Historia del helicóptero

Aunque son caros en comparación con los aviones de alas fijas los helicópteros se utilizan preferentemente cuando se precisa un despegue vertical.

Se cree que las primeras contribuciones al desarro llo del helicóptero empe zaron con la declaración del principio de la espi ral de Arquímedes. En 1500, Leonardo da Vinci describió el aparato de vuelo en forma de helicóptero . y determinó los requisitos para su vuelo de la siguiente forma: "Yo "digo que si este instru mento hecho con una hé lice, si está bien hecho, "es decir, de tela a la cual "se han cerrado los poros "con almidón, es girado "con gran velocidad, dicha "hélice puede hacer una "espiral en el aire y trepar "alto".

Esta concepción de la "hélice" llegó a ser popu lar en las postrimerías del siglo XIX por medio de un juguete construído por Launoy y Bienvenu con dos hélices que giraban en direcciones opuestas. Una idea similar a ésta se había ori ginado hace siglos entre los chinos, pero al popularizarse en Francia e Inglaterra dió inspiración para acrecentar la inves tigación sobre los helicópteros. Sir Geor ge Cayley, el padre de la aviación britá nica, procedió a construir un modelo propio que voló hasta una altura de 30 metros. Edison, el gran inventor norte. americano, trató de mover las hélices grandes con energía eléctrica, pero no lo logró, comprendiendo que la solución vendría luego de un estudio avanzado de la aeronáutica que él no estaba pre. parado para encarar. Fué un francés, Louis Breguet, el primero en construir un helicóptero que voló, llevando a un piloto a bordo, el 24 de agosto de 1907, desprovisto de todo medio de control, debido a la dificultad de resolver dicho problema, que no se solucionó hasta algún tiempo después. Durante la prime ra guerra mundial, dos austríacos cons truyeron, con fines de observación, un helicóptero, cautivo por cables, que sólo podía volar verticalmente, hasta una altura de unos cincuenta metros.

En 1916, George de Bothezat, un exiliado ruso, desarrolló un tratado sobre la teoría de "tornillos elevadores" y a él se le debe una considerable investiga ción sobre el diseño de palas. Estando bajo contrato en el ejército de los Esta dos Unidos, produjo finalmente una máquina que el 18 de diciembre de 1922 voló a una altura de dos metros, permaneciendo así durante un minuto y cuarenta segundos antes de descender.
 

licóptero, y generalmente, dos controles de mano: uno, colocado en el centro de la cabina del piloto, que tiene un accionamiento universal, para crear los movimientos del he licóptero hacia delante, atrás o al costado; el otro es el control de paso colec tor, el cual hace que el helicóptero .ascienda o descienda, y va colocado ge neralmente al lado del asiento del pi loto. En este mismo control de paso co lector hay un manubrio que, al ser vi rado, cambia la posición de la mariposa del carburador. Hay también diseños que conectan la mariposa automática mente cuando funciona el paso colec tor, con lo cual se puede mantener más fácilmente un número de r. p. m. (revolu ciones por minuto) constante. En la ma yoría de los modelos se ha dispuesto el asiento del piloto a la derecha, más bien que a la. izquierda, como se acostumbra en los aviones convencionales cuando la cabina cuenta 'con sendos asientos a cada lado.

Se han construído, con todo éxito, he licópteros con comodidades para uno y hasta diez pasajeros; la disposición de los rotores, sin embargo, no ha variado, por regla general, de los de dos o tres pa las por conjunto de rotor principal. Los instrumentos en la cabina son del tipo
. usado en los aviones, con excepción del taquímetro de doble lectura, donde una aguja indica el número de revoluciones del motor y la otra el número de revolu ciones del rotor. En los helicópteros de la actualidad estas indicaciones deben ser mantenidas dentro de límites muy pe queños, y en uno de los modelos las ve locidades del rotor varían solamente en un ámbito de 205 a. 300 r. p. m.

El combustible se lleva generalmente detrás de la cabina, delante del motor, el cual es generalmente una adaptación del motor de avión convencional. Estos motores no son completamente adapta bles para las operaciones del helicóptero; pero probablemente deberán ser utiliza. dos hasta que exista una actividad suficiente como para justificar el desarrollo de un motor especial para helicóptero.
 
Se está realizando una intensa investigación para desarrollar un rotor movido por reacción y, es probable que ésta lle gue a ser la futura planta motopropulso ra del helicóptero. Hasta que estos expe rimentos tengan buen éxito, no obstante, es probable que un sistema de compresión a reacción facilite las fases críticas del decolaje.
La planta motopropulsora de un heli cóptero, en la actualidad, requiere un peso de alrededor de 1 kilo y medio por caballo vapor, peso considerablementc más alto que el de un motor de trans porte moderno, lo cual disminuye seriamente la eficacia del helicóptero como transporte de carga.

Encima del motor va montado un ven tilador para refrigerar el motor y un embrague que permite que el motor funcione sin conectar al rotor. Éste tiene generalmente una conexión automática que, pasadas las r.p.m. especificadas para el motor, el rotor se conecta sin interrupción por parte del pirata. Esto permite que el motor sea ensayado en tierra y calentado antes de ser conectado para accionar los rotores. El mecanismo del rotor incluye también una unidad de rueda libre, la cual transmite la rotación del motor a los rotores mientras éste funcione, pero que permite que éstos giren independientemente si el motor cesara de funcionar. Cuando hay falla del motor, se han efectuado aterrizajes autorotativos (en los que la inercia acumulada en las palas rotativas y el flujo de aire sobre las mismas las mantienen girando) sin perjuicio alguno, siendo estos aterrizajes, por otra parte, una parte integral de los cursos de entrenamiento de vuelo con helicópteros. La caja de velocidad la cual por una serie de engranajes generalmente reduce la velocidad de rotación del motor en la proporción de 10 a 1, transmite la potencia del motor para accionar los rotores. En los modelos con rotor de cola, la caja de engranajes también va conectada con con un largo eje de accionamiento, extendiéndo se para accionar el rotor de cola.
 
 

   
AUTOGIRO DE JUAN DE LA CIERVA.

Juan de la Cierva construyó uno de los primeros autogiros, en 1923. Su aparato no es un verdadero helicóptero porque su rotar no es impulsado por un motor.

Desde entonces el autogiro halla más sus tentación con el aumento del flujo del aire, y esta sus tentación no es igual a ambos lados del disco rotativo. En los primeros autogiros, las palas es taban fijadas al mástil (eje principal que sostiene los rotores) por medio de una conexión muy rígida, de manera tal que cuando el disco rotativo se inclinaba, el mástil también acompañaba esa inclinación. Cuando los autogiros gana ban velocidad de avance en el despe gue, la asimetría de sus tentación desarrollada creaba más sus tentación sobre un lado del disco rotativo que sobre el otro y, como los rotores estaban adheridos rígidamente al mástil, el resultado era una inclinación lateral de todo el apa rato. Esta tendencia fué solucionada con la construcción de una bisagra aleteado ra, la cual abisagraba las palas al más til de tal modo que las mismas podían moverse verticalmente sin afectar a éste, conociéndose este movimiento con el nombre de aletea. Con estas mejoras los rotores giraban, y la pala que retroceda, al desarrollar menos sustentación que las 'palas que avanzaban, aumentaba el ángulo de ataque para crear más sus tentación, de tal manera que en ambos lados del disco rotativo se produzca el mismo grado de sustentación.

Posteriormente, los helicópteros fue ron construídos con bisagras resistentes además de las bisagras aleteadoras. Éstas permitían que las palas se movieran ligeramente hacia atrás y adelante a la altura de la raíz (lugar donde van abi sagradas al mástil), evitando fallas por fatiga, ya que las palas, al aletear, tira ban constantemente en dirección longitudinal.

En muchos modelos las palas están abisagradas al mástil por medio de un cubo, generalmente un anillo o sección de anillo circular unido al mástil de ma nera tal que las palas pueden moverse libremente vertical y horizontalmente (aleteando y resistiendo al avance). Este diseño se conoce como de rotor articulado, siendo mejor definido como un ro tor cuyas palas individuales o colectivas pueden aletear, resistir el avance o per filarse libremente (Perfilarse es el tér mino que se aplica a la rotación mecá. nicá del cubo principal del rotor y de la pala alrededor del eje longitudinal). Cuando se acciona el control cíclico en la cabina, una placa conocida con el nombre de placa de unión, a la cual van fijadas las palas. 
 
La máquina empleaba cuatro juegos de rotores., La característica de una asimetría importante en el caso de alguna falla mecánica (el aparato sería incontrolable si un conjunto de rotor fallase), como así también la compleji.dad general de la máquina, hicieron que el ejército abandonara toda otra inves tigación con Bothezat, aunque creían firmemente en el futuro del vuelo con helicópteros.

Breguet volvió a sus investigaciones sobre helicópteros y en 1931 tuvo un buen éxito en la construcción de un mo delo con los rotores iguales coaxiales, que alcanzó 180 metros y demostró poseer buenas características de control. Durante el período de 1922 a 1935, se obtuvo un considerable progreso con el desarrollo del "autogiro" de Juan de la Cierva, que parecía un avión porque te nía un motor para crear un movimiento de avance y superficies de cola para con trol, pero llevaba sus alas encima del fu. selaje en la forma de perfiles rotativos libres. Su aparato voló con buen éxito luego de un período de experimentación y contribuyó en gran parte al conoci miento de las alas rotativas, ya que las características aerodinámicas del movimiento del rotor eran similares. En 1937 un helicóptero alemán que presentaba dos rotores iguales exteriores voló con éxito, y poco tiempo después, Igor Si korsky voló en su VS 300, considerado por muchos como el primer helicóptero realmente moderno y práctico.
Los helicópteros de hoy pueden volar por períodos de tiempo prácticamente indefinidos, pueden moverse lateralmen te, hacia atrás y hacia delante con igual facilidad y pueden aterrizar a salvo en caso de una falla del motor. En un aterrizaje autorrotativo se puede mantener un planeo de 4 1/2 a 1 y aterrizar a una velocidad hacia adelante de cero a se tenta millas por hora. Se considera que un tiempo de vuelo de veinte a treinta horas es una experiencia de vuelo adecuada para que el piloto maneje el apa rato con seguridad. La vida de las palas de los rotores de algunos modelos se estima en más de 1.000 horas. Algunos he licópteros han volado a alturas de alre dedor de 7.000 metros y han establecido marcas de velocidades ligeramente supe riores a 115 millas por hora. Algunos modelos mayores han sido construídos bajo contrato para el servicio militar norteamericano, para el transporte de cargas considerables y para llevar por lo menos 10 personas. El helicóptero es muy utilizado en los Estados Unidos, es pecialmente como fumigador de Cosehas, y se han exportado varios con este propósito a Canadá y América del Sur, donde les han hallado otras aplicaciones.
El helicóptero obtiene su sustentación por medio del movimiento del rotor accionado por la planta de poder. Las pa. las del rotor son controladas manual mente desde la cabina. La sustentación vertical se crea por una combinación del aumento de las revoluciones del rotor y del paso de las palas (la sustentación aumentará con el aumento de la veloci dad o del ángulo de ataque). La inclinación del disco rotativo (imagínese a los rotores formando un plano circular completo) inclina a su vez el vector de sustentación haciendo que el helicóptero cambie de dirección y vuele hacia ade lante, atrás o al costado, según lo desee el piloto. El vuelo del helicóptero di fiere del vuelo del avión convencional en que, en una revolución completa, la pala del rotor irá hacia "adelante" o avanzará solamente la mitad del tiempo y se retraerá o retrocederá con respecto a la cabina, durante la otra mitad. Mientras no haya velocidad de avance o vien to, el flujo de aire sobre las palas será uniforme en todo el círculo, desarro llándose una sustentación igual debido a la uniformidad de la velocidad. Sin embargo, cuando el helicóptero avanza, aumenta el flujo sobre la pala que avan za, (velocidad de rotación más la velo cidad del aparato) y disminuye el "mo vimiento relativo" de la pala, que retrocede a través del aire (velocidad de rotación menos la velocidad del aparato). Esto se conoce como asimetría de la sustentación.

Se descubrió entonces que si hubiera tres palas, no estarían separadas exactamente en 120°, Y su movimiento horizontal haría que el centro de gra vedad del sistema variase, produciendo excesiva vibración. En consecuencia, ca da movimiento de las palas ha sido res tringido por un amortiguador de fricción fijado a la raíz de las palas en el cubo, para mantenerlas en una relación cons tante unas a otras, colocándolas de ma nera que el centro de gravedad no varíe.

Las varillas de control, que transmi. ten los movimientos de las palancas de control en la cabina a los rotores, accio nan las palas hasta un punto 90° delan te del sitio donde va a tener lugar el desplazamiento deseado, debido a la pre cesión giroscópica. Las palas, girando rápidamente, actúan como un giróscopo y de ahí que precesarán o inclinarán 90° en la dirección de rotación de donde se aplica una cupla o fuerza. De esta ma nera, cuando se mueve el control cíclico,
este movimiento será transmitido por medio de articulaciones a los rotores, creando una fuerza en un punto determinado del plano de rotación, con un desplazamiento a 90° en la dirección de rotación desde donde la fuerza fuera aplicada.
El control de timón en modelos como el Bell se efectúa con el rotor de cola; el movimiento es mecánico, haciendo que éste cambie su paso. El rotor de cola gira en un plano vertical y en el tipo Bell está montado en la parte posterior del helicóptero, sobre el lado derecho. Cuando las palas toman un mayor o menor paso, se producen fuerzas de avan ce variables haciendo que la cola oscile al aplicarse el pedal de cola. Como el giro del rotor principal tenderá a pro vocar el giro del helicóptero en la dirección opuesta, debido a la reacción de la cupla, este rotor de cola aumentará el efecto de cupla dando al piloto con 
trol por medio del mismo; debido a esto el rotor de co la es conocido también con
el nombre de rotor antitor sor. Sin embargo, como el efecto antitorsor no es una fuerza equilibrada, si no 1I n movimiento medtnico, todo el aparato tenderá a deri var hacia los costados. Esto se evita haciendo que al co locarse el rotor principal en posición "vertical", se in cline ligeramente el plano del mismo para que así la deriva sea debidamente con trarrestada.
En general, queda aún mucho por conocer sobre la construcción, funciona miento y performance del helicóptero. Algunas de las reglas fijadas en las últimas etapas del desarrollo de es te nuevo campo, han resultado inexactas. La estabili dad o falta de ella es aún un serio problema.
Las palas también seguirán la "inclinación" de esta placa, aleteando hasta tomar una posición que inclina al disco del rotor de manera tal que produzca el movimiento deseado.

La sustentación de las palas tendería a flexionarlas hacia arriba si no fuera por la fuerza centrífuga desarrollada por su rotación, la cual tiende a aplanarlas o tirarlas hacia afuera. El movimiento de las palas hacia arriba, al crearse la sus tentación, se conoce con el nombre de flexión, y la posición resultante de las puntas de las palas puede determinar. se componiendo las fuerzas de sustentación y centrífuga.
La bisagra de resistencia es particular mente importante, ya que reduce la fa tiga de las palas, debido al desequilibrio geométrico durante el vuelo.
Los interesados en el desarrollo del helicóptero tenemos hoy la ventaja de haber observado un Ólim po completamente nuevo, y esto, en la práctica, des de su comienzo, puesto que el primer helicóptero moderno, logrado en toda su plenitud, data de sólo hace muy pocos años.
 

 

 Helicópteros famosos históricos

 

Jet Range, destinado a misiones civiles: el Jet Ranger podía llevar cinco personas. Volaba a 250 km. por hora, y su autonomía erade 600 km.
 
Skycrane

Empleado como grúa, este helicóptero puede levantar más de diez toneladas. Añadiéndole compartimentos puede transportar tropas o servir como hospital.