Condició de baixa gravetat

La condició de baixa gravetat és una fase del vol aerodinàmic en la que el fuselage es descarrega temporalment. El pilot, i el fuselage, senten temporalment «ingravidez» perque l'aeronau es troba en caiguda lliure o desaccelerant verticalment en la part superior d'un ascens. També pot ocórrer durant una entrada excessivament ràpida en autorrotación. Açò pot tindre un efecte desastrós en l'aeronau, especialment en el cas dels helicòpters, alguns dels quals necessiten que el rotor estiga constantment baix una càrrega distinta de zero.

Les condicions de baixa gravetat estan prohibides per als helicòpters en rotor oscilante, ya que el seu disseny no permet controlar la seua actitut de forma independent i també poden ser perilloses per a atres tipos. L'Eixèrcit dels Estats Units va descobrir el perill de les condicions de baixa gravetat en la década de 1960, quan varen perdre helicòpters en accidents misteriosos que no tenien una causa clara.

Les condicions de baixa gravetat són un terme relacionat en el vol, i atres térmens relacionats són condicions de gravetat zero i gravetat negativa. Les condicions de baixa gravetat poden provocar un entorn en el que es produïxquen colps de màstil en els helicòpters.

Efectes

En avions menuts

La majoria dels avions menuts i els planejadors no tenen problemes en condicions de 0 «g». De fet, pot ser agradable experimentar la gravetat zero en la cabina. Per a produir 0 «g», l'aeronau deu seguir una trayectòria balística, que és essencialment una paràbola invertida. Est és l'únic método per a simular la gravetat zero per als sers humans en la Terra.

Helicòpters

Pel contrari, les condicions de baixa gravetat poden ser desastroses per als helicòpters. En tal situació, les seues rotors poden batre més allà dels llímits normals. El aleteo excessiu pot fer que la raïl de les pala supere el llímit de les seues frontices i esta condició, coneguda com a «colp de màstil», pot provocar la separació de les pala de la gaveta o el tall del màstil i, per lo tant, la solsida de tot el sistema de l'aeronau, que caurà del cel. Açò és especialment cert en el cas dels helicòpters en rotors oscilantes, com el disseny de dos pala que es veu en els helicòpters Robinson. Este efecte es va descobrir per primera volta quan es varen produir molts accidents en helicòpters Bell UH-1 i AH-1. Estos helicòpters en particular es varen estrelar sense causa aparent. Més vesprada, es va descobrir que estos accidents solien ocórrer durant vols a baixa altura despuix de passar una cresta i iniciar un picat despuix d'un ascens previ. Els sistemes de rotors articulats i rígits no perden la força de control fins a 0g, pero poden trobar-se en este problema depenent de la distància entre la frontiça oscilante i el màstil.

Poden produir-se situacions perilloses en helicòpters en condicions de baixa gravetat, especialment en dissenys en rotors oscilantes.

A finals de la década de 1960, l'Eixèrcit dels Estats Units va descobrir el perill de que el rotor principal colpejara la coa del propi helicòpter en determinades condicions aerodinàmiques, especialment en condicions de baixa gravetat. En condicions de baixa gravetat, el pes de l'helicòpter es descarrega del rotor principal i les entrades als controls poden crear una situació perillosa en eixe moment.

Els helicòpters en rotors oscilantes no deuen sometre's a condicions de baixa gravetat, ya que estos sistemes de rotors no controlen l'actitut del fuselage. Açò pot provocar que el fuselage adopte una actitut controlada per l'impuls i l'espente del rotor de coa, lo que fa que el boom de coa es creue en el pla de la trayectòria de la punta del rotor principal o que les raïls de les pala entren en contacte en l'eix de transmissió del rotor principal, provocant que les pala se separen de la gaveta (colp de màstil). En la década de 2020, Robinson va desenrollar un nou empenaje de coa per a el R66 en la finalitat de reduir la possibilitat de que es produïren este tipo d'accidents. Dos estudis universitaris sobre el rotor principal del Robinson, un de Geòrgia Tech i un atre de l'Universitat de Maryland, no varen trobar que el disseny del rotor fora més susceptible en condicions de baixa gravetat que atres dissenys oscilantes, lo que coincidia en l'estudi en curs de Robinson sobre el seu disseny. No obstant, en la década de 2020, Robinson va idear un nou empenaje per a aumentar l'estabilitat en girs a alta velocitat, que va ser aprovat per la FAA en 2023. Robinson espera incorporar est redisseny als seus atres models, encara que les maniobres de baixa gravetat seguixen estant prohibides. Les maniobres de baixa gravetat estan prohibides en els dissenys de Robinson, inclús per a demostracions.

Un eixemple d'accident atribuït a condicions de baixa gravetat va ocórrer en Austràlia en 2020, quan un R44 va entrar en condicions de baixa gravetat mentres volava per unes valls, lo que va provocar un balancege extrem i la consegüent ruptura de l'aeronau.

En aeronaus d'ala fixa

Les condicions de baixa «g» també poden afectar a les aeronaus d'ala fixa en alguns casos, principalment en alterar el fluix d'aire sobre les ales, lo que dificulta o impossibilita el seu control a través de les superfícies aerodinàmiques.

La controlabilidad d'un avió per mig de les superfícies de control solament depén de la velocitat aerodinàmica. Per lo tant, si es manté la velocitat aerodinàmica, es manté el control. Per lo general, la controlabilidad inclús aumenta, ya que no és necessari generar sustentació. Les forces de 0 g són un problema mínim per als avions d'ala fixa, pero hi ha excepcions, entre les que s'inclouen, entre unes atres, els avions en sistemes de combustible alimentats per gravetat.

Us en agències espacials

Per a simular condicions de gravetat zero, algunes agències espacials utilisen avions de passagers modificats. l'ESA utilisa un Airbus A300, per eixemple. La NASA conta en el Vomit Comet. Una paràbola invertida simula la gravetat zero durant uns 25 segons.