Balanceamento dinâmico e aerodinâmico de rotores em helicópteros: estudo de caso aplicado a aeronave real

Abstract

Os níveis de vibração em helicópteros são consideravelmente mais altos do que em aeronaves de asa fixa, principalmente devido à natureza da sustentação gerada. Em aeronaves de asa fixa, a sustentação é gerada pelo fluxo de ar contínuo sobre as asas, enquanto em helicópteros, as forças de sustentação são geradas pelo rotor principal, cujas pás passam por variações de velocidade e ângulo durante o movimento rotacional. Este trabalho tem como objetivo analisar o balanceamento dinâmico e aerodinâmico do rotor principal do helicóptero Airbus H225M, visando reduzir vibrações e garantir a segurança e a eficiência operacional da aeronave. O método utilizado envolveu medições de vibração tanto em solo quanto em voo, utilizando o sistema M’ARMS (Modular Aircraft Recording Monitoring System), que monitora e coleta dados dos componentes do helicóptero em tempo real. As medições foram realizadas nas condições de voo pairado, nivelado a 100 Kts e na potência máxima contínua, aplicando-se ajustes nos pesos, nos pitch links e nos tabs das pás do rotor. Os resultados indicaram uma redução significativa dos níveis de vibração em todas as fases de voo, alcançando valores abaixo dos limites aceitáveis de 0,2 IPS, demonstrando a eficácia dos ajustes realizados. Conclui-se que o balanceamento adequado dos rotores contribui para a redução de vibrações, melhorando o conforto dos tripulantes, aumentando a segurança operacional e prolongando a vida útil da aeronave. O uso do sistema M’ARMS mostrou-se essencial para monitoramento e ajustes precisos, assegurando a conformidade com as normas de manutenção.

The vibration levels in helicopters are considerably higher than in fixed-wing aircraft, mainly due to the nature of the lift generation. In fixed-wing aircraft, lift is generated by the continuous airflow over the wings, whereas in helicopters, the lift forces are generated by the main rotor, whose blades undergo variations in speed and angle during rotational motion. This study aims to analyze the dynamic and aerodynamic balancing of the H225M helicopter’s main rotor, aiming to reduce vibrations and ensure the aircraft’s operational safety and efficiency. The method involved vibration measurements both on the ground and in-flight, using the M’ARMS (Modular Aircraft Recording Monitoring System), which monitors and collects real-time data from the helicopter’s components. Measurements were conducted under hovering, level flight at 100 knots, and maximum continuous power conditions, applying adjustments to weights, pitch links, and tabs. The results indicated a significant reduction in vibration levels in all flight phases, achieving values below the acceptable limits of 0.2 IPS, demonstrating the effectiveness of the adjustments. It is concluded that proper rotor balancing contributes to vibration reduction, improves crew comfort, enhances operational safety, and extends the aircraft’s service life. The use of the M’ARMS system proved essential for accurate monitoring and adjustments, ensuring compliance with maintenance standards.