la velocidad relativa en punta de pala ante una ráfaga horizontal de 20 kph, 340 rpm, y 120 kph de velocidad de vuelo, en función de la posición angular de la pala.

Para apreciar visualmente cuanto antecede, Angulo graficó la variación del “impulso” (que son “aceleraciones”), para distintas velocidades de ráfaga, tanto para autogiros como para aviones de ala fija.

Cuadrado de la velocidad relativa en punta de pala ante una ráfaga horizontal de 20 kph, 340 rpm, y 120 kph de velocidad de vuelo, en función de la posición angular de la pala.

Cuadrado de la velocidad relativa en punta de pala ante una ráfaga horizontal de 20 kph, 340 rpm, y 120 kph de velocidad de vuelo, en función de la posición angular de la pala.

Para éstos últimos, una curva refleja el efecto de las ráfagas que vienen de frente , y otra, el producido por las ráfagas que el avión recibe por su cola. Los “impulsos” que reciben los autogiros son tan pequeños, que prácticamente se confunden los gráficos de los mismos, tanto para ráfagas recibidas de frente como de cola. Se destaca la grandísima diferencia que existe entre los efectos causado a autogiros y a aviones.

La conclusión es evidente: “LOS AUTOGIROS SON MUCHO MENOS SENSIBLES A LAS RÁFAGAS HORIZONTALES DE VIENTO, QUE LOS AVIONES DE ALA FIJA”

Jugando con el viento en autogiro (1:55min)

Criterios De Seguridad En la Operación y Diseño De Autogiros

Durante el renacimiento de los autogiros con el gyrocopter de Bensen, las posibilidades de entrenamiento se limitaban al uso de su Gyroglider B-7, o más complicado aún, intentarse irse al aire sin ninguna experiencia previa en la versión motorizada siguiendo las instrucciones del manual de vuelo suministrado por Bensen. Dada ciertas características de estabilidad inherentes al diseño Bensen que explicaré más adelante, entre otros problemas los nuevos pilotos de autogiro (incluyendo pilotos de aeronaves de ala fija) sufrían de dos comportamientos indeseables, uno inicialmente llamado PIO (Pilot Induced Oscillations, Oscilaciones Inducidas por el Piloto) y el otro PPO (Power Push-Over, Sobreempuje), produciéndose, sobre todo en EUA, un número importante de accidentes mortales que dieron fama de peligroso al autogiro, en total contraposición con las intenciones y logros de La Cierva, su inventor, cuyos modelos tuvieron un excelente record de seguridad. Cabe destacar, que a diferencia de las aeronaves de La Cierva, que eran de tipo ‘Tractor’ (hélice delantera) y contaban con un estabilizador horizontal, los Bensen y sus derivados son de tipo ‘Pusher’ (hélice trasera) y no tenían estabilizador horizontal.

Antes de que se concluyese cual eran las razones que permitían estos comportamientos del aparato, ante su aparición en vuelo se pretendía que fuese controlada por el piloto, los cuales eran entrenados para identificar y responder ante la situación,  produciendo una carga de trabajo adicional a los mismos. De allí la importancia del entrenamiento de vuelo. En la actualidad existen diversos modelos biplaza doble comando para entrenamiento, y escuelas de vuelo muchos países, más todavía no hay alguna en Venezuela. En palabras de Gilberto Plata: “Jamás vuelen sin el entrenamiento adecuado, lean mucho sobre el tema eso les dará una idea, pero no pongan su vida en riesgo sin la practica adecuada y la supervisión de un instructor calificado y así tendrán un vuelo seguro y placentero.”

Las Oscilaciones Inducidas por el Piloto (PIO) y el Sobreempuje (PPO)

El Finlandés Jukka Tervamäki enfatiza que el autogiro no entra en perdida pero en cambio puede tener otro comportamiento mortal si no es construido apropiadamente. Las llamadas Oscilaciones Inducidas por el Piloto (PIO) ocurren cuando al ser afectado por una ráfaga ascendente de viento, el autogiro sube la nariz y asciende, y el piloto intenta corregir bajando la nariz. Si se excede y se retrasa en el comando y el autogiro desciende demasiado, reacciona intentando ahora subir la nariz, iniciando lo que se llama entre otros nombres un ‘delfineo’, el cual se amplía hasta que el piloto pierde el control, y se desacelera el rotor, pudiendo incluso impactar con la cola.

Luego de dos accidentes ocurridos en Europa y muchos ocurridos en EUA, Tervamäki decidió hacer pruebas con su propio autogiro ATE-3, desarrollado a partir del Bensen B-8M, para evaluar la necesidad de un estabilizador horizontal. En los modelos Bensen y Brock, existe una pequeña superficie horizontal en la cola que en realidad tiene la función de resguardar la hélice de impactos de objetos levantados por las ruedas del autogiro, y que debido a que tiene muy poca área y está muy cerca del centro de gravedad del aparato no es efectiva para actuar como estabilizador horizontal. En el Gyroglider Bensen de entrenamiento esto no era apreciable por el efecto del cable de remolque. Tervamäki hizo pruebas con el estabilizador horizontal que ya tenía instalado en su máquina; sin el estabilizador horizontal (configuración típica de los Wallis), y con una cola en V inspirada en el Beech Bonanza. Determinó que la aeronave podía ser volada en las tres configuraciones pero demostraba ser muy sensitiva al volar sin estabilizador horizontal. Dada la degradación de la estabilidad lateral con la cola en V, optó retornar a su configuración inicial con estabilizadores horizontal y vertical. Esta sensibilidad excesiva era la causa de las oscilaciones inducidas por el piloto.

Autogiro67.ATEsafety

Este conocimiento fue volcado en el diseño de su autogiro JT-5, el cual fue diseñado con un gran estabilizador horizontal. Con el JT-5 convertido en el MT-5 este criterio de diseño pasó a Magni y de allí a ELA. Incluso Wallis instaló estabilizadores horizontales en algunos de sus modelos.

Un estudio inglés, de la Universidad de Glasgow, expuso que la aerodinámica de los fuselajes y de los planos de cola tenían poca influencia en la estabilidad dinámica longitudinal del autogiro, y que el único aspecto determinante en la estabilidad era la ubicación vertical del Centro de Gravedad (CG) del autogiro en relación a la posición vertical de la línea de empuje de la hélice, y recomendaba colocar el CG a la altura o por encima de la línea de potencia. La influencia de este informe provocó, especialmente en EUA, un rediseño de los autogiros, alargando la altura de su tren de aterrizaje, elevando la altura del asiento (y por ende alargando la longitud del poste que sostiene el rotor) y bajando la altura del motor, descuidando a la vez las dimensiones del estabilizador horizontal.

Líneas de empuje del rotor y de la hélice en un autogiro Cierva.

Líneas de empuje del rotor y de la hélice en un autogiro Cierva.

Líneas de empuje del rotor y de la hélice en un autogiro Bensen

Líneas de empuje del rotor y de la hélice en un autogiro Bensen

Líneas de empuje del rotor y de la hélice en un autogiro Air Command

Líneas de empuje del rotor y de la hélice en un autogiro Air Command

Autogiro Butterfly. Nótese la elevación del asiento para subir el CG y alinearlo con la línea de empuje de la hélice.

Autogiro Butterfly. Nótese la elevación del asiento para subir el CG y alinearlo con la línea de empuje de la hélice.

Autogiro Dominator.

Autogiro Dominator.

Tervamäki no está de acuerdo con ello. Aunque ciertamente el que el CG esté por debajo (HTL, High Thrust Line), en el centro (CTL, Center Thrust Line), o arriba  (LTL, Low Thrust Line) de la línea de potencia, afecta la estabilidad longitudinal, estos efectos pueden siempre ser compensados con un estabilizador horizontal de suficiente superficie y brazo de distancia. Le secundan en este criterio Chuck Beaty y Martin Hollmann en EUA, Jean Fourcade en Francia y Edgardo Maffia en Argentina.

En el caso del Sobreempuje (PPO), se trata de una situación donde por efecto de una maniobra de Cero-g (Un pase a alta velocidad a pleno motor seguido de una trepada la cual se interrumpe empujando el bastón hacia adelante hasta detenerse en el aire) se descarga el rotor (es decir, deja de soportar el peso del giro) reduciendo la resistencia aerodinámica del rotor al mínimo. Si el autogiro tiene la línea de empuje por encima del CG (HTL) y no cuenta con un estabilizador horizontal, el empuje del motor se sobrepone a la resistencia del aparato, cuyo centro (el de resistencia) ha quedado en el CG, por debajo de la línea de empuje, volteándolo completamente, terminando abruptamente con el vuelo.


Gyrocopter RPP Crash [1:47] (Dramático ejemplo de un accidente de Sobreempuje. Se recomienda discreción al verlo)

Libros Sobre Autogiros

Autogiro73.LibroMaffia

Sin duda, la mejor referencia en español que he visto sobre qué son, cómo se vuelan y como se pueden construir los autogiros es el libro del argentino Edgardo Maffía, “La Biblia de los Autogiros“, ilustrada magistralmente por mi muy apreciado amigo Juan Luis Barrionuevo. El libro consta de 227 páginas saturadas de información, bien organizada, escrita de forma incluso divertida, e incluye contribuciones de traducidas al español de Chuck Beaty, James Buttler, Ron Herron y Jean Fourcade. [Para descargar, hacer clic en la portada].

elautogiroysuvueloferranroselloverdaguer

En español, otro excelente libro sobre autogiros es “El Autogiro y su vuelo” de Ferrán Rosello Verdaguer, el cual como me explica su autor, está más orientado al piloto y al alumno piloto, enfocándose en cómo se vuela un autogiro, lo cual lo hace muy apropiado para prepararse para vuelos introductorios. El libro tiene 224 páginas y está disponible a la venta en Amazon (clic en la imagen para comprar)

Autogiro74.LibroTheBookoftheAutogyro.Online

Aun cuando se trata de un libro en linea, “The Book of the Autogyro” de Willem “Don Quichote” Bogaerts es un muy buen recurso de lectura sobre los aspectos técnicos del autogiro (Clic para abrir).

Autogiro75.LibroHarrisVol1

El libro de Franklin D. Harris  “Introduction to Autogyros, Helicopters, and Other V/STOL Aircraft, Volume I: Overview and Autogyros” (140 Mb, 581 pags) incluye una amplia discusión histórica y técnica sobre los autogiros, y está disponible gratis en linea.  (Botón derecho, ‘Guardar como’ para descargar).

Autogiro76.LibroCharnovTownson

El libro “FROM AUTOGIRO TO GYROPLANE, The Amazing Survival of an Aviation Technology” (371 pag) del Bruce H. Charnov abarca toda la historia del autogiro de una manera muy detallada desde su creación hasta el año 2002, incluyendo las proyecciones al futuro, lo que lo hace altamente recomendable; mientras que el libro “AUTOGIRO The Story of the ‘Windmill Plane’” (160 pags) de George Townson, describe en detalle los modelos de la Cierva y sus derivados, en especial los Pitcairn. Estos libros es posible obtenerlos en forma de eBook.

Autogiro78.LibroFlyingWindmill,TheGyroplaneStory

Aun cuando no se trata de un libro sino de una presentación en formato PDF, el documento “Flying Windmill, The Gyroplane Story” (46Mb 600 pags) ofrece una excelente exposición del desarrollo del autogiro (Botón derecho, ‘Guardar como’ para descargar).

Planos y Manuales de Autogiros

En estos enlaces podrán conseguir planos y manuales para la construcción de autogiros ultraligeros. Esté consciente que el uso de esta información se hace bajo su propio riesgo. Antes de intentar construir alguno de estos modelos, consulte los diversos foros de internet, y si tiene acceso a otro constructor de autogiros, contáctele con sus inquietudes.

Autogiro79.HornetDoc

Planos Autogiros Ultraligeros (Hornet, Giroglider, Girobee, HoneyBee, etc) (clic para abrir)

Planos de construcción de una réplica del Cierva C.30 (clic para abrir)

Planos de construcción de una réplica del Cierva C.30 (clic para abrir)

Autogiro83.PRA_PublicFolderSm

Un sitio con datos enormes de consulta es la página de descargas públicas de la Popular Rotorcraft Association (clic para abrir)

Autogiros. Manual de vuelo y peculiaridades / Como Volar Gyros (clic para abrir)

Autogiros. Manual de vuelo y peculiaridades / Como Volar Gyros (clic para abrir)

Autogiros, Construcción y Operación (clic para abrir)

Autogiros, Construcción y Operación (clic para abrir)

Forums de Internet

Existen diversos foros dedicados a autogiros, yo en particular visito estos dos:

http://giroweb.mforos.com/ Foro ‘Autogiros Argentinos’ en Español http://www.rotaryforum.com/ Foro ‘Rotary Wing Forum’ en Ingles

Modelos RC

Una manera accesible de ingresar al mundo de los autogiros es ciertamente fabricar un modelo Radio-Controlado. Su fabricación puede ser muy sencilla, usando materiales ahora comunes en el aeromodelismo, y motorización eléctrica.

AutogiroV1

AutogiroV1 (Clic para abrir)

Minimum v2 (Clic para abrir)

Minimum v2 (Clic para abrir)

BEGi (Backward Engine Girocopter) / G3PO (Gyrocopter 3.0) / GT17 (Clic para abrir)

BEGi (Backward Engine Girocopter) / G3PO (Gyrocopter 3.0) / GT17 (Clic para abrir)

i1035 FW1.21 517330 00

I-Giro Kit (Clic para abrir)

– fin –

Espero que este articulo sirva de estímulo a aquellos que estén interesados en el vuelo en autogiro, y que pronto los tengamos de nuevo volando en los cielos venezolanos.

Alejandro Irausquín
Ing. Aeronáutico, IUPFAN 1991
YV-X Aviación Experimental Venezuela
www.facebook.com/alejandro.irausquin
alejandro.irausquin@gmail.com
www.twitter.com/airausquin

Vaya mi agradecimiento a mi amigo Gilberto Plata, por su eterno apoyo y colaboración, y eterna motivación, así como a los estudiantes de Ing. Aeronáutica de la UNEFA; por haberme motivado a retomar el tema de los autogiros.

Enlaces:
http://www.pra.org/
http://www.gyroplanes.pwbiz.net/index.php
http://www.gyroplanepassion.
com/
http://modernautogyros.blogspot.com/ Directorio de modelos (cerrado)
https://aerospaceblog.wordpress.com/category/gyrocopter/
http://abgiro.blogspot.com/  Blog Brasileño sobre autogiros
http://gilblog.com/?cat=909 Blog de construcción de autogiro Hornet
http://www.gyroforum.dk/
http://www.icon.fi/~jtki/index.html Jukka Tervamäki
http://www.magnigyro.it/autogiro-en.html
http://www.elaaviacion.com/
http://www.arrow-copter.com/home_en.html Arrocopter AC-20
http://www.auto-gyro.com/en/Calidus/  Auto-gyro Calidus
http://www.starbeegyros.com/
http://www.littlewingautogyro.com/
https://lf5422.files.wordpress.com/2013/02/phenix-en-price-uav.pdf Phoenix
http://exogyro.dinelly.com/
http://pal-v.com/
http://www.trixyformer.com/en/Home TrixiCycle
http://autogire.nuxit.net/Articles/Gyro_sauteur_Brun/Gyro_sauteur_Brun.htm Autogiro de René Brun

Fuentes:
Libro La Bíblia del Autogiro, Egador Maffia, 3era Edición
http://www.jefflewis.net/autogyros.html Autogyro History and Theory
http://www.um.es/aulasenior/saavedrafajardo/apuntes/doc/Genios-murcianos-juan-cierva.pdf
http://www.hofstra.edu/pdf/ORSP_Charnov_Fall02.pdf Rediscovering the Autogiro: Cierva, Pitcairn and the Legacy of Rotary-Wing Flight
http://www.hofstra.edu/Community/culctr/autgir/  From Autogiro to Gyroplane – The Past, Present and Future of an Aviation Industry. HOFSTRA UNIVERSITY http://ropdigital.ciccp.es/pdf/publico/2006/2006_enero_3462_06.pdf  Revista de Obras Públicas/Enero 2006/Nº 3.460

Videos selectos de autogiros:

(1:32:04) El Autogiro: El Secreto Aeronáutico Mejor Guardado

(5:29min) Flaps TV – El Autogiro Made In Spain

(2:53min) Vuela en Autogiro

(6:39min) El Heligiro [Diseño del sobrino de Juan de la Cierva]

(7:04min) History of Autogiros (The Spanish Windmill – History channel)

(7:05min) How The Auto-Giro Works (1931)

(6:30min) The First Air Mail Flight from the roof of 30th Street Station in Philadelphia PA to Camden NJ. 1939

Legacy Of Wings Aviation Pioneer Harold Pitcairn

(0:51min) Pitcairn PA-36 Autogiro, 1941

(8:17min) Rotodyne Sets New World Record For Rotocraft (1959)
https://www.youtube.com/watch?v=s65MGR36tjE (4:19min) Fairey Rotodyne Promo Film – 1960

(6:36min) The Fairey Rotodyne

(0:52min) Jolly Glider One Man Gyrocopter helicopter archival newsreel stock footage [Igor Bensen]

(1:10min) Berks – Gyroglider Boy Aka Schoolboy Flies Gyrocopter (1968)

(2:38min) Gyrocopter High Wind Takeoffs at El Mirage (1995) [Ken Brock]

(9:57min) Introduction to Gyroplanes (Gyrocopters) by Dan Donley

(1:13) Ken Brock and his KB-2

(1:03min) Air News – Shoreham Aka Home Made Gyrocopter Is Big Success (1959) [Ken Wallis]

(2:01min) Auto-Gyro Beware – Other Colour Pics Share This Title (1960) [Ken Wallis]

(1:45min) Aerial Scooter (1966) [Ken Wallis]

(4:37min) The Autogyro in Reaching for the Skies (1989) Ep 12 – Vertical Flight [Ken Wallis]

(5:38min) Wing Commander Kenneth Wallis MBE and his passion for the autogyro.[2000]

(4:53min) Aero-TV: Profiles in Aviation – Pitcairn PA-18 Autogiro (Part 1)

(3:11min) Aero-TV: Profiles in Aviation – Pitcairn PA-18 Autogiro (Part 2)

(23:13min) Magni Gyro Presentation (Una storia di volo)

(23:44min) Magni Gyro Just fly

(13:05min) “Top Gear” – For Gyroplanes / Gyrocopters / Autogyros

(2:03min) DiNelly® – Richard Waidhofer – CTO – Intergeo 2013 in Essen

(52:41min) I need to buy an Autogyro; Rotorsport UK Calidus Autogyro Aerobatics, Shuttleworth Air Show 2013

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16 Comentarios

  1. #
    Peter Rossi
    agosto 15th, 2014 at 12:30 pm

    Bravo. Una reportaje completa pero solamente el autogiro de DiNelly nunca ha volado. Gracias

    • #
      Alejandro Irausquin
      agosto 15th, 2014 at 12:50 pm

      Saludos Peter. Eso es cierto, por ello el texto dice ‘está en desarrollo’.
      Estaba por contactarte antes de publicar, pues se me presentó la duda respecto al vehículo híbrido de ustedes: El nombre definitivo es TrixyFormer?

      • #
        Peter Rossi
        agosto 17th, 2014 at 6:14 am

        Saludos Alejandro. Si pero no van a terminar nunca. Cuidado con estas personas.

  2. #
    Peter Rossi
    agosto 17th, 2014 at 6:18 am

    Si Alejandro es cierto. Pero no van a terminar nunca. Cuidado con estas personas…

  3. #
    José Sanchez
    enero 23rd, 2015 at 3:12 pm

    La pagina esta muy bien pero os habéis olvidado de los autogiros Airbet.

    • #
      Alejandro Irausquin
      enero 23rd, 2015 at 6:11 pm

      José, mis saludos desde Venezuela ¿Representa usted la empresa o posee uno?. Siento la omisión, simplemente no los conocía, hasta hoy. De igual modo he dejado por fuera un cantidad innumerable de fabricantes que si conozco, los mencionados son los más conocidos por mi desde hace mucho o aquellos que ofrecen una configuración muy particular, que los hace necesarios de mencionar para ilustrar algún punto. Algunos de los mencionados son con los que he interactuado en los últimos años en páginas sobre autogiros en la red social Facebook, de allí a que les conozca sin haber visto alguno de sus equipos de cerca. Compartiré el enlace a su sitio de internet en mis grupos.

      Llama la atención que la empresa solo tiene página de wikipedia en idioma inglés.

      A.I.

  4. #
    Edgardo Maffía
    agosto 13th, 2016 at 4:53 pm

    Alejandro: Gracias por tus palabras de elogio a mi libro La Biblia de los Autogiros.
    Quisiera comentarte que he decidido liberarla y darle vuelo. El ilustrador Juan Luis Barrionuevo, está preparando una versión digital que se podrá bajar gratis y de la cual, seguramente serás un distribuidor para todos los amigos que han descubierto el encanto de esta hermosa aeronave.
    Por último, quiero felicitarte por la excelente página que has armado, que me hubiera gustado consultar cuando empecé a interesarme por estos temas.
    Un abrazo.
    Edgardo Maffía
    Buenos Aires – Argentina

  5. #
    Gustavo Brea
    agosto 14th, 2016 at 2:10 am

    Hola.
    Está muy buena esta recopilación, pero encontré algunos errores….
    Principalmente:

    Los Autogiros también tienen la limitación de altura-velocidad vulgarmente conocida como “curva del Hombre muerto”, al igual que los helicópteros.

    La explicación que se da, de que un rotor comienza a girar porque ofrece menos resistencia del lado del borde de ataque que el de fuga es incorrecta. En realidad, un rotor en un autogiro quieto, que es sometido al viento comienza a girar del lado del borde de fuga. Por esta razón es necesaria una “pre-rotación” manual o mecánica.

    Por último, a igual carga útil, tanto los autogiros como los helicópteros necesitan la misma potencia del motor.

    Atentamente. Gustavo Brea.

    • #
      Alejandro Irausquin
      agosto 16th, 2016 at 7:03 pm

      Muchos saludos Gustavo, es un placer tenerte por acá. Sin duda, tratándose de un artículo meramente teórico de alguien que desea desde mucho formar parte de este mundo. Desafortunadamente y en contra de mis deseos, durante mis estudios no cursamos helicópteros, pues era una materia electiva. Comento:
      – La teoría relacionada con la “Curva del hombre muerto”, a la que no he dedicado suficiente tiempo, aún escapa de mi conocimiento. Debo estudiar ejemplos de las curvas para ambos equipos para emitir una respuesta concreta. En el caso del autogiro a mi saber no es común tener acceso a esa información.
      – Muy buena tu aclaratoria respecto a la tendencia natural del giro del rotor. Esta fue una conclusión personal al observar los resultados de unas pruebas aerodinámicas que mencionanban los factores de resistencia allí expuestos. No está basado como se bien es en tu caso, en observaciones cotidianas durante la operación real del aparato. Necesariamente mucho tendrá que ver el ángulo de incidencia de las palas y del rotor en general. Eso lo voy a revisar.
      – Aunque no tengo números a la mano, me parece muy discutible la afirmación de que helicópteros y autogiros requieren la misma potencia motor a una misma carga útil. Entendería que se afirmase que la potencia mecánica que se requiere para hacer avanzar las aeronaves, con iguales dimensiones de rotor, mismo peso, a una velocidad específica, sea la misma. Más la manera en cómo se transmite y se aprovecha esta potencia es distinta en el helicóptero que en el autogiro. El helicóptero necesita mucha potencia extra para sus capacidades de despegue vertical y hover, con la misma carga.

      De cualquier modo, estos son puntos muy interesantes de “discusión productiva” que pueden dar a lugar a ejercicios de cálculo muy interesante, que voy a proponer a mis amigos jóvenes estudiantes de la carrera.

      Alejandro

      • #
        Gustavo Brea
        agosto 17th, 2016 at 1:38 am

        Gracias por tus palabras.
        El tema de la inexistencia de la “curva del hombre muerto” en los autogiros se había difundido bastante en mi país, lo que motivó una nota en una revista de aviación local hace más de una década atrás, que a continuación “copio y pego”. Espero sea de utilidad…

        REVIVIENDO AL HOMBRE MUERTO

        Tanto los autogiros como los helicópteros pueden realizar un aterrizaje feliz sin el uso de potencia. El fenómeno que utilizan para hacerlo se llama autorrotación que ya fue descrito en el número 2 de Aviación Experimental y Deportiva. Pero hay valores de precaución en las aeronaves de alas rotativas que se encuentran graficados en el “Diagrama Altura – Velocidad”, más conocido como la “curva del hombre muerto”, frase traducida de su origen inglés: dead man’s curve.

        Este gráfico es de inclusión obligatoria en los manuales de aquellos autogiros y helicópteros certificados, y su publicación es opcional en las aeronaves construídas por aficionados. Las normas de certificación establecen que para el trazo de la curva se debe tener en cuenta la demora en accionar los comandos de un “piloto estándard” más dos segundos.

        El diagrama muestra valores de alturas sobre el terreno y velocidades en las cuales la falla total o parcial de la planta de poder podría provocar un aterrizaje inseguro. Para el caso, se muestra el correspondiente al helicóptero Hughes 500-D, una aeronave donde la autorrotación no fue un factor prioritario de diseño. El gráfico presenta dos zonas: una en altura cuyo perfil vulgarmente se lo conoce como “la panza”, y otra parte que representa el “segmento de alta velocidad”, de altura constante.

        SE NECESITA VELOCIDAD

        Si la aeronave se encuentra volando dentro de los valores contenidos dentro del sector de altura (la panza) y tiene una falla completa de potencia, no se conseguirá durante el descenso la velocidad suficiente para realizar la “restablecida” (flare) de aterrizaje. En esta situación varios grados de daño pueden ocurrir.

        En el caso del autogiro, el rotor ya se encuentra autorrotando. Durante un vuelo normal, ante una imprevista detención del motor, el piloto debe mantener una determinada velocidad hasta acercarse al terreno y realizar la restablecida que reducirá el régimen de descenso para ejecutar un toque suave. Algo similar a lo que se realiza en un avión, con la diferencia que en el autogiro, la velocidad se puede reducir a valores cercanos a cero.

        Por su lado en el helicóptero, el rotor no está autorrotando durante vuelo normal. Ante una falla de la planta de poder el piloto debe accionar los comandos sin demora para que “entre” en autorrotación. Nuevamente, se debe mantener una determinada velocidad hasta que, cerca del suelo, se realiza la restablecida como lo hace el autogiro.

        La parte baja de la panza indica la altura hasta la cuál se puede aterrizar utilizando la inercia del rotor. Por encima de ella y hasta el punto de estacionario alto no habrá distancia suficiente para alcanzar una velocidad apropiada como para hacer la restablecida previa al aterrizaje. Y por encima del valor de estacionario alto, el piloto ya dispondrá de espacio suficiente para “picar” la aeronave y alcanzar la velocidad necesaria.

        El segmento de alta velocidad a baja altura se debe a que la “demora de un piloto estándard más dos segundos” implica que la aeronave tocará el suelo ante una falla de poder, antes de que su piloto pueda hacer la maniobra defensiva. Este segmento no lo tienen los autogiros, cuyo rotor gira sin la aplicación de potencia.

        El tamaño y forma que adopta la curva depende de la aeronave, y a su vez de otros factores. Por ejemplo, el incremento del peso bruto o la densidad de altitud aumentan sensiblemente las dimensiones de la panza. Pero por otro lado, si el helicóptero es sorprendido con una falla de potencia en una maniobra de descenso, el ángulo de paso de las palas está reducido y la curva se verá reducida.

        NO TODOS

        Helicópteros con rotores de alta inercia, como sucede en aquellos con palas pesadas -principalmente en la puntera- no tienen esta curva. Un caso fue el francés Djinn que también voló en nuestro país hace unas décadas. Tiempo atrás, la Bell Helicopter demostró en un modelo del 206L que duplicando la inercia del rotor agregándole peso en las palas, eliminaba esta curva de precaución (2).

        Muchos helicópteros deben operar dentro de los valores de la curva cuando realizan transporte de cargas externas, aproximaciones y despegues en lugares donde sólo es posible una trayectoria vertical, combate de incendios, rescate de sobrevivientes con una grúa en lugares inaccesibles o sobre agua, helicópteros militares disparando determinado tipo de armas, etc. La curva del hombre muerto no tiene carácter de limitación y sólo alerta al piloto, quien tratará de reducir el tiempo de vuelo dentro de esos valores.

        TAMBIÉN LOS AUTOGIROS

        Aunque algunos señalen que esas aeronaves no tienen curva del hombre muerto, la verdad es que sí la tienen. Un autogiro en descenso vertical ó volando con baja velocidad tendrá las mismas desagradables consecuencias en caso de falla de motor… ellos también le hacen caso a las leyes de la física.

        Gustavo Brea

        Referencias:

        1. Tomado del Manual de Vuelo del helicóptero Hughes 500-D.
        2. R. W. Prouty. Helicopter Aerodynamics. Phillips Publishing Inc. USA. 1985.

  6. #
    Gustavo Brea
    agosto 17th, 2016 at 1:53 am

    Con referencia a la potencia, te copia otra nota que bubliqué por esa época.

    RELACIÓN PESO / POTENCIA.

    En un medio de relativamente baja densidad como es el aire, cada kilo necesita potencia para “estar en el aire”. Tanto las aeronaves construidas por aficionados así como la industria del transporte aéreo buscan la mayor relación peso/potencia en el afán de utilizar plantas de poder pequeñas. Los motores más pequeños son más livianos, y al aligerar el peso se reduce el tamaño y los costos de la aeronave. Esto se hace más notorio en los autogiros y en los helicópteros que en los aviones, pues a costa del placentero vuelo vertical, los rotores tienen menor rendimiento que las alas fijas (ver Aviación Experimental y Deportiva nº: 4).

    La relación peso / potencia es el valor entre el peso bruto de la aeronave y la potencia instalada a bordo. Esta relación entre kilogramos y caballos de fuerza brinda una idea de la eficiencia de la aeronave, una eficiencia no siempre prioritaria en el diseño: los aviones acrobáticos y los aviones de caza–por ejemplo- tienen una baja relación.

    ¿CUÁNTOS KILOS LLEVO…?

    Como en las notas anteriores, se hace una selección de modelos de aeronaves reconocidas, con datos obtenidos de fuentes confiables. Recordemos que se trata de aeronaves experimentales que no tienen valores homologados.

    En los autogiros, la relación se manifiesta también por la eficiencia de la hélice. El empuje es un factor importante en la performance, y para lograrlo se utilizan reductoras de rpm y hélices de buen diámetro cuando la potencia es baja.

    AUTOGIROS MONOPLAZA / MOTOR hp / RELACION kg / hp
    Taggart Gyrobee 40 5,68
    Bumble Bee 40 5,68
    Magni M-18 64 5,47
    SportCopter Vortex 64 5,39
    Bensen B-7 40 4,78
    RFD Dominator 64 4,39
    SportCopter Lightning 64 4,25
    Brock KB-3 64 4,25
    Brock KB-2 65 4,18
    Barnett J4-B 100 3,99
    Wallis WA-116 68 3,66
    Super Rotor AC-4 85 3,65
    Bensen B-80 68 3,34

    Los modelos de autogiros deportivos monoplazas con mayor relación (5,68 kg / hp), corresponden a modelos cuyos constructores manifestaron que una relación de ascenso de entre 500 y 1000 pies por minuto es aceptable. Los últimos cinco modelos de la tabla no utilizan reductoras de rpm en sus motores, lo que contribuye a la menor relación. El valor promedio es: 4,52 kg / hp.

    AUTOGIROS BIPLAZA / MOTOR hp / RELACION Kg / hp
    Magni M-16 100 5,50
    Barnett J4-B2 100 4,99
    Sparrow Hawk 130 4,71
    RAF 2000 130 4,66
    Super Rotor M-1 97 3,86
    Air Command Elite Tandem110 3,75
    Marchetti Avenger 150 3,48
    Hollmann Sportster 160 3,40
    Air Command Elite SbS 110 3,09

    Para el caso de los autogiros biplaza, el promedio es: 4,16 kg / hp.

    LOS QUE SE QUEDAN QUIETOS EN EL AIRE…

    Los helicópteros deben operar sus motores a un valor fijo de rpm, porque sus rotores deben funcionar a revoluciones constantes. Este requisito le quita la posibilidad de utilizar la potencia máxima del motor, como lo pueden hacer los aviones y autogiros –generalmente en el despegue o en alguna maniobra particular. Los helicópteros se encuentran ”derrateados” (1) a un valor algo menor, en el orden del 10% de la potencia máxima en el caso de los helicópteros livianos.

    Aquí, el muestreo de helicópteros de hasta 700 kg de peso bruto, tanto mono como biplazas (el R-22 es una aeronave certificada).

    HELICOPTEROS HASTA 700 kg PLAZAS MOTOR hp RELACION kg / hp
    Elisport Angel 1 64 5,89
    Cicaré CH-7 1 64 5,42
    Robinson R-22 2 160 4,74
    Rotorway Exec 2 150 4,54
    Ultrasport 331 1 65 4,54
    Ultrasport 496 2 115 4,46
    Ultrasport 254 1 55 4,33

    El valor promedio para los helicópteros es: 4,85 kg-hp.

    LA CONCLUSIÓN…

    Se suele repetir que los autogiros necesitan una potencia “mucho menor que la de un helicóptero”. Viendo los valores de las tablas presentadas la conclusión es otra. Peor todavía: la diferencia sería mayor si se tomara la potencia del motor “derrateado”.

    De cualquier modo, vale decir que los helicópteros lograron este nivel de desempeño gracias a los generosos presupuestos de defensa en el afán de optimizar estas aeronaves. A mediados de la década del 40 del siglo pasado, prácticamente cesaron las investigaciones aerodinámicas y dinámicas de los autogiros, quedando solo suscriptas al talento y dedicación de algunos individuos.

    Los rotores de los autogiros tienen un patrón aerodinámico más uniforme que aquellos de los helicópteros, lo que deja suponer que cuando se realice más investigación y desarrollo podrían superar en rendimiento a los rotores “propulsados mecánicamente” de los helicópteros (ver Aviación Experimental y Deportiva nº: 4).

    Las alas rotativas necesitan más potencia que los planos fijos, pero no mucha; y los autogiros tienen ventajas que bien valen esos hp: estabilidad, respuesta de comandos a cualquier velocidad, aterrizaje muy corto, reducido tamaño, simpleza general, facilidad de desarmado, transporte y armado, etc.

    (1) “derrateado” : argentinismo tomado del idioma inglés.
    Agradezco al Sr Gilberto J. Riega su colaboración en la redacción del presente.

    IMÁGENES:

    IMAGEN 1:
    Prototipo de autogiro “a pedal” construído por Mr Herbert Watkinson en el Reino Unido en 1977. Lamentablemente, el estado actual de la técnica aún no permite alcanzar ese hito.

    IMAGEN 2:
    Proyecto de helicóptero coaxial, a pedal, de la Universidad de Columbia Británica, Canadá. Los helicópteros propulsados por fuerza humana aún no llegaron a mantenerse volando un minuto, pese al concurso vigente de la American Helicopter Society que tiene un premio de U$S 20.000.-

    IMAGEN 3
    En 1984, el Bumble Bee fué el primer autogiro categoría ultraliviano según normas FAA-USA.

    IMAGEN 4 (foto de este mismo diskette).
    Un Rotorway Exec en su primer hora de vuelo, una década atrás, en Don Torcuato, Bs As.

    IMAGEN 5
    El RFD Dominator de perfil alto y timón alto, para mejorar la estabilidad y control, una tendencia de la última década.

    IMAGEN 6
    (humor)

  7. #
    Gustavo Brea
    agosto 17th, 2016 at 1:59 am

    Referente al “giro natural” del rotor es muy lógico lo que pensás. Lo que lo hace girar en sentido contrario es que el rotor no está horizontal. Él se encuentra inclinado “hacia atrás”, y de esa forma la pala que tiene el borde de ataque orientado al viento ofrece más angulo de ataque al perfil que el otro. Eso motiva el giro “al revés”… por esto hay que “pre-rotarlo”…..

  8. #
    Gustavo Brea
    agosto 17th, 2016 at 2:09 am

    Por último y espero no cansarte…
    Te decía lo de carga útil versus potencia instalada pues se deduce de comparar helicópteros biplazas certificados.
    Los modelos de autogiros AVIAN (de Canadá), McCulloch, y Air&Space tienen motores de potencia similar a los helicópteros desarrollados en la misma época: Hughes (Schweitzer) 300, Brantly, y Robinson 22.

    Finalmente, deseo ponderar a lo ya descrito, las características de los autogiros en lo referente a la superlativa “estabilidad y control” que tienen… ningún avión ni helicóptero los iguala….

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