Helicóptero

Helicóptero

Un helicóptero es una aeronave que es sustentada y propulsada por uno o más rotores horizontales. Cuyas aspas tienen sin embargo el mismo perfil que el dado a las primeras.

La Sustentación

La sustentación o empuje de un ala sustentante depende del ángulo de ataque del ala y de la velocidad del aire que incide sobre ella (Fig. 1). En un avión las alas están unidas al fuselaje de la máquina, y por ello el mismo debe poseer una velocidad de avance para que se pueda crear la fuerza sustentante necesaria.

Velocidad en un Helicóptero

En un helicóptero la velocidad del aire se crea, en cambio, por rotación de las alas giratorias. Si el ángulo de ataque de estas últimas sobrepasa un cierto valor mínimo, la fuerza sustentante vence entonces a la fuerza de la gravedad y la máquina se eleva verticalmente por el aire pues la fuerza de sustentación actúa exactamente en la dirección del eje del rotor (fig. 2).

Para alcanzar altas velocidades de ascensión, tanto la velocidad de giro del rotor como el ángulo de ataque de sus aspas deben ser de considerable magnitud.

Si además se quiere obtener un movimiento progresivo, el piloto inclina entonces la máquina hacia delante (Fig. 3), aumenta el ángulo de ataque del aspa que pasa por encima de la cola y hace así que su empuje sea superior al de las otras.

La fuerza resultante, que en el vuelo vertical actuaba toda ella como empuje, se descompone ahora en una componente de empuje y en otra de avance o propulsión. El cabezal de plata oscilante (Fig. 4) se encarga de ir inclinando las aspas en el instante preciso para ello.

Mecanismos de Manejo

A través de una timonería de gobierno, el piloto fija el disco inferior del plato de modo que guarde un cierto ángulo con el eje del rotor. Al girar las aspas alrededor de dicho eje, las barras empujadoras actúan entonces sobre ellas, haciéndolas oscilar alrededor de su eje longitudinal y modifican así su ángulo de ataque.

Las articulaciones visibles en la figura 4 satisfacen otra finalidad: Siendo R el sentido de giro del rotor y T la dirección de avance de la máquina, la superficie barrida por las aspas queda descompuesta por la línea XX (Fig. 5) en dos regiones de características distintas:

En la región de la derecha, el empuje debido a la corriente de aire creada par el giro del rotor se suma al de la corriente de aire creada por el avance de la máquina; en cambio en la región de la izquierda, los dos empujes se restan entre sí.

Así pues, el empuje total A es más fuerte a la derecha que a la izquierda, y por consiguiente al aumentar la velocidad de giro del rotor, el helicóptero acabaría por volcar hacia la izquierda. Para evitar el par de vuelco, las aspas están articuladas al soporte de manera que se puedan inclinar alrededor de un eje perpendicular al eje de giro del rotor (Fig. 6).

Las Aspas

Como las articulaciones no pueden trasmitir ningún momento, las cabezas de las aspas no están así sometidas a flexión. Y las aspas se hallan continuamente en equilibrio bajo la acción de la fuerza centrifuga que actúa sobre ellas.

Durante el giro del rotor, las aspas se levantan una tras otra al penetrar en la región de más empuje, y varían así periódicamente su ángulo de ataque; de este modo se regula la magnitud del empuje que producen y se eliminan de paso las oscilaciones de tensión que si no deberían soportar.

Rotor de Cola

Al poner el rotor en funcionamiento, la máquina intenta girar entonces en sentido opuesto a él (principio de Newton: acción igual a reacción). Este efecto se puede compensar mediante dos rotores antagonistas, o bien con una hélice de cola situada a uno de los lados fig. 7).

En cambio si se acciona el rotor con pequeñas turbinas a reacción, dispuestas en lo extremos de las aspas, el efecto de giro antagonista no queda compensado.

Fuentes

Libro: "Como Funcionan las Cosas" Tomo II

Enlaces Externos

http://es.wikipedia.org/wiki/Helicóptero