Helicóptero; Historia concepto y usos
El helicóptero es una aeronave que se eleva gracias a rotores motorizados que giran alrededor de un eje vertical situado sobre el cuerpo de la máquina. A diferencia de los aeroplanos, que se sostienen en el aire gracias a alas fijas, el helicóptero es capaz de realizar vuelos verticales, permanecer en una posición fija y moverse en distintas direcciones. De hecho, fue el primer tipo de aeronave más pesado que el aire en ser capaz de realizar vuelos verticales. El rotor proporciona no solo sustentación, sino también propulsión y control de vuelo, lo que lo diferencia del autogiro, otra clase de aeronave con alas giratorias.
El buje o eje central de un helicóptero mantiene dos o más palas simétricas que giran gracias a un motor que se encuentra en el fuselaje. Para reducir la velocidad de rotación, se emplean engranajes. El diseño de estos aparatos contempla la necesidad de contrarrestar la fuerza de reacción o par de fuerzas que se produce cuando el rotor gira en un sentido, lo que provoca el movimiento contrario del fuselaje. El método más utilizado para evitar este efecto es la colocación de un pequeño propulsor en la cola del helicóptero, que empuja la cola hacia un lado y funciona de manera similar a los propulsores de los aviones.
Índice de contenidos
Introducción
Existen otros tipos de helicópteros que utilizan rotores principales conectados que giran en direcciones contrarias y equilibran automáticamente el par de fuerzas del otro. Algunos modelos de helicópteros tienen los rotores conectados apilados uno sobre otro en un solo eje, mientras que en otros se ubican sobre soportes en un lado del fuselaje o al frente y atrás del fuselaje. Los helicópteros experimentales han probado con pequeños motores de propulsión a chorro situados en los extremos de las palas del rotor para suministrar energía y contrarrestar el par de fuerzas.
Cuando el helicóptero se eleva o desciende en vertical, la sustentación es igual en todas las palas del rotor, ya que todas se mueven a la misma velocidad. Sin embargo, cuando el aparato se desplaza en cualquier dirección horizontal, la sustentación varía en cada pala. La velocidad de las palas cambia en cada ciclo, dependiendo de si el sentido de rotación es el mismo o contrario al del movimiento del helicóptero.
Si las palas estuvieran fijas en posición horizontal, la sustentación que proporcionaría cada pala variaría durante el ciclo, lo que causaría inestabilidad y el helicóptero se inclinaría. Para evitar esto, la mayoría de los helicópteros de rotor único tienen palas articuladas cerca del buje que suben cuando la velocidad aumenta y bajan cuando disminuye, lo que anula el efecto de la variación de la velocidad. Esto se llama sistema de batimiento.
Los helicópteros tienen la capacidad de moverse en cualquier dirección gracias a la posibilidad de girar el rotor en la dirección deseada. Al hacer esto, se altera la sustentación, que deja de ser completamente vertical para convertirse en una combinación de sustentación horizontal y vertical. Para lograr un giro del helicóptero, el rotor se inclina primero en la dirección deseada, y luego se modifica la fuerza del propulsor de cola para lograr el giro del fuselaje en la dirección deseada. La velocidad del rotor, la incidencia de las palas del rotor o ambas pueden controlar tanto el ascenso como el descenso del helicóptero.
En caso de una pérdida de potencia, el rotor del helicóptero se libera y comienza a girar por inercia, como lo hace en un autogiro. Esto permite que el aparato mantenga suficiente sustentación para descender suavemente y evitar un impacto catastrófico.
Usos para los Helicópteros
El helicóptero ofrece dos beneficios destacables en comparación con los aviones convencionales: su habilidad para volar a baja velocidad y mantenerse en el aire sin avanzar, y su capacidad de despegar y aterrizar en áreas pequeñas. Las terminales aéreas que atienden a helicópteros son conocidas como helipuertos. Entre los usos civiles más valiosos del helicóptero se encuentra la búsqueda y el rescate de individuos desaparecidos, especialmente en zonas montañosas y marítimas.
Los helicópteros tienen la capacidad de rescatar a personas en lugares peligrosos, como balsas salvavidas o salientes de montañas, y si la zona es demasiado pequeña para aterrizar, se puede utilizar una escalera de cuerda o una manivela con cable y arneses para izarse a la persona. Además, estos aparatos permiten un traslado rápido y seguro al hospital o a otros centros, y pueden utilizarse en lugares de difícil acceso, como cubiertas de embarcaciones pequeñas en el mar o tejados en el centro de ciudades congestionadas. Por su habilidad para volar despacio y estacionarse en el aire, son útiles para inspeccionar tuberías y tendidos eléctricos desde el aire, y son especialmente valiosos en el suministro de las plataformas petroleras y de extracción de gas en el mar.
De manera similar a los aviones tradicionales, los helicópteros tienen la capacidad de ser manejados por instrumentos durante la noche y en condiciones climáticas adversas. Además, poseen una mayor seguridad gracias a su maniobrabilidad y su velocidad que puede ser controlada. Los helicópteros son una excelente opción para combatir incendios forestales, fumigar insecticidas en cultivos, hacer prospecciones aéreas y para la reforestación y control de la erosión mediante la siembra de semillas.
También son utilizados para transportar pasajeros y en algunas grandes ciudades, para el servicio postal llevando correo desde el aeropuerto hasta la azotea de la oficina postal. Desde helicópteros pequeños para un solo pasajero hasta grandes aparatos con varios motores capaces de transportar más de cincuenta personas, el tamaño de estos dispositivos varía ampliamente.
Los helicópteros militares se emplean para tareas similares, incluyendo operaciones de combate y defensa antisubmarina. También se han desarrollado helicópteros especiales para el transporte de cargas pesadas. Estas aeronaves, conocidas como grúas voladoras, se han utilizado para la instalación de torres y líneas eléctricas en lugares remotos y para el rescate de equipos militares en zonas de guerra. Desde el punto de vista económico, los helicópteros tienen ciertas limitaciones, como su velocidad máxima relativamente baja de alrededor de 320 km/h, su complejidad mecánica y el alto costo por pasajero y kilómetro. En la actualidad, los helicópteros utilizados para fines comerciales están restringidos a distancias de vuelo de 160 km o menos.
Historia del surgimiento y creación del Helicóptero
Se dice que en la antigua China existía un juguete que podía ser accionado manualmente, conocido en ocasiones como el “trompo volador”, que se elevaba mientras giraba rápidamente. Sin embargo, es más probable que la primera persona que visualizó la posibilidad de un helicóptero lo suficientemente potente como para transportar a una persona y que, de hecho, experimentó con modelos diseñados por él mismo, fue el artista, ingeniero y arquitecto italiano del siglo XV, Leonardo da Vinci. Hacia el año 1500, dibujó un artefacto volador con un rotor helicoidal. Leonardo había contemplado el uso de la fuerza muscular para hacer girar el rotor, pero esta energía nunca hubiera sido suficiente para poner en marcha un helicóptero de este tipo.
Durante los primeros años del siglo XX, varios experimentadores se adentraron en el mundo de los helicópteros, incluyendo a Maurice Léger, Louis Charles Bréguet, Étienne Oehmichen y Paul Cornu de Francia, Theodor von Karman de origen húngaro-estadounidense, Raoul Pescara de España, Jacob Christian Ellehammer de Dinamarca, Igor Sikorski de Rusia y Emile Berliner y su hijo Henry de Estados Unidos. George DeBothezat de Rusia y su colaborador Ivan Jerome crearon un modelo de cuatro rotores para las Fuerzas Aéreas de Estados Unidos.
Mientras tanto, Corradino d’Ascanio de Italia, Oscar von Asboth de Hungría y otros más trabajaron arduamente para resolver los problemas de la sustentación vertical. El helicóptero Berliner se convirtió en el primer aparato que realizó un vuelo controlado utilizando rotores motorizados. Aunque el vuelo fue corto, con una distancia de solo 90 metros y una altura de 4,6 metros, fue un logro significativo. La invención de la pala de rotor de batimiento, articulada para su autogiro, del español Juan de la Cierva, permitió el desarrollo de helicópteros que resultaron útiles en diversas aplicaciones.
En 1936, el ingeniero alemán Heinrich Focke diseñó una máquina de dos rotores, convirtiéndose en el primer helicóptero capaz de volar. Tres años después, el ingeniero aeronáutico Igor Sikorski, quien se había nacionalizado en Estados Unidos, hizo volar un aparato de un solo rotor, el VS-300. Posteriormente, su sucesor, el XR-4, logró realizar el primer vuelo a través del país, desde Stratford, Connecticut, hasta las cercanías de Dayton, Ohio, cubriendo una distancia de aproximadamente 1.225 km entre el 13 y el 17 de mayo de 1942.
Durante el año 1967, dos helicópteros del modelo Sikorski HH-3 llevaron a cabo la hazaña de realizar el primer vuelo transatlántico, partiendo desde Nueva York y llegando a París, repostando en el aire en el camino. Los primeros modelos que alcanzaron velocidades superiores a los 400 km/h fueron el experimental Lockheed AH-56A y el Piasecki Pathfinder-3. En la guerra de Vietnam, las fuerzas militares de Estados Unidos emplearon aproximadamente 2.000 helicópteros para diversas tareas, incluyendo la evacuación de heridos, transporte de personal y carga, vigilancia del enemigo y defensa antiaérea.
Hasta el momento, no se ha comprobado que el uso del helicóptero para el transporte comercial sea rentable en trayectos que superen los 400 km. En este ámbito, el helicóptero tiene que competir con aviones de despegue vertical y corto alcance. Algunos modelos de helicópteros avanzados incluyen pequeñas alas y propulsión adicional aparte del rotor principal y el de cola. Si estos modelos resultaran factibles, podrían transportar pasajeros a velocidades de crucero de aproximadamente 425 km/h.