Helicóptero

Un departamento de policía Helicóptero de Bell 206

La Agencia Española de Seguridad Marítima Helicóptero de rescate AW139SAR

Un helicóptero (o helicóptero, helicóptero o whirlybird) es un tipo de rotorcraft en el cual ascensor y empuje son suministrados por rotores. Esto permite que el helicóptero para despegar y aterrizar verticalmente, a flotar y volar hacia delante, hacia atrás y lateralmente. Estos atributos permiten helicópteros para ser utilizados en áreas congestionadas o aisladas donde las aeronaves de ala fija normalmente no sería capaz de despegar o aterrizar. La capacidad de flotar de manera eficiente durante largos períodos de tiempo permite un helicóptero para realizar las tareas que las aeronaves de ala fija y otras formas de despegue vertical y aterrizaje de aeronaves no pueden realizar.

La palabra helicóptero es una adaptación de la hélicoptère francés, acuñado por Gustave de Ponton d'Amécourt en 1861, que se origina en el griego hélice / helik- (ἕλιξ) = "torcido, curvo" y pteron (πτερόν) = "ala".

Los helicópteros fueron desarrollados y construidos durante el primer medio siglo de vuelo, con el Focke-Wulf Fw 61 siendo el primer helicóptero en funcionamiento en 1936. Algunos helicópteros alcanzó una producción limitada, pero no fue hasta 1942 que un helicóptero diseñado por Igor Sikorsky alcanzó a gran escala producción, con 131 aviones construidos. Aunque la mayoría de los diseños anteriores utilizaron más de un rotor principal, es el solo rotor principal con anti-torsión configuración de rotor de cola que se ha convertido la configuración más común helicóptero. Junto rotor de helicópteros también son de uso generalizado, debido a su mayor capacidad de carga útil. Helicópteros quadrotor y otros tipos de multicopter se han desarrollado para aplicaciones especializadas.

Historia

Las primeras referencias de vuelo vertical han venido de China. Desde aproximadamente el año 400 aC, chinos niños han jugado con bambú volar los juguetes, y el AD del siglo cuarto taoísta libro Baopuzi (抱朴子 "Maestro que abraza la simplicidad") según los informes, se describen algunas de las ideas inherentes a las aeronaves de ala rotatoria:

"tornillo aéreo" de Da Vinci

No fue hasta principios del decenio de 1480, cuando Leonardo da Vinci creó un diseño para una máquina que podría ser descrito como un "tornillo aéreo", que cualquier avance registrado se hizo hacia el vuelo vertical. Sus notas sugirieron que él construyó modelos voladoras pequeñas, pero no había indicios de alguna disposición para detener el rotor de hacer girar el oficio. Como el conocimiento científico aumentó y se hizo más aceptado, los hombres siguieron persiguiendo la idea de vuelo vertical. Muchos de estos modelos posteriores y máquinas podría parecerse más a la antigua parte superior de vuelo de bambú con alas giratorias, en lugar de tornillo de Da Vinci.

Prototipo creado por M. Lomonosov, 1754

En julio de 1754, Mikhail Lomonosov demostró un pequeño rotor en tándem a la Academia Rusa de Ciencias. Fue accionado por un resorte y sugirió como método para levantar meteorológicos instrumentos. En 1783, Christian de Launoy, y su mecánico, Bienvenu, hizo un modelo con un par de rotores giran en sentido contrario, utilizando pavo plumas de vuelo como palas del rotor, y, en 1784, demostró que a la Academia de Ciencias francés. Sir George Cayley, influenciado por una fascinación infantil con la parte superior de vuelo de China, creció para desarrollar un modelo de plumas, similar a Launoy y Bienvenu, pero funciona con bandas de goma. A finales del siglo, había progresado hasta el uso de hojas de estaño para las palas del rotor y manantiales por el poder. Sus escritos sobre sus experimentos y modelos serían influyentes en futuros pioneros de la aviación. Alphonse Pénaud desarrollaría más adelante juguetes del helicóptero modelo de rotor coaxial en 1870, también funciona con bandas de goma. Uno de estos juguetes, dada como un regalo de su padre, sería una inspiración para los hermanos Wright para perseguir el sueño de volar.

En 1861, la palabra "helicóptero" fue acuñado por Gustave de Ponton d'Amécourt, un inventor francés que demostró un modelo pequeño, a vapor. Mientras que se celebra como un uso innovador de un nuevo metal, aluminio, el modelo nunca levantó del suelo. Contribución lingüística de D'Amécourt sobreviviría para describir finalmente el vuelo vertical que había imaginado. La energía de vapor era popular con otros inventores también. En 1878 el italiano Vehículo no tripulado de Enrico Forlanini que también fue impulsado por un motor de vapor, fue el primero de su tipo que se elevó a una altura de 12 metros (40 pies), donde estuvo rondando durante unos 20 segundos después de un despegue vertical. Diseño ofrecido rotores giran en sentido contrario a vapor de Emmanuel Dieuaide alimentado a través de una manguera de una caldera en el suelo.

En 1885, Thomas Edison de Estados Unidos se le dio $ 1.000 por James Gordon Bennett, Jr., para llevar a cabo experimentos hacia el desarrollo de vuelo. Edison construyó un helicóptero y utiliza el papel para un tablero de cotizaciones para crear algodón pólvora, con la que trató de encender un motor de combustión interna. El helicóptero fue dañado por las explosiones y uno de sus trabajadores sufrió quemaduras graves. Edison informó que tomaría un motor con una proporción de tres a cuatro libras por caballo de fuerza producida para tener éxito, basado en sus experimentos. Jan Bahyl, un Inventor Eslovaca, adaptado el motor de combustión interna para alimentar su modelo de helicóptero que alcanzó una altura de 0,5 metros (1,6 pies) de 1901. El 5 de mayo de 1905, su helicóptero llegó a cuatro metros (13 pies) de altura y voló por más de 1.500 metros (4.900 pies). En 1908, Edison patentó su propio diseño para un helicóptero propulsado por un motor de gasolina con cometas caja unidos a un mástil de cables para un rotor, pero nunca voló.

Primeros vuelos

Helicóptero de Paul Cornu en 1907

En 1906, dos hermanos franceses, Jacques y Louis Breguet, comenzó a experimentar con superficies de sustentación para helicópteros y en 1907, los experimentos dieron lugar a las No.1 Gyroplane. Aunque existe cierta incertidumbre acerca de las fechas, en algún momento entre 14 de agosto y 29 de septiembre de 1907, el Autogiro No. 1 levantó su piloto en el aire alrededor de dos pies (0,6 m) para un minuto. Sin embargo, el autogiro No. 1 demostró ser extremadamente inestable y requiere un hombre en cada esquina de la estructura del avión para mantenerla constante. Por esta razón, los vuelos de la Autogiro No. 1 son considerados como el primer vuelo tripulado de un helicóptero, pero no es un vuelo libre o sin ataduras.

Ese mismo año, el inventor francés compañero Paul Cornu diseñó y construyó un Cornu helicóptero que utiliza dos de 20 pies (6 m) rotores contra-rotativos accionados por un 24 hp (18 kW) Motor Antonieta. El 13 de noviembre de 1907, se levantó de su inventor a 1 pie (0,3 m) y se mantuvo en el aire durante 20 segundos. A pesar de que este vuelo no superó el vuelo del autogiro No. 1, se informó a ser el primer vuelo libre de verdad con un piloto. El helicóptero de Cornu completaría unos tramos más y alcanzar una altura de cerca de 6,5 pies (2 m), pero resultó ser inestable y fue abandonado.

El inventor danés Jacob Ellehammer construyó el Helicóptero Ellehammer en 1912. Se componía de un marco equipada con dos discos de contra-rotación, cada uno de los cuales estaba equipado con seis paletas alrededor de su circunferencia. Después de una serie de pruebas de interior, la aeronave se demostró al aire libre y formuló una serie de libres despegues. Los experimentos con el helicóptero continuó hasta septiembre de 1916, cuando se volcó durante el despegue, la destrucción de sus rotores.

Desarrollo temprano

A principios de la década de 1920, Argentina Raúl Pateras-Pescara de Castelluccio, mientras trabajaba en Europa, demostró una de las primeras aplicaciones exitosas de paso cíclico. Coaxial, contrarrotativo, rotores biplano podría deformado para aumentar cíclicamente y disminuir el ascensor que producían. El cubo del rotor también podría inclinarse hacia adelante unos pocos grados, lo que permite que el avión se mueve hacia adelante sin una hélice separada para empujar o tirar de él. Pateras-Pescara también fue capaz de demostrar el principio de auto rotación. Para enero de 1924, de Pescara helicóptero No. 1 fue probado, pero se encontró poca potencia y no podía levantar su propio peso. El gobierno británico financió nuevas investigaciones por Pescara que resultó en helicóptero No. 3, impulsado por un motor radial de 250 CV que podía volar hasta por diez minutos.

Oehmichen N ° 2, 1923

El 14 de abril 1924 el francés Etienne Oehmichen establecer el primer récord mundial de helicópteros reconocido por el Federación Aeronáutica Internacional (FAI), volando a su helicóptero quadrotor 360 metros (1.181 pies). El 18 de abril de 1924, Pescara batió el récord de Oemichen, volando a una distancia de 736 metros (casi media milla) en 4 minutos y 11 segundos (aproximadamente 8 mph 13 km / h), el mantenimiento de una altura de seis pies (1,8 metros) . El 4 de mayo, Oehmichen estableció el primero de 1 km de circuito cerrado de vuelo en helicóptero en 7 minutos 40 segundos con su auto No. 2.

En los EE.UU., George de Bothezat construyó el quadrotor De Bothezat helicóptero del Servicio Aéreo del Ejército de Estados Unidos, pero el Ejército canceló el programa en 1924, y el avión fue desechado.

Albert Gillis von Baumhauer, un ingeniero aeronáutico holandés, comenzó a estudiar diseño de helicópteros en 1923. Su primer prototipo "voló" ("saltado" y mantenido en la realidad) el 24 de septiembre 1925, con el holandés Ejército-Aire brazo capitán Floris Albert van Heijst en el controles. Los controles que el capitán Van Heijst usó eran invenciones de Von Baumhauer, la cíclico y colectivo. Las patentes fueron concedidas a von Baumhauer por sus controles cíclicos y colectivos por el ministerio británico de la aviación el 31 de enero de 1927, con el número de patente 265272.

Arthur M. Young, inventor estadounidense, comenzó a trabajar en los modelos de helicópteros en 1928 por medio de motores eléctricos libración convertidos para impulsar la cabeza del rotor. Joven inventó la barra estabilizadora y patentó poco después. Un amigo común introduce joven a Lawrence Dale, que una vez de ver su trabajo le pidió que se uniera a la compañía Bell Aircraft. Cuando Young llegó en Bell firmó su patente una y comenzó a trabajar en el helicóptero. Su presupuesto fue de US $ 250.000 para construir 2 helicópteros de trabajo. En sólo 6 meses de haber completado el primer modelo de Bell 1, lo que dio lugar a la campana 30, más tarde logrado por la campana 47.

En 1928, el ingeniero de aviación de Hungría Oszkár Asboth construyó un prototipo de helicóptero que despegó y aterrizó al menos 182 veces, con una sola duración máxima de vuelo de 53 minutos.

En 1930, el ingeniero italiano Corradino D'Ascanio construyó su D'AT3, un helicóptero coaxial. Su relativamente grande máquina tenía dos,, rotores giran en sentido contrario de dos palas. Se logró controlar mediante el uso de alas auxiliares o servo-control sobre los bordes de salida de las palas, un concepto que posteriormente fue adoptado por otros diseñadores de helicópteros, incluyendo Bleeker y Kaman. Tres pequeñas hélices montadas en la estructura del avión se utilizaron para lanzamiento adicional, roll, y el control de derrape. El D'AT3 celebró récords de velocidad y altitud FAI modestas por el momento, incluyendo la altitud (18 metros o 59 pies), la duración (8 minutos 45 segundos) y distancia recorrida (1.078 mo 3.540 pies).

En la Unión Soviética, Boris N. Yuriev y Alexei M. Cheremukhin, dos ingenieros aeronáuticos que trabaja en el Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institut (TsAGI, Rusia : Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), Inglés: Instituto Central Aerohydrodynamic), construyó y voló el helicóptero de un solo rotor TsAGI 1-EA, que utiliza un marco abierto de tubos, un rotor principal hoja cuatro, y dos conjuntos de 1,8 metros (6 pies) de diámetro rotores anti-torsión: un conjunto de dos en la nariz y un conjunto de dos en la cola. Propulsado por dos M-2 centrales eléctricas, incrementarse de copias de la Gnome Monosoupape motor radial rotativo de la Primera Guerra Mundial, la TsAGI 1-EA hizo varios vuelos de baja altitud exitosas. El 14 de agosto de 1932, Cheremukhin logró que el 1-EA hasta una altitud no oficial de 605 metros (1.985 pies), logro anterior demoledor d'Ascanio. A medida que la Unión Soviética no era todavía miembro de la FAI, sin embargo, el historial de Cheremukhin permaneció desconocida.

Nicolas Florine, un ingeniero ruso, construyó la primera máquina de rotor en tándem doble para realizar un vuelo libre. Voló en Sint-Genesius-Rode, en el Laboratoire Aérotechnique de Belgique (ahora von Karman Institute) en abril de 1933, y alcanzó una altura de seis metros (20 pies) y una autonomía de ocho minutos. Florine eligió una configuración co-rotación porque la estabilidad giroscópica de los rotores no cancelaría. Por lo tanto los rotores tuvieron que ser inclinado ligeramente en direcciones opuestas para contrarrestar el par. El uso de rotores sin articulaciones y co-rotación también minimiza la presión sobre el casco. En ese momento, que era uno de los helicópteros más estables de la existencia.

El Bréguet-Dorand Autogiro Laboratoire fue construido en 1933. Fue un helicóptero coaxial, contra-rotación. Después de muchas pruebas en tierra y un accidente, primero dieron a la fuga el 26 de junio de 1935. En poco tiempo, el avión fue el establecimiento de registros con piloto Maurice Claisse en los controles. El 14 de diciembre de 1935, estableció un récord para el vuelo en circuito cerrado con un diámetro de 500 metros (1.600 pies). Al año siguiente, el 26 de septiembre de 1936, Claisse estableció un récord de altura de 158 metros (520 pies). Y, por último, el 24 de noviembre de 1936, estableció un récord de duración de vuelo de una hora, dos minutos y 5 segundos sobre un 44 kilometros (27 millas) de circuito cerrado de 44.7 kilómetros por hora (27,8 mph). El avión fue destruido en 1943 por un Aliado ataque aéreo en Aeropuerto de Villacoublay.

Autogiro

Pitcairn PCA-2 autogiro, construido en los EE.UU. bajo licencia para la Cierva Autogiro Company.

Juan de la Cierva comenzó a construir aviones en España desde 1912; en 1919 se empezó a considerar el uso de un rotor para generar la elevación a baja velocidad, y elimina el riesgo de pérdida de sustentación. Para lograr esto, se utiliza la capacidad de un rotor de elevación para autorotate, por lo que con un ajuste de paso adecuado, un rotor seguirá girando sin accionamiento mecánico, sostenida por el par de equilibrio de las fuerzas de elevación y arrastre que actúan sobre las cuchillas. Este fenómeno era ya conocida, y estaba disponible como una característica de seguridad para permitir el descenso controlado en caso de fallo del motor. Con autogiro de la Cierva, el rotor se extrae a través del aire mediante convencional la hélice, con el resultado de que el rotor produce una sustentación suficiente para mantener el nivel de vuelo, ascenso y el descenso.

Antes de que esto se puede lograr de manera satisfactoria, de la Cierva experimentado varios fracasos asociados principalmente con el movimiento de balanceo desequilibrada generada al intentar el despegue, debido a disimetría de sustentación entre las cuchillas de avance y retroceso. Esta mayor dificultad se resolvió mediante la introducción de la bisagra aleteo. En 1923, el primer autogiro éxito de De la Cierva fue volado en España por el teniente Gómez Spencer. Este trabajo pionero fue realizado en España natal de De la Cierva. En 1925 se llevó a su C.6 a Inglaterra y demostró que a la Ministerio del Aire a Farnborough, Hampshire. Esta máquina tenía un rotor de cuatro palas con bisagras aleteo pero confiar en los controles de aviones convencionales de cabeceo, balanceo y guiñada. Se basaba en un Avro 504K fuselaje, la rotación inicial del rotor se logró por el rápido desenrollado de una cuerda pasa alrededor detiene en el envés de las hojas.

La demostración Farnborough fue un gran éxito, y dio lugar a una invitación a continuar el trabajo en el Reino Unido . Como resultado directo, y con la asistencia de la industrial escocés James G Weir, el Cierva Autogiro Company se formó el año siguiente. Desde el principio de la Cierva concentró en el diseño y la fabricación de sistemas de rotor, basándose en otros fabricantes de aviones establecido para producir las células de aeronaves, principalmente la AV Empresa Roe.

Avro incorporado C.8 era un refinamiento de la C.6, con el más potente de 180 CV Motor radial Lynx, y varios C.8s fueron construidos. El arrastre incorporado C.8R bisagras, debido a la hoja aleteo movimiento causando tensiones raíces alta blade en el plano del rotor de rotación; esta modificación, sin embargo, dio lugar a otros problemas tales como la resonancia terreno para que alojaban amortiguadores de bisagra de arrastre.

La resolución de estos problemas fundamentales del rotor abrió el camino para la mejora progresiva; confianza construye rápidamente, y después de varios vuelos de cross country un C.8L4 se inscribió para el 1928 Carrera Copa del Rey Air. Aunque obligado a retirarse, el C.8L4 posteriormente completó un 4.800 kilometros (3.000 millas) visita a las Islas Británicas. Más tarde ese año volaba de Londres a París , extendiendo la gira para incluir Berlín , Bruselas y Amsterdam , convirtiéndose así en la primera aeronave de ala rotatoria para cruzar el Canal Inglés .

Un problema importante con el autogiro conducía el rotor antes del despegue. Varios métodos se intentaron en adición al sistema de la cuerda en espiral, que podría adoptar la velocidad del rotor a 50% de la requerida, momento en el que el movimiento por el suelo para alcanzar la velocidad de vuelo era necesario, mientras que la inclinación del rotor para establecer autorrotación.

Otro enfoque era para inclinar el estabilizador de cola para desviar motor de corriente deslizante a través del rotor. La solución más aceptable se logró finalmente con el C.19 Mk.4, que se produjo en algunas cantidades; un accionamiento directo desde el motor al rotor se ajustó, a través del cual el rotor puede ser acelerado a la velocidad. El sistema se desembraga antes de la carrera de despegue.

Como autogiros de la Cierva alcanzaron el éxito y aceptación, otros empezaron a seguir y con ellos vinieron más innovación. Lo más importante fue el desarrollo del control del rotor directa a través de la variación de paso cíclico, logró inicialmente por la inclinación del eje del rotor y posteriormente por el ingeniero austro-británico Raoul Hafner, por la aplicación de un mecanismo de araña que actuaba directamente sobre cada pala de rotor. El autogiro control directo primera producción fue la C.30, producida en cantidad por Avro, Liore et Olivier, y Focke-Wulf.

El modelo de producción, llamado el C.30A por Avro, fue construido bajo licencia en Gran Bretaña, Francia y Alemania, y fue similar a la C.30P. La alteración principal fue un incremento adicional en la pista de rodaje con el apuntalar revisado, la pierna superior que tiene una rodilla pronunciada con refuerzo de alambre. Hubo adicional de refuerzo para el plano de cola y tanto ella como la aleta lleva a pequeñas superficies de recorte móviles. Cada licenciatario utilizado construido nacionalmente motores y utiliza nombres ligeramente diferentes. En total, 143 C.30s producción fueron construidas, por lo que es, con mucho, los más numerosos autogiro antes de la guerra.

Entre 1933 y 1936, de la Cierva utiliza uno C.30A (G-FNM) para perfeccionar su última contribución al desarrollo autogiro antes de su muerte en un Douglas DC-2 (ala fija) accidente a finales de 1936. Para habilitar la aeronave despegar sin transporte terrestre hacia adelante, produjo el "AutoDynamic" cabeza del rotor, lo que permitió que el rotor se hace girar por el motor de la forma habitual, pero a más alto que el despegue rpm a incidencia rotor cero y después de llegar a tono positivo operacional repente suficiente para saltar unos 20 pies (6 m) hacia arriba.

A través de la creación de sus autogiros, Cierva estableció el conocimiento fundamental de la dinámica del rotor y de control, que era aplicable a todos los helicópteros, y llevó al helicóptero moderno.

El nacimiento de una industria

Igor Sikorsky y primer helicóptero fabricado en serie del mundo, la Sikorsky R-4, 1944

Primer servicio de correo aéreo en helicóptero en Los Ángeles, 1947

Heinrich Focke en Focke-Wulf había sido autorizada para producir la Cierva C.30 autogiro desde 1933; Focke se inspiró para diseñar primer helicóptero práctico del mundo, la Focke-Wulf Fw 61, que voló por primera vez el 26 de junio de 1936. El Fw 61 rompió todos los récords mundiales de helicópteros en 1937, lo que demuestra una envolvente de vuelo que anteriormente sólo se había logrado por el autogiro. Alemania nazi utilizaría helicópteros en pequeñas cantidades durante la Segunda Guerra Mundial para la observación, el transporte y evacuación médica. La Flettner Fl 282 Kolibri synchropter se utilizó en el Mediterráneo, mientras que el Focke Achgelis Fa 223 Drache fue utilizado en Europa. Amplia bombardeos de la Las fuerzas aliadas impidieron Alemania produzca ningún helicóptero en grandes cantidades durante la guerra.

En los Estados Unidos, ingeniero nacido en Rusia Igor Sikorsky y W. Lawrence LePage estaban compitiendo para producir el primer helicóptero del ejército estadounidense. Antes de la guerra, LePage había recibido la derechos de patente para desarrollar helicópteros siguen el modelo de la Fw 61, y construyeron el XR-1. Mientras tanto, Sikorsky había decidido por un diseño de un solo rotor más simple, la VS-300, que resultó ser el primer diseño de helicópteros de elevación de un solo rotor práctico y el mejor vuelo desde el TsAGI Soviética 1-EA volado casi una década antes. Después de experimentar con configuraciones para contrarrestar el par producido por el rotor principal único, se instaló en un solo rotor, más pequeño montado en el cono de cola.

Desarrollado a partir de la VS-300, Sikorsky de R-4 se convirtió en el primer helicóptero fabricado en serie a gran escala con una orden de producción para 100 aviones. El R-4 fue el único helicóptero aliado para ver el servicio en la Segunda Guerra Mundial, principalmente se utiliza para el rescate en Birmania y Alaska, y otras áreas con terreno áspero. La producción total alcanzaría los 131 helicópteros antes de la R-4 fue sustituido por otros helicópteros Sikorsky, como el R-5 y R-6. En total, Sikorsky produciría más de 400 helicópteros antes del final de la Segunda Guerra Mundial.

Como LePage y Sikorsky estaban construyendo sus helicópteros para el ejército, Contrató a Bell Aircraft Arthur Young para ayudar a construir un helicóptero usando de dos palas de rotor de diseño se tambalea de Young que utiliza una barra estabilizadora ponderada colocado en un ángulo de 90 ° a las palas del rotor. La posterior Modelo 30 helicóptero mostró la simplicidad del diseño y facilidad de uso. El Modelo 30 fue desarrollado en el Bell 47, que se convirtió en el primer helicóptero certificado para el uso civil en los Estados Unidos. Producido en varios países, el Bell 47 se situaría como el modelo de helicóptero más popular desde hace casi 30 años.

Edad Turbine

En 1951, a instancias de sus contactos en el Departamento de la Armada, Charles Kaman modificó su K-225 synchropter con un nuevo tipo de motor, el motor turboeje. Esta adaptación del motor de turbina proporciona una gran cantidad de energía para el helicóptero con una penalización de peso inferior a los motores de pistón, con sus bloques de motor pesados y componentes auxiliares. El 11 de diciembre de 1951, el Kaman K-225 se convirtió en el primer helicóptero propulsado por turbina en el mundo. Dos años más tarde, el 26 de marzo de 1954, un Navy HTK-1 modificado, otro helicóptero Kaman, se convirtió en el primer helicóptero de doble turbina para volar. Sin embargo, fue el Sud Aviation Alouette II que se convertiría en el primer helicóptero que se producirá con un motor de turbina.

Helicópteros confiables capaces de vuelo estacionario estable se desarrollaron décadas después de aviones de ala fija. Esto se debe en gran parte a los requisitos de densidad de potencia del motor más altas que las aeronaves de ala fija. Las mejoras en los combustibles y motores durante la primera mitad del siglo 20 fueron un factor crítico en el desarrollo del helicóptero. La disponibilidad de peso ligero motores turboeje en la segunda mitad del siglo 20 llevó al desarrollo de helicópteros más grande, más rápido y más alto rendimiento. Mientras helicópteros más pequeños y menos costosos todavía utilizan los motores de pistón, motores turboeje son el motor preferido para helicópteros hoy.

Usos

Debido a las características de utilización del helicóptero-su capacidad para despegar y aterrizar verticalmente, y para flotar durante largos períodos de tiempo, así como las propiedades de manejo de la aeronave en condiciones de baja -it condiciones se ha elegido la velocidad aérea para llevar a cabo tareas que antes no eran posibles con otras aeronaves, o eran tiempo o el intenso trabajo para llevar a cabo sobre el terreno. Hoy en día, los usos de helicópteros incluyen el transporte de personas y carga, usos militares, la construcción, la lucha contra incendios, búsqueda y rescate, turismo, transporte sanitario, y la observación aérea, entre otros.

Un helicóptero utilizado para transportar cargas conectadas a cables largos o eslingas se llama grúa aérea. Grúas aéreas se utilizan para colocar equipo pesado, como las torres de transmisión de radio y las grandes unidades de aire acondicionado, en las cimas de los edificios altos, o cuando un elemento debe ser levantado en un área remota, como una torre de radio levantado en lo alto de una colina o montaña. Los helicópteros son utilizados como grúas aéreas en la industria maderera para levantar los árboles fuera de los terrenos donde los vehículos no pueden viajar y donde las preocupaciones ambientales prohíben la construcción de carreteras. Estas operaciones se conocen como de palangre debido a la larga fila, honda único utilizado para transportar la carga.

El gran escala operación más simple no-helicóptero de combate en la historia fue la operación de gestión de desastres tras el 1986 desastre nuclear de Chernobyl . Cientos de pilotos participaron en lanzamiento desde el aire y las misiones de observación, por lo que decenas de salidas diarias durante varios meses.

Helitack es el uso de helicópteros de combate los incendios forestales. Los helicópteros se utilizan para lucha contra el fuego aérea (o bombardeo de agua) y puede ser equipado con tanques o llevar helibuckets. Helibuckets, como el Bambi Bucket, se llenan generalmente por sumergir el cubo en lagos, ríos, embalses o tanques portátiles. Los depósitos adaptados a los helicópteros están llenos de una manguera mientras el helicóptero está en el suelo o el agua se desvió de lagos o embalses mediante un snorkel colgando cuando el helicóptero se cierne sobre la fuente de agua. Helicópteros helitack también se utilizan para entregar los bomberos, que rappel a zonas inaccesibles, y para reabastecer a los bomberos. Helicópteros de extinción de incendios comunes incluyen variantes de la Campana 205 y la Helitanker Erickson S-64 Aircrane.

Los helicópteros se utilizan como ambulancias aéreas de asistencia médica de emergencia en situaciones en las que un ambulancia no puede llegar fácil y rápidamente la escena, o no se puede trasladar al paciente a un centro médico en el tiempo. Los helicópteros también se utilizan cuando un paciente debe ser transportado entre las instalaciones médicas y el transporte aéreo es el método más práctico para la seguridad del paciente. Helicópteros ambulancia aérea están equipadas para ofrecer tratamiento médico a un paciente durante el vuelo. El uso de helicópteros como ambulancias aéreas se refiere a menudo como MEDEVAC, y los pacientes son referidos como siendo "por vía aérea", o "medevaced".

Los departamentos de policía y otros organismos encargados de hacer cumplir la ley utilizar helicópteros para perseguir a los sospechosos. Desde los helicópteros pueden lograr una vista aérea única, a menudo se utilizan en conjunto con la policía sobre el terreno para informar sobre los lugares y movimientos sospechosos. Se montan a menudo con iluminación y equipos de detección de calor para actividades nocturnas.

Las fuerzas militares uso helicópteros de ataque para llevar a cabo ataques aéreos contra objetivos en tierra. Tales helicópteros se montan con lanzadores de misiles y miniguns. Helicópteros de transporte se utilizan para las tropas y suministros de ferry, donde la falta de una pista de aterrizaje sería hacer que el transporte a través de aviones de ala fija imposible. El uso de helicópteros de transporte para entregar tropas como una fuerza de ataque a un objetivo se conoce como Asalto Aéreo. Sistemas Aéreos No Tripulados (UAS) sistemas de helicópteros de distintos tamaños se están desarrollando por las empresas para los militares reconocimiento y funciones de vigilancia. Las fuerzas navales también usan helicópteros equipados con sumergiendo el sonar para guerra antisubmarina, ya que pueden operar desde pequeñas naves.

Helicópteros charter compañías petroleras para mover los trabajadores y las piezas de forma rápida a los sitios de perforación remotos ubicados en el mar o en lugares remotos. La velocidad a través de barcos hace que el alto costo de operación de los helicópteros rentable para asegurar que plataformas petroleras continúan fluyendo. Varias empresas se especializan en este tipo de operaciones.

Otros usos de helicópteros incluyen, pero no se limitan a:

• Fotografía aérea
• Motion foto en la fotografía
• Periodismo electrónico
• Sismología de reflexión
• Búsqueda y rescate
• Turismo o recreación
• Transporte

Caracteristicas de diseño

Anatomía básica de un helicóptero

Sistema Rotor

El sistema de rotor, o más simplemente rotor, es la parte giratoria de un helicóptero que genera ascensor. Un sistema de rotor puede estar montado horizontalmente, como rotores principales son, proporcionando ascensor verticalmente, o puede ser montado verticalmente, tal como un rotor de cola, para proporcionar la elevación horizontal como el empuje para contrarrestar el efecto de par. El rotor consta de un mástil, del eje y de las palas del rotor.

Un sistema de rotor tambalea

El mástil es un eje cilíndrico de metal que se extiende hacia arriba desde y está impulsado por la transmisión. En la parte superior del mástil es el punto de unión de las palas del rotor llamados el cubo. Las palas del rotor se unen entonces al cubo por un número de métodos diferentes. Sistemas de rotor principal se clasifican en función de cómo se unen y se mueven con relación al cubo del rotor principal de las palas del rotor principal. Hay tres clasificaciones básicas: sin articulación, totalmente articuladas, y tambaleantes, aunque algunos sistemas de rotor modernos utilizan una combinación de ingeniería de este tipo.

Funciones contra el par

MD Helicópteros 520N NOTAR

La mayoría de los helicópteros tienen un solo rotor principal, pero par creado como el motor hace girar el rotor hace que el cuerpo del helicóptero gire en la dirección opuesta al rotor. Para eliminar este efecto, se debe utilizar algún tipo de control anti-torsión.

El diseño que Igor Sikorsky se posó en su VS-300 era un rotor de cola más pequeño. El rotor de cola empuja o tira contra la cola para contrarrestar el efecto de torsión, y se ha convertido en la configuración más común para el diseño de helicópteros.

Algunos helicópteros utilizan controles anti-torsión alternativos en lugar del rotor de cola, como el ventilador de flujo guiado (llamado Fenestron o MILANO), y NOTAR. NOTAR proporciona anti-par similar a la forma de un ala desarrolla ascensor, mediante el uso de una Efecto Coanda en el cono de cola.

Boeing CH-47 Chinook es el helicóptero de doble rotor más común desplegado hoy

El uso de dos o más rotores horizontales que giran en direcciones opuestas es otra configuración que se utiliza para contrarrestar los efectos del par de torsión en el avión sin depender de un rotor de cola anti-torsión. Esto permite que la potencia que normalmente se requiere para accionar el rotor de cola para ser aplicado a los rotores principales, el aumento de la capacidad de elevación de la aeronave. Principalmente, hay tres configuraciones comunes que utilizan el efecto de contra-rotación para beneficiar el helicóptero. Rotores en tándem son dos rotores con uno montado detrás de la otra. Rotores coaxiales son dos rotores que están montados uno encima del otro con el mismo eje. Rotores engranados son dos rotores que están montados cerca uno del otro en un ángulo suficiente para permitir que los rotores engranan sobre la parte superior de la aeronave. Rotores transversal es otra configuración encuentran en convertiplanos y algunos helicópteros anteriores, en el que el par de rotores están montados en cada extremo de las alas o estructuras de los estabilizadores. Quadrocopters ver usan principalmente como modelo de avión. Diseños de chorro de punta permiten que el rotor para empujar sí a través del aire, y evitar la generación de par.

Motores

El número, tamaño y tipo de motor utilizado (s) en un helicóptero determina el tamaño, la función y la capacidad de que el diseño de helicópteros. Los motores de helicópteros más tempranas eran dispositivos mecánicos simples, tales como bandas de goma o husillos, que relegaban el tamaño de helicópteros para los juguetes y modelos pequeños. Por medio siglo antes del primer vuelo del avión, se utilizaron máquinas de vapor para reenviar el desarrollo de la comprensión de la aerodinámica del helicóptero, pero el poder limitado no permitieron vuelo tripulado. La introducción de la motor de combustión interna a finales del siglo 19 se convirtió en la cuenca para el desarrollo de helicópteros como los motores comenzaron a ser desarrollados y producidos que eran lo suficientemente potente como para permitir helicópteros capaces de levantar los seres humanos.

Los primeros diseños de helicópteros utilizan motores hechos a medida o motores rotativos diseñados para aviones, pero éstos pronto fueron reemplazados por motores de automóviles más potentes y motores radiales. El single, factor más limitante de desarrollo helicóptero durante la primera mitad del siglo 20 fue que la cantidad de potencia producida por un motor no fue capaz de superar el peso del motor en vuelo vertical. Esto fue superada en helicópteros exitosos primeros usando los motores más pequeños disponibles. Cuando el compacto motor plano se desarrolló la industria del helicóptero encontró un motor más ligero fácilmente adaptado a los pequeños helicópteros, aunque los motores radiales se siguió utilizando para los helicópteros más grandes.

Los motores de turbina revolucionaron la industria de la aviación, y el motor turboeje finalmente dieron helicópteros un motor con una gran cantidad de energía y una penalización de bajo peso. Turboshafts también son más fiables que los motores de pistón, especialmente cuando la producción de los altos niveles sostenidos de potencia requerida por un helicóptero. El motor turboeje pudo ser reducido al tamaño del helicóptero está diseñado, para que todos, pero el más ligero de los modelos de helicópteros son impulsados ​​por motores de turbina de hoy.

Motores a reacción especial desarrollado para accionar el rotor de las puntas del rotor se conocen como chorros de punta. Jets Tip impulsados ​​por un compresor a distancia se hace referencia a chorros de punta como fríos, mientras que los que funcionan con combustión de escape se hace referencia a chorros de punta como calientes. Un ejemplo de un helicóptero chorro frío es el Sud-Ouest Djinn, y un ejemplo de que el helicóptero chorro de punta caliente es el YH-32 Hornet.

Algunos helicópteros teledirigidos y pequeños, de tipo de helicópteros vehículos aéreos no tripulados, utilizan motores eléctricos. Helicópteros radio controlados también pueden tener motores de pistón que utilizan combustibles distintos de la gasolina, como el nitrometano. Algunos motores de turbina de uso común en los helicópteros también pueden usar biodiesel en lugar de combustible para aviones.

También hay helicópteros humanos impulsados.

Controles de vuelo

Carlinga de unAlouette III

Un helicóptero tiene cuatro entradas de control de vuelo. Estos son los cíclica, lo colectivo, los pedales anti-torsión, y el acelerador. El control cíclico normalmente se encuentra entre las piernas del piloto y se conoce comúnmente como la palanca cíclica o simplemente cíclica . En la mayoría de los helicópteros, la cíclico es similar a un joystick. Sin embargo, el Robinson R22 y R44 Robinson tener un sistema de control único tambalea bar cíclico y unos pocos helicópteros tener un control cíclico que desciende en la cabina desde arriba.

El control se llama la cíclico porque cambia el paso de las palas del rotor de forma cíclica. El resultado es inclinar el disco rotor en una dirección particular, lo que resulta en el helicóptero se mueve en esa dirección. Si el piloto empuja el cíclico hacia adelante, el disco de rotor se inclina hacia adelante, y el rotor produce un empuje en la dirección de avance. Si el piloto empuja el cíclico a un lado, el disco del rotor se inclina hacia ese lado y produce empuje en esa dirección, haciendo que el helicóptero a flotar hacia los lados.

El control de paso colectivo o colectiva se encuentra en el lado izquierdo del asiento del piloto con un control de fricción ajustable para evitar el movimiento involuntario. El colectivo cambia el ángulo de paso de todas las palas del rotor principal colectivamente (es decir, todo al mismo tiempo) y de forma independiente de su posición. Por lo tanto, si se realiza una entrada colectiva, todas las palas cambio igualmente, y el resultado es el helicóptero aumentando o disminuyendo en altura.

Los pedales anti-par de torsión están situados en la misma posición que los pedales del timón en un avión de ala fija, y tienen un propósito similar, es decir, para controlar la dirección en la que se señala la nariz de la aeronave. Aplicación del pedal en una dirección dada cambia el paso de las palas del rotor de cola, aumentando o reduciendo el empuje producido por el rotor de cola y causando la nariz para guiñada en la dirección del pedal aplicada. Los pedales cambian mecánicamente el tono del rotor de cola se modifica el elemento de empuje producido.

Rotores de helicópteros están diseñados para operar en un rango estrecho de RPM. El acelerador controla la potencia producida por el motor, que está conectado al rotor por una transmisión de relación fija. El propósito de la válvula reguladora es suficiente para mantener la potencia del motor para mantener el RPM del rotor dentro de los límites admisibles de manera que el rotor produce suficiente sustentación para el vuelo. En helicópteros monomotores, el control del acelerador es un estilo de motocicleta puño montado en el control colectivo, mientras que helicópteros de doble motor tienen una palanca de potencia de cada motor.

La Swashplate transmite los comandos piloto a las palas del rotor principal para rotores articulados.

Vuelo

Hay tres condiciones de vuelo básicos para un helicóptero: libración, hacia adelantede vuelo y la transición entre los dos.

Helicóptero que asoma sobre el barco en el ejercicio de rescate

Flotar

Suspendido en el aire es la parte más difícil de volar un helicóptero. Esto es porque un helicóptero genera su propio aire racheado mientras que en un vuelo estacionario, el cual actúa contra las superficies del fuselaje y de control de vuelo. El resultado final es entradas de control constantes y correcciones por el piloto para mantener el helicóptero en el que se requiere que sea. A pesar de la complejidad de la tarea, las entradas de control en un vuelo estacionario son simples. El cíclico se utiliza para eliminar la deriva en el plano horizontal, es decir para controlar hacia adelante y hacia atrás, a derecha e izquierda. El colectivo se utiliza para mantener la altitud. Los pedales se utilizan para controlar la dirección de la nariz o la partida. Es la interacción de estos controles que hace que asoman tan difícil, ya que un ajuste en una cualquiera de control requiere un ajuste de los otros dos, creando un ciclo de corrección constante.

La transición de la libración que transmita vuelo

Como un helicóptero se mueve de vuelo estacionario para reenviar vuelo entra en un estado llamado sustentación traslacional que proporciona elevación adicional sin aumentar el poder. Este estado, más típicamente, se produce cuando la velocidad alcanza aproximadamente 16-24 nudos, y puede ser necesario para un helicóptero para obtener vuelo.

Vuelo Adelante

En vuelo hacia adelante controles de vuelo de un helicóptero se comportan más como los de un avión de ala fija. Desplazando el delantero cíclica hará que la nariz para lanzar hacia abajo, con un consiguiente aumento de la velocidad del aire y la pérdida de altitud. Cíclico popa provocará la nariz para lanzar hacia arriba, disminuyendo el helicóptero y haciendo que se suba. El aumento colectiva (alimentación) mientras se mantiene una velocidad aérea constante inducirá una subida mientras que la disminución colectiva causará un descenso. La coordinación de estas dos entradas, una caída colectiva además de popa, más adelante cíclica cíclica o hasta colectiva, dará lugar a cambios de velocidad aerodinámica, manteniendo una altitud constante. Los pedales tienen la misma función, tanto en un helicóptero y un avión de ala fija, para mantener el vuelo equilibrado. Esto se hace mediante la aplicación de una entrada de pedal en la dirección que es necesario centrar la bola en el indicador de viraje y banco.

Seguridad

Limitaciones

HAL Dhruv realizar acrobacias aéreas durante elRoyal International Air Tattoo en 2008.

Royal Australian Navyhelicópteros ardilla durante una exhibición en el Gran Premio de Melbourne 2008

La principal limitación del helicóptero es su baja velocidad. Hay varias razones que un helicóptero no puede volar tan rápido como un avión de ala fija. Cuando el helicóptero se cierne, las puntas exteriores de la viajes rotor a una velocidad determinada por la longitud de la cuchilla y el RPM. En un helicóptero en movimiento, sin embargo, la velocidad de las palas en relación con el aire depende de la velocidad del helicóptero, así como en su velocidad de rotación. La velocidad aerodinámica de la pala de rotor de avance es mucho más alta que la del propio helicóptero. Es posible que esta hoja se supere la velocidad del sonido y por tanto producen aumentado considerablemente la fricción y la vibración. (Ver ola de arrastre.)

Debido a que la pala que avanza tiene mayor velocidad que la hoja retirada y genera una disimetría de ascensor, las palas del rotor están diseñados para "aleta" - elevación y giro de tal manera que las solapas pala que avanza hacia arriba y desarrolla un menor ángulo de ataque. Por el contrario, los que se retiraban solapas hoja hacia abajo, desarrolla un mayor ángulo de ataque, y genera más sustentación. A altas velocidades, la fuerza sobre los rotores es tal que "solapa" excesivamente y la hoja retirada pueden llegar demasiado alto y un ángulo de pérdida. Por esta razón, la velocidad de avance máxima de seguridad de un helicóptero se le da una calificación de diseño llamado V _Nebraska , velocidad, nunca exceda . Además, es posible que el helicóptero para volar a una velocidad aérea, donde una cantidad excesiva de la hoja se detiene en retirada, que se traduce en alta vibración, -hasta el tono y rollo en la hoja en retirada.

Durante los últimos años de los diseñadores del siglo 20 comenzó a trabajar en la reducción de ruido del helicóptero. Las comunidades urbanas a menudo han expresado su gran disgusto por aviones ruidosos, y la policía y helicópteros de pasajeros puede ser impopular. Los rediseños siguieron el cierre de algunos helipuertos de la ciudad y la acción del gobierno para restringir las trayectorias de vuelo en los parques nacionales y otros lugares de belleza natural.

Los helicópteros también vibran; un helicóptero no ajustada puede vibrar fácilmente tanto que sacudirá diferenciarse. Para reducir la vibración, todos los helicópteros tienen ajustes de rotor para la altura y el peso. Altura de la cuchilla se ajusta cambiando el paso de la pala. Peso se ajusta mediante la adición o la eliminación de los pesos en la cabeza del rotor y / o en las tapas de los extremos de la hoja. La mayoría también tienen amortiguadores de vibraciones para la altura y el terreno de juego. Algunos también utilizan sistemas de retroalimentación mecánicas para detectar y contrarrestar las vibraciones. Por lo general, el sistema de retroalimentación utiliza una masa como una "referencia estable" y una vinculación de la masa opera un colgajo para ajustar el rotor de ángulo de ataque para contrarrestar la vibración. El ajuste es difícil en parte porque la medición de la vibración es difícil, por lo general requieren sofisticados acelerómetros montados a lo largo del fuselaje y cajas de cambio. El sistema más común de medición ajuste de la cuchilla de la vibración es utilizar una lámpara de flash estroboscópico, y observar marcas pintadas o reflectores de colores en la parte inferior de las palas del rotor. El sistema de baja tecnología tradicional es montar tizas de colores en las puntas del rotor, y ver cómo se marcan una sábana de lino. Caja de cambios de vibración más a menudo requiere una revisión caja de cambios o sustitución. Gearbox o tren de transmisión de vibraciones pueden ser muy perjudiciales para un piloto. Dolor La más grave es, entumecimiento, pérdida de discriminación táctil y destreza.

Peligros

Como con cualquier vehículo en movimiento, operación insegura podría resultar en la pérdida de control, daños estructurales, o incluso la muerte. La siguiente es una lista de algunos de los peligros potenciales para helicópteros:

• Lento con motor, también conocido como unestado anillo de vórtice, es cuando la aeronave es incapaz de detener su descenso debido a la caída de flujo del rotor interferir con la aerodinámica del rotor.
• Pérdida por retroceso de la cuchilla se experimenta durante el vuelo de alta velocidad y es el factor limitante más común de la velocidad de avance de un helicóptero.
• Resonancia de tierra afecta a los helicópteros con sistemas de rotor totalmente articulados que tienen una frecuencia de adelanto-atraso naturales menos de la frecuencia de rotación de la cuchilla.
• Condiciones de baja G afecta helicópteros con rotores principales de dos palas, en particular helicópteros ligeros.
• Vuelco dinámico en el que los pivotes en helicóptero alrededor de uno de los patines y 'tira' sí sobre su lado.
• Fracasos Powertrain, especialmente aquellas que se producen dentro del área sombreada deldiagrama de altura-velocidad.
• Fallas del rotor de cola que se producen ya sea de un mal funcionamiento mecánico del sistema de control del rotor de cola o una pérdida de autoridad de empuje del rotor de cola, llamada pérdida de efectividad del rotor de cola (LTE).
• Brownout en condiciones polvorientas odesorientación en condiciones de nieve.
• Low RPM del rotor, olimitación del rotor, en el que el motor no puede conducir las cuchillas en suficientes RPM para mantener el vuelo.
• Rotor de exceso de velocidad, lo que puede sobre-tensión de los cojinetes de paso cubo del rotor (Brinelling) y, si es lo suficientemente grave, causa la separación cuchilla de la aeronave.
• Alambre y árbol huelgas debido a las operaciones de baja altitud y despegues y aterrizajes en lugares remotos.
• Vuelo controlado contra el terreno en el que la aeronave está volando en el suelo involuntariamente por falta de conocimiento de la situación.

Accidentes mortales

1. 2002: un Mil Mi-26 fue derribado sobre Chechenia; 127 muertos.
2. 1997: dos israelí Sikorsky CH-53 Sea sementales chocaron sobre Israel; 73 muertos.
3. 14 de diciembre 1992: a pesar de estar fuertemente escoltado, un ejército rusoMil Mi-8 fue derribado por las fuerzas georgianas de Abjasia usarSA-14 MANPADS, con la pérdida de tres miembros de la tripulación y 58 pasajeros compuestas de refugiados, principalmente rusos.
4. 04 de octubre 1993: las fuerzas rusas derribado un georgiano Mi-8 transporte de 60 refugiados del este de Abjasia; todos a bordo murieron.
5. 10 de mayo 1977: un israelí CH-53 se estrelló cerca de Yitav en el valle del Jordán; 54 muertos.
6. 11 de septiembre 1982: un ejército estadounidense Boeing CH-47 Chinook se estrelló en un espectáculo aéreo en Mannheim, Alemania; 46 muertos.
7. 1986: un Boeing 234LR Chinook operado por British International Helicópteros estrelló en las Islas Shetland ; 45 muertos.
8. 1992 Azerbaiyán Mil Mi-8 derribo: 44 muertos.
9. 2009 Ejército de Pakistán Mil Mi-17 accidente: 41 muertos.
10. 2011: un CH-47 Chinookfue derribado en Afganistán: 38 muertos.
11. 26 de enero 2005: Un USMCSikorsky CH-53E Super Stallion se estrelló cerca deAr Rutbah,Irakmatando a los 31 miembros del servicio a bordo.

Récords mundiales