Autor: Karl Martin Kühr
Ciências Aeronáuticas – Unisul
Resumo
A manobra de recuperação de Vuichard é uma descoberta recente e pouquíssimo conhecida no Brasil e no resto do mundo. A técnica é creditada ao piloto europeu Claude Vuichard, um inspetor da Federal Office for Civil Aviation (FOCA) na Suíça, mas foi o instrutor chefe da Robinson Helicopter Company, que ao ter contato com ela enquanto o checava, em 2016, se encarregou de difundir a brilhante descoberta. A saída (e entrada) do estado de vórtice é uma manobra muito praticada e obrigatória nos cursos de asa rotativa nos EUA, mas é negligenciada quase por completo no Brasil, o que é crítico, pois existe o risco constante de entrar nesse perigoso estado durante as aproximações e pairados em altitude. Ao entrar intencionalmente em um estado de vórtice, é normal perder 500 ou 600 pés em poucos segundos antes da saída, mas com a recuperação de Vuichard, é possível sair desse estado perdendo 50 pés ou até menos.
Palavras-chave: Vuichard. Recuperação. Vórtice. Aproximações.
Introdução
O estado de vórtice, “vortex ring state”, ou ainda chamado incorretamente de “settling with power”, é um perigo muito real na operação de asa rotativa. Esse estado está configurado quando o disco rotor do helicóptero se retroalimenta dos vórtices por si mesmo gerados. Este ar que alimenta o rotor já vem com grande velocidade para baixo, apresentando pouca resistência ao movimento das pás, e gerando, portanto, pouquíssima sustentação, configurando um estado de estol. A razão de descida durante o estado de vórtice pode ser superior a 2000 pés por minuto, e o perigo maior de entrar nesse estado é justamente a baixas altitudes, durante aproximações de grande ângulo. Isso é muito corriqueiro na operação de helicópteros, porém há pouca informação sobre esse estado nos cursos de PPH e PCH, e mesmo pilotos e instrutores experientes frequentemente mal conhecem o assunto.
O estado de vórtice já ceifou muitas vidas. Entre os casos, está o do AS332 Super Puma, com 18 pessoas a bordo, na final de uma aproximação por instrumentos para o aeroporto de Sumburgh, nas ilhas Shetland. A uma velocidade inferior a 30 nós, o torque foi extrapolado para 115% na tentativa de reduzir a razão de descida, porém essa medida só piora a situação. Com uma razão de descida de 1800 ft/min a aeronave atingiu a água a 1.5 milhas da pista, matando quatro pessoas e ferindo gravemente outras quatro. A comissão de investigação do reino unido (AAIB) concluiu na análise inicial que a aeronave estava em perfeitas condições para entrar em estado de vórtice.
Em 4 de março de 2003, um Robinson R44 com três pessoas a bordo era gravado em um comercial de TV em Jakarta, Indonésia. A aeronave se aproximava com grande ângulo para um heliponto no topo de um hotel, com um vento de cauda de 12 a 15 nós. A razão de descida aumentou muito, súbita, e rapidamente, levando a aeronave a atingir o heliponto, quicar, e rolar para fora do edifício, caindo em uma piscina da altura de 15 andares. Não houve sobreviventes.
Esses são dois exemplos clássicos em que o piloto falhou em se recuperar do estado de vórtice. É provável que o mesmo, em cada caso, tenha falhado até em reconhecer a situação. E não são casos isolados. Há uma grande variedade de casos disponíveis na internet, inclusive vídeos na no site Youtube. A recuperação tradicional ensinada nos EUA é ganhar velocidade, arremeter se necessário, mas de alguma forma ganhar velocidade, em geral para a frente, para alimentar o rotor com “ar limpo”. À baixa altura, isso pode não ser possível, pois é normal perder até 600 pés durante essa recuperação, e as condições para a entrada nesse estado geralmente são aquelas encontradas em curtas finais, em aproximações lentas e de grande ângulo.
Existe uma maneira mais segura e eficiente de sair do estado de vórtice nomeada Recuperação de Vuichard, em homenagem ao seu descobridor, Claude Vuichard, um piloto sênior, inspetor e checador da secretaria federal de aviação civil da Suíça, a Federal Office of Civil Aviation (FOCA), que a descobriu durante operações em linhas de força nos alpes suíços, operação delicada por natureza.
Figura 1
Objetivos
Este artigo tem como objetivo informar aos pilotos e instrutores de voo sobre a Recuperação de Vuichard, na esperança de diminuir ou mitigar as ocorrências de acidentes devido a estado de vórtice na operação de asa rotativa. É notável nas escolas e cursos de piloto como esse assunto é pouco abordado na teoria, e na prática, sua execução frequentemente se reserva para os instrutores entre si, sendo orientada pelo mais experiente. Tal cautela não é necessária, e pode ser até prejudicial. Uma das academias de asa rotativa mais conceituadas do mundo, a Bristow Academy, ensina seus alunos sobre esse perigo, no solo e no ar, entre as primeiras lições, e a FAA (Federal Aviation Administration) cobra a manobra durante o checkride.
O foco na instrução aeronáutica deve ser sim, a segurança, não apenas durante a instrução, mas após a profissionalização do piloto. Para isso, é necessário expor o aluno à situações similares àquelas que podem ser encontradas durante a operação real e normal, principalmente às que simulam emergências, aumentando a dificuldade conforme aumenta a proficiência do piloto.
O Estado de Vórtice
Existem três estados em que o rotor de um helicóptero pode operar. Dois destes estados são normais e corriqueiros, que são o voo pairado, e aquele em que o disco rotor se inclina na direção de seu movimento. O terceiro estado é o estado de vórtice. Nele, o turbilhão de ar que sai da parte inferior do rotor retorna circularmente para a parte superior, alimentando novamente o disco. Quando um helicóptero paira em altitude, ou próximo ao solo, mas sem estar no efeito solo, e tem uma razão de descida superior a 300 ft/min, e sem um vento relativo que a coloque em ETL (Effective Translational Lift), a sustentação efetiva de translação, este helicóptero entra em estado de vórtice.
Sua razão de descida pode facilmente ultrapassar os 2000 pés por minuto, e o piloto inadvertido tem o reflexo de puxar o coletivo, utilizando mais potência, e agravando ainda mais o estado. O início do estado de vórtice bem configurado se caracteriza por uma forte vibração e guinada adversa, além da subida ou descida súbita do nariz da aeronave, sua controlabilidade notavelmente reduzida, e a razão de descida aumentando muito, e rapidamente.
O estado de vórtice precisa de três condições para se configurar. São elas a razão de descida superior a 300 pés por minuto, uma velocidade inferior à de ETL, que geralmente está entre 15 e 30 nós, e a utilização de potência. A única situação em que o helicóptero não estará usando potência é durante uma autorrotação, e esta é uma das formas de sair do estado de vórtice, porém, ela é pouco prática, pois só pode ser realizada com alguma altitude. O piloto de um S300Cbi pode, erroneamente, aproximar para um heliponto com uma velocidade incompatível com o ângulo desejado, vindo devagar demais para sua razão de descida.
É sensato ter em mente que a razão de descida deve variar proporcionalmente à velocidade aerodinâmica e à altitude. Quanto mais alto, mais rápido, e mais rápido se pode descer. Ao aproximar-se do solo e reduzir a velocidade, o piloto notará uma vibração crescente. Essa vibração acontece porque uma parte da pá que recua já está saindo do ETL. Caso a razão de descida esteja maior do que 300 pés por minuto, uma rajada de vento de cauda pode ser suficiente para que o helicóptero entre em estado de vórtice.
Ao atingir a velocidade em que essa vibração se faz presente, o piloto precisa reduzir sua razão de descida, e só deve ir mais devagar do que isso quando estiver prestes a realizar o toque ou trazer para o pairado sobre o ponto. Outro helicóptero muito usado na instrução de asa rotativa é o Robinson R22, e devido a sua menor potência, há a orientação de manter-se acima do ETL durante o maior tempo possível, trazendo o helicóptero para o ponto a aproximadamente 20 nós, e fazendo o movimento similar ao de uma parada rápida nos últimos metros, mas isso não o exime da necessidade de manter a razão de descida inferior a 300 pés por minuto. O R22 também requer que o piloto se utilize ao máximo do efeito solo. É importante frisar aos alunos que a velocidade do helicóptero na aproximação deve ser controlada no cíclico, e a razão de descida, no coletivo.
Figura 2: Líquido pulverizado descrevendo os vórtices em helicóptero de operação agrícola.
A Recuperação de Vuichard
A técnica usada na recuperação de Vuichard consiste em utilizar o fluxo ascendente dos vórtices para recuperar a aeronave. A maioria das aeronaves é de fabricação americana, e seus rotores giram no sentido anti-horário. Sendo assim, a manobra consistirá em manter o helicóptero nivelado e reto usando o pedal esquerdo, aplicar potência de climb, a aplicando cíclico para a direita. Caso o helicóptero tenha a rotação do rotor no sentido horário, o cíclico deverá ser aplicado à esquerda, e o pedal, direito. O ângulo de bank deve estar entre 10 e 20 graus.
Para fins de demonstração, é aceitável atingir uma grande razão de descida antes de fazer a manobra, mas em casos reais, ela deve ser realizada assim que a condição for notada. Essa técnica realmente é eficiente e fácil de ser aprendida, por isso ela deve ser ensinada e praticada.
O procedimento se compõe de duas etapas (rotor anti-horário):
- Aumentar a potência como se fosse para uma decolagem, e pedal esquerdo para manter o nariz alinhado;
- Simultaneamente, aplicar cíclico à direita (10 a 20 graus);
Assim que a pá que avança atingir o fluxo ascendente de ar do vórtice, a recuperação está completa. A perda de altitude em média é de 20 a 50 pés. Menos do que 10% do que a recuperação tradicional.
Figura 3: Ilustração da recuperação de Vuichard.
Considerações Finais
A recuperação de Vuichard é uma alternativa mais segura e eficiente à tradicional, e será futuramente a técnica tradicional ela própria. É um caso em que a técnica de pilotagem evolui, de maneira segura e espontânea. Essa técnica deve ser treinada e tornar-se instintiva a todos os pilotos, e assim, prevenirá a ocorrência de muitos acidentes, poupando assim, muitos prejuízos materiais e de vidas humanas. Em muitos segmentos da atividade comercial, novas técnicas podem ser negligenciadas e guardadas como segredos, estando à disposição apenas de quem os possui, mas isso não pode se aplicar ao segmento da aviação, onde todos devem trabalhar juntos para a própria segurança e a de todo o segmento, e onde as perdas de vidas humanas são sentidas em todo o globo, por todos que fazem parte dessa apaixonante atividade.
Referências Bibliográficas
Airmanship Bulletin: http://www.ihst.org/portals/54/airmanship/Airmanship%20Vuichard%20FINAL.pdf Vuichard Recovery Aviation Safety Foundation
Forum Rotorcraft Professional
http://helicopterforum.verticalreference.com/topic/19370-the-vuichard-recovery-flying-through- the-vortex/