Helicopters in Flight
Planeando - Hovering
Para un helicóptero, el vuelo estacionario significa que está en vuelo a una altitud constante, sin movimiento hacia delante, hacia atrás o hacia los lados. Para poder planear, un helicóptero debe producir suficiente sustentación en las palas del rotor principal para igualar el peso de la aeronave.
El motor del helicóptero debe producir suficiente potencia para accionar el rotor principal, y también para accionar cualquier tipo de sistema anti-torque que se esté utilizando. La capacidad de un helicóptero para flotar se ve afectada por muchos factores, entre ellos si está o no en efecto suelo, la altitud de densidad del aire, la potencia disponible del motor y el grado de carga.
Vuelo hacia delante - Forward Flight
En los primeros días del desarrollo de los helicópteros, se dominó la capacidad de planear antes de lograr el vuelo hacia adelante. Los primeros intentos de vuelo hacia delante daban lugar a que el helicóptero se volcara cuando intentaba salir del vuelo estacionario y moverse en cualquier dirección. La causa del vuelco es lo que ahora denominamos disimetría de la sustentación.
Aleteo de las palas - Blade Flapping
Para resolver el problema de la disimetría de la sustentación, los diseñadores de helicópteros idearon un diseño con bisagras que permite a la pala del rotor aletear hacia arriba cuando experimenta un aumento de la sustentación, y aletear hacia abajo cuando experimenta una disminución de la misma.
Cuando una pala del rotor avanza hacia la parte delantera del helicóptero y experimenta un aumento de la velocidad del flujo de aire, el aumento de la sustentación hace que la pala flamee hacia arriba. Este movimiento ascendente de la pala cambia la dirección del viento relativo en relación con la línea de cuerda de la pala, y hace que el ángulo de ataque disminuya. La disminución del ángulo de ataque disminuye la sustentación de la pala.
La pala que retrocede experimenta una reducción de la velocidad del flujo de aire y de la sustentación, y aletea hacia abajo. Al aletear hacia abajo, la pala en retirada termina con un ángulo de ataque mayor y un aumento de la sustentación. El resultado final es que la sustentación de las palas se iguala, y la tendencia del helicóptero a rodar nunca se materializa.
Problemas de las palas en avance y en retroceso
La pala que avanza hacia el viento relativo ve el flujo de aire a una velocidad cada vez mayor a medida que el helicóptero vuela hacia delante a velocidades cada vez mayores. Finalmente, la velocidad del aire sobre la pala del rotor alcanzará una velocidad sónica, muy parecida al número de Mach crítico para el ala de un avión. Cuando esto ocurra, se formará una onda de choque y el aire se separará de la pala del rotor, dando lugar a una pérdida de alta velocidad.
Autorrotación - Autorotation
El motor de un helicóptero acciona el sistema del rotor principal mediante un embrague y una transmisión. El embrague permite que el motor esté funcionando y que el sistema del rotor no gire, mientras el helicóptero está en tierra, y también permite que el sistema del rotor se desconecte del motor mientras está en vuelo, si el motor falla. La desconexión del sistema del rotor del motor en caso de que éste falle es necesaria para que el helicóptero sea capaz de realizar una condición de vuelo llamada autorrotación.
