Introducción al helicóptero

INTRODUCCIÓN AL HELICÓPTERO

Un helicóptero es un avión levantado y propulsor de uno o mas rotores, el rotor puede estar compuesto por 2 o más palas.

El helicóptero esta clasificado como Rotorcraft o Alas rotatorias, para distinguirlo de los aviones convencionales que son de ala fija (Fixed wing) Por tanto las palas del rotor son las alas que al girar generan la sustentación necesaria para elevar al aparato.

El nombre helicóptero proviene del griego (Helikos espiral y pteron ala)

PARTES DE UN HELICÓPTERO

Podemos dividir las partes de un helicóptero, en Cabina, rotor principal, fuselaje, tren de aterrizaje (patines) motor, transmisión y rotor de cola.

Ahora vamos a explicar las partes de las que se diferencia de un avión de ala fija, que son rotor principal y rotor de cola.

ROTOR PRINCIPAL

La parte principal del aparato es logicamente el rotor principal, una de las cosas que hacen que volar en helicóptero o comprar un helicóptero sea mas caro que hacerlo en un avión es por la complejidad y la precisión en la fabricación.

Una rotor principal (conjunto entero) como principales características tiene que ser ligero, tener bajas vibraciones, una buena performance en vuelo estacionario y translatorio.

Una buena performance en estacionario es cuando un helicóptero tiene un gran diámetro en sus palas y por tanto tiene un número menor de RPM, lo cual NO contribuye al bajo peso. Por tanto los ingenieros tienen que lidiar siempre entre estos factores para conseguir una performance óptima.

La cantidad de palas oscila desde 2 a 8, como en el caso del MI-26 Ruso, la cantidad de palas de un helicóptero se determina según las vibraciones inducidas al fuselaje, peso del conjunto,, complejidad y espacio requerido para el hangaraje.

MIL MI-26

Al aumentar de número de palas en un rotor, generalmente se mejoran las vibraciones pero se aumenta el peso y la complejidad del sistema y del mantenimiento.

TIPOS DE ROTOR PRINCIPAL

Existen 4 tipos de rotor, rotor semi-rígido, rotor rígido, rotor articulado y rotor flexible. Cada uno con sus características técnicas y sus propias performances, vamos pues a analizar cada tipo.

ROTOR ARTICULADO

Por norma general son de 3 o más palas, estas palas pueden cambiar su angulo de ataque arriba y abajo respecto al plano de giro y también pueden adelantarse o atrasarse en el sentido de giro.

La posición contribuye en la compensación de  cambios en el centro de gravedad del helicóptero. El rotor articulado permite, mediante sus articulaciones, aliviar los esfuerzos sobre el mástil ylas palas, cosa que no sucede en un rotor rígido.

ROTOR SEMI-RÍGIDO

Junto al artículado fueron los más utilizados en los primeros helicópteros, hoy en día aún en uso en helicópteros pequeños y autogiros, por su bajo peso y sencillez, se emplea en rotores de dos palas, como el Robinson R-22 o el Bell 206 Jet Ranger.

No requiere de ajuste de adelanto y atraso al estar las palas unidas entre si para su movimiento, cuando una pala aumenta su ángulo de ataque la otra lo disminuye lo cual en cada vuelta del rotor compensa al helicóptero.

ROTOR RÍGIDO

Este tipo no lleva ninguna de las articulaciones que hemos visto anteriormente, por lo que es importante que las palas sean mucho más flexibles. En este caso el único movimiento posible es el de cambio de paso de la pala.

Poseen una gran maniobrabilidad y un bajo costo de mantenimiento, sin embargo en aterrizajes tiene una gran vibración, suelen estar construídos en titanio.

ROTOR FLEXIBLE

De funcionamiento similar al de un rotor articulado, pero en lugar de utilizar articulaciones, consigue el mismo efecto con el uso de elastómeros y vigas fabricadas en titanio y composites. 

Es utilizado en helicópteros de altas prestaciones como por ejemplo el Eurocopter Tigre o sin ir más lejos el Guimbal Cabri G2 que vamos a utilizar durante este curso.

ROTORES DE COLA

Vamos ahora a ver que tipos de rotor de cola existen… ¡Ah espera! son exactamente lo mismo que los principales, pero colocados verticalmente.

No obstante existen dos variaciones, los rotores tipo Fenetron y los NOTAR (No Tail Rotor)

Los de tipo Fenetron son rotores ”carenados” generalmente tienen de 8 a 18 palas en su interior y son mucho más efectivos y menos ruidosos. Los de tipo NOTAR, son equipados en helicópteros a turbina y no tienen palas, si no que utilizan los gases de escape de la turbina canalizado al final de la cola del helicóptero.

 

Sistema NOTAR (No Tail Rotor)

Sistema Fenestron de 10 palas

CONTROLES DE VUELO

Los controles de vuelo del helicóptero son dos, colectivo y cíclico, digo dos porque en resumidas cuentas el manejo del rotor de cola, lo haremos con los pies al igual que lo haríamos con un avión de ala fija.

¿QUÉ ES EL CÍCLICO EN UN HELICÓPTERO?

Lo que conocemos vulgarmente por ”la palanca” la función del cíclico es la de inclinar el plano de la senda de la punta de las palas hacia la dirección en que queramos hacer un desplazamiento horizontal.

El plato oscilante del rotor se mueve en la misma dirección que el cíclico, es decir si movemos cíclico adelante el plato oscilante también se inclinará hacia adelante.

¿QUÉ ES EL COLECTIVO EN UN HELICÓPTERO?

Este mando está ubicado a la izquierda del asiento del piloto, por lo que se acciona con la mano izquierda, el movimiento natural es arriba y a bajo pivotando por la parte inferior de la palanca.

A través de una serie de mecanismos de articulaciones y palancas, cambia el ángulo de ataque de las palas del rotor principal. Cuando se sube la palanca se aumenta el ángulo de ataque por lo que las palas generan mayor sustentación y elevan al helicóptero. Mientras que al bajar la palanca el ángulo disminuye y por tanto el aparato descenderá.

AL cambiar el angulo de ataque de las palas, también varia el angulo individual de cada pala y por tanto cambian también las resistencias aerodinámicas de las palas del rotor.

Al aumentar el ángulo de ataque, se aumenta la resistencia y las RPM (revoluciones por minuto) disminuyen y al disminuir el ángulo de ataque la resistencia disminuye y las RPM aumentan. Para mantener las RPM constantes se crea un coordinación mediante un sistema de levas que hacen un cambio proporcional de potencia para compensar el cambio de resistencia. Por tanto automáticamente la potencia aumenta al subir la palanca y disminuye al bajarla.

Y esta es una de las leyendas urbanas y cuentos chinos de ”vendehumos” por tanto entendemos que el rotor de un helicóptero es de RPM constantes.

MANDO DE GASES DEL HELICÓPTERO

En forma de empuñadura como una moto, va colocado en la misma palanca del colectivo, su misión es la de regular las RPM cuando no existe el sistema de sincronización automático del que hemos hablado anteriormente.

PEDALES ANTIPAR

La tracción del rotor de cola es controlada con los pedales, estos van unidos a un mecanismo de cambio de paso de las palas del rotor de cola, que permite aumentar o disminuir el paso de las mismas, el propósito de los pedales es contrarrestar el efecto de par del rotor principal.

¿TE ESTÁ GUSTANDO EL CURSO?

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