INVESTIGACION:
EL HELICOPTERO
Es un aparato más pesado que el
aire que no se eleva utilizando alas fijas como las de los aeroplanos
convencionales, sino mediante uno o varios rotores motorizados que giran
alrededor de un eje vertical situado sobre el fuselaje. Los helicópteros pueden
elevarse y descender verticalmente, permanecer en una posición determinada y
moverse hacia adelante, hacia atrás o hacia los lados. El helicóptero fue el
primer tipo de aparato más pesado que el aire capaz de realizar un vuelo
vertical. Se diferencia del autogiro, otra clase de aeronave con alas
giratorias, en que el rotor proporciona sustentación, propulsión y casi todo el
control de vuelo.
El rotor de un helicóptero tiene
normalmente dos o más palas dispuestas simétricamente alrededor de un buje o
eje central que las sujeta durante el giro. El rotor está impulsado por un
motor, por lo general situado en el fuselaje, a través de unos engranajes que
reducen la velocidad de rotación por debajo de la velocidad del motor. Una
característica importante del diseño de los helicópteros es el desarrollo de
sistemas para contrarrestar el par de fuerzas o fuerza de reacción que se
produce cuando la rotación del rotor en un sentido tiende a girar el fuselaje
en la sentido contrario. La forma más común de sistema antipar es un pequeño
propulsor, similar al propulsor de un aeroplano, colocado en la cola del
helicóptero sobre un eje lateral, en tal posición que empuja la cola hacia un
lado. Otros tipos de helicóptero usan rotores principales acoplados que giran
en sentidos opuestos y neutralizan automáticamente el par de fuerzas del otro.
En algunos helicópteros, los rotores acoplados están colocados uno encima del
otro en un mismo eje, mientras que en otros están situados sobre montantes en
un lateral del fuselaje o delante y detrás del fuselaje. Los helicópteros
experimentales han utilizado pequeños motores de propulsión a chorro colocados
en los extremos de las palas del rotor para proporcionar potencia y eliminar el
par de fuerzas.
Cuando el helicóptero se eleva o
desciende en vertical, existe la misma sustentación en todas las palas del
rotor, porque todas se mueven a la misma velocidad. Pero cuando el aparato se
desplaza hacia adelante (o en cualquier dirección horizontal), la sustentación
en algunas palas es mayor que en otras. En cada ciclo varía la velocidad de las
palas, dependiendo de si el sentido de rotación es el mismo o contrario al del
movimiento del helicóptero. La velocidad del aire en un punto determinado de
una pala es igual a su velocidad de rotación en ese punto, más la velocidad de
avance del helicóptero durante la mitad del ciclo, menos la velocidad de avance
durante la otra mitad. Por tanto, si las palas estuvieran fijas en posición
horizontal, el grado de sustentación que proporcionaría cada pala variaría
durante el ciclo porque la sustentación aumenta al hacerlo la velocidad del
aire, y el helicóptero se inclinaría hacia un lado. Para evitar esta forma de
inestabilidad, casi todos los helicópteros de rotor único tienen palas de
batimiento. Las palas están articuladas cerca del buje de forma que cada pala
sube cuando se mueve a más velocidad para reducir la sustentación y baja cuando
la velocidad es menor para aumentar la sustentación. Así se anula el efecto de
la variación de la velocidad.
Los helicópteros se pueden mover en
cualquier dirección girando el rotor en la dirección deseada. El giro del rotor
altera la sustentación, que pasa de ser totalmente vertical a una combinación
de horizontal y vertical. Para girar el helicóptero, el rotor se inclina
primero en la dirección de giro, y luego el impulso del propulsor de cola se
cambia para girar el fuselaje en la dirección deseada. El ascenso y el descenso
del helicóptero se controlan aumentando o reduciendo la velocidad del rotor, la
incidencia de las palas del rotor o ambas. Si se produce un fallo de
alimentación, el rotor del helicóptero se suelta e inicia una autorrotación
igual que el rotor de un autogiro, manteniendo una sustentación suficiente para
que el aparato descienda despacio y no se produzca un choque que sería
catastrófico.
Usos
El helicóptero posee dos ventajas
principales sobre el avión convencional: la capacidad de volar lentamente o
estacionarse en el aire y la capacidad de despegar y aterrizar en un espacio
reducido. Los aeropuertos para helicópteros se denominan helipuertos. Uno de
los usos no militares más importantes del helicóptero es la búsqueda y el
rescate de personas perdidas, sobre todo en el mar y en regiones montañosas.
Los helicópteros pueden rescatar a personas de balsas salvavidas, del saliente
de una montaña y de otros lugares peligrosos. Si la zona es demasiado pequeña
para el aterrizaje, puede bajarse una escalera de cuerda desde el helicóptero
mientras éste permanece estacionado en el aire, o puede izarse a quien se
rescata mediante una manivela con cable y arneses. Los helicópteros permiten un
traslado rápido y seguro al hospital o a cualquier otro centro. Además, este
aparato puede utilizar en el mar las cubiertas de embarcaciones pequeñas y
despegar desde un tejado en el centro de una ciudad congestionada. Como el
helicóptero puede estacionarse en el aire y volar tan despacio como se desee,
también es un medio eficaz para la inspección de tuberías y tendidos eléctricos
desde el aire. Son sobre todo valiosos para el suministro de las plataformas
petroleras y de extracción de gas marítimas.
Al igual que el avión convencional,
el helicóptero puede manejarse mediante instrumentos durante la noche y en
condiciones climáticas adversas. Cuenta con la ventaja añadida de una mayor
seguridad gracias a su maniobrabilidad y a su velocidad controlable. Los
helicópteros se usan con excelentes resultados como patrullas contra incendios
en zonas forestales, para fumigar insecticidas sobre las cosechas, para
prospecciones aéreas y para plantar semillas para reforestación y control de la
erosión. También se utilizan para el transporte de pasajeros y, en algunas
grandes ciudades, para el servicio de correos, a veces transportando correo
desde el aeropuerto hasta la azotea de la oficina postal. El tamaño de los
helicópteros oscila desde el de un único pasajero hasta los grandes aparatos
con varios motores que transportan cincuenta pasajeros o más.
Los helicópteros militares se
utilizan en aplicaciones similares y también para combate y defensa
antisubmarina. Se han diseñado helicópteros especiales para el transporte de
equipos pesados. Estas grúas voladoras, como se las denomina, se han utilizado
para colocar torres y conductos para transmisión de energía eléctrica en zonas
inaccesibles y para recuperar equipos militares en lugares en guerra. Desde el
punto de vista económico, las grandes limitaciones del helicóptero son su
reducida velocidad máxima de avance, de unos 320 km/h, su complejidad mecánica y el consecuente coste
elevado por pasajero y kilómetro. Los helicópteros destinados a usos
comerciales están limitados en la actualidad a distancias de vuelo de 160 km o menos.
Historia
Se cuenta que en la antigua China
había un juguete que se accionaba a mano, al que a veces se llamaba “trompo
volador” y que se elevaba al tiempo que giraba rápidamente. Pero lo más
probable es que la primera persona que contempló la posibilidad de un
helicóptero con suficiente potencia como para transportar a un ser humano, y que
de hecho experimentó con modelos diseñados por él, fue el artista, ingeniero y
arquitecto italiano del siglo XV Leonardo da Vinci, quien hacia
el año 1500 hizo dibujos donde se ve un artefacto volador con un rotor
helicoidal. Leonardo había pensado usar la fuerza muscular para mover el rotor,
pero esta energía nunca habría sido suficiente para poner en funcionamiento un
helicóptero de este tipo.
Entre quienes experimentaron
durante el primer cuarto del siglo XX se encuentran los franceses Maurice
Léger, Louis Charles Bréguet, Étienne Oehmichen y Paul Cornu, el
húngaro-estadounidense Theodor von Karman, Raoul Pescara en España, Jacob
Christian Ellehammer en Dinamarca, Igor Sikorski en Rusia y Emile Berliner y su
hijo Henry en Estados Unidos. El ruso George DeBothezat y su colaborador Ivan
Jerome desarrollaron un aparato de cuatro rotores para las Fuerzas Aéreas de
Estados Unidos. Corradino d’Ascanio en Italia, Oscar von Asboth en Hungría y
otros más se enfrentaron a los numerosos problemas de la sustentación vertical.
El helicóptero Berliner fue probablemente el primer aparato que realizó un
vuelo controlado utilizando rotores motorizados. La distancia era tan sólo de
unos 90 m y la altura de unos 4,6 m, pero el helicóptero se movía a voluntad del
piloto, Henry Berliner. La invención de la pala de rotor de batimiento,
articulada para su autogiro, del español Juan de la Cierva, hizo posible el
desarrollo de helicópteros útiles.
El primer helicóptero capaz fue una
máquina de dos rotores diseñada por el ingeniero alemán Heinrich Focke que voló
en 1936. En 1939 el ingeniero aeronáutico Igor Sikorski, que por aquel entonces
se había nacionalizado en Estados Unidos, puso en vuelo un aparato de un único
rotor, el VS-300. Su sucesor, el XR-4, realizó el primer vuelo por el campo
desde Stratford, Connecticut, hasta las proximidades de Dayton, Ohio, cubriendo
unos 1.225 km del 13 al 17 de mayo de 1942.
En 1967, dos helicópteros Sikorski
HH-3 hicieron el primer vuelo transatlántico de Nueva York a París repostando
en el aire. El Lockheed AH-56A experimental y el Piasecki Pathfinder-3 fueron
los primeros modelos que lograron velocidades superiores a los 400 km/h. En la guerra de Vietnam, las fuerzas
estadounidenses utilizaron unos 2.000 helicópteros para evacuar heridos, transportar
personal y carga, observar las actividades del enemigo y disparar fuego
antiaéreo.
Aún no se ha demostrado que resulte
económico utilizar el helicóptero para el transporte comercial en distancias
superiores a 400 km. En este campo el helicóptero
tiene que competir con los aviones de despegue vertical y de despegue corto.
Algunos diseños avanzados de helicópteros cuentan con alas cortas supletorias y
propulsión de sentido directo además de un rotor principal y otro de cola.
Podrían transportar pasajeros a velocidades de crucero de unos 425 km/h, si resultaran viables.
Monografías
