DISEÑADORES ESPAÑOLES DE HELICÓPTEROS - JUAN DE LA CIERVA

 

Nació: El 21 de septiembre de 1895 en Alquerías (Murcia, España)

Murió: El 9 de diciembre de 1936 en Londres (Reino Unido)

Nacionalidad: Española

Familia

Padre: Juan de la Cierva y Peñafiel

Educación:

Colegio Nuestra Señora del Pilar

Ocupación:

Inventor

Ingeniero

Científico

Cargos ocupados     

Vocal de la Junta para Ampliación de Estudios e Investigaciones científicas (desde 1926) Distinciones     

Fellow of the Royal Aeronautical Society

Medalla Daniel Guggenheim

Medalla John Scott (1931)

FAI Gold Air Medal (1932)

Medalla Elliott Cresson (1933)

Gran Cruz del Mérito Naval con distintivo blanco (1935)

Juan de la Cierva y Codorníu fue un inventor y científico aeronáutico español, ingeniero de caminos, canales y puertos y aviador. Inventó el autogiro, aparato precursor del actual helicóptero.

Biografía

Hijo del abogado criminalista, político y empresario Juan de la Cierva y Peñafiel, que llegó a ser ministro en varias ocasiones y alcalde de Murcia, y de María Codorníu Bosch. Su abuelo materno fue el destacado ingeniero de montes Ricardo Codorníu. Desde su infancia destacó su interés por el mundo de la aviación, y junto a su amigo Tomás de Martín-Barbadillo construyó pequeños modelos capaces de volar.

Al estallar la guerra civil, De la Cierva ayudó a las fuerzas sublevadas para que éstas consiguieran el avión De Havilland DH.89 Dragon Rapide en el que el General Franco voló desde Gando (Gran Canaria) a Tetuán (Marruecos español) para tomar el mando del ejército del norte de África. Sin embargo, nunca habló directamente con el que luego sería el dictador Francisco Franco, sino que el contacto se produjo a través del corresponsal de ABC en Londres, sin que se haya confirmado nunca si Juan de la Cierva era conocedor del destino del avión, máxime cuando falleció en diciembre de 1936 y llevaba años viviendo en Londres y alejado de la política nacional. Su hermano Ricardo fue fusilado por milicias republicanas en las matanzas de Paracuellos.

En 1954 le fue otorgado, con carácter póstumo, el título de conde de la Cierva. ​

El autogiro

Junto con dos compañeros, José Barcala, antiguo compañero de estudios, y Pablo Díaz, hijo de un carpintero, fundó la sociedad B.C.D, cuyas siglas correspondían con las iniciales de sus tres apellidos, que fue pionera en el desarrollo aeronáutico dentro de España, y gracias a su capacidad, en 1912, contando sólo con dieciséis años, Juan de la Cierva logró construir y hacer volar un avión biplano, que recibió la designación BCD-1,6​ y fue apodado el Cangrejo, con piloto (el francés Mauvais) y pasajero a bordo.

Mientras que el avión es una aeronave de alas fijadas al fuselaje, el autogiro inventado por La Cierva tiene alas fijadas a un rotor. El autogiro hace su irrupción en el panorama de la aviación sólo veinte años después de la invención de los hermanos Wright.

 

Autogiro Pitcairn PCA-2, construido en los Estados Unidos bajo licencia de Juan de la Cierva.

Juan de la Cierva construyó en Madrid en 1920 su primer autogiro, el Cierva C.1, utilizando fuselaje, ruedas y estabilizador vertical de un monoplano francés Deperdussin de 1911, sobre el que montó dos rotores cuatripalas contrarrotatorios coronados por una superficie vertical destinada a proporcionar control lateral; la planta motriz era un motor Le Rhône de 60 CV. El aparato no llegó a volar, pues el rotor inferior giraba a menos velocidad de la prevista, y el efecto giroscópico y la asimetría de la sustentación hicieron volcar el aparato.

A este primer autogiro siguieron dos construcciones también fallidas, el C.2 y el C.3, en las que el inventor intentó, infructuosamente, resolver el problema de la diferencia de sustentación entre la pala que avanza y la que retrocede. Sin embargo, en las pruebas del C.2 se consiguieron algunos saltos de unos dos metros, lo que apuntaba a la viabilidad del invento. El problema de la sustentación del rotor no se resolvería plenamente hasta el prototipo C.4, en el que La Cierva incluyó su revolucionaria idea de articular las palas del rotor en su raíz.

Los primeros ensayos del modelo C.4, construido en 1922 conforme a los nuevos principios, fueron infructuosos. Para su definitiva resolución, la Cierva realizó una completa serie de ensayos en el túnel de viento de circuito cerrado del aeródromo de Cuatro Vientos (obra de Emilio Herrera), por aquel entonces el mejor de Europa. El nuevo aparato corregido se probó exitosamente en enero de 1923 en el aeródromo de Getafe pilotado por el Teniente Alejandro Gómez Spencer.

Aunque dicho vuelo consistió únicamente en un “salto” de 183 m, demostró la validez del concepto. A finales del mes, el C.4 recorrió en cuatro minutos un circuito cerrado de 4 km en el aeródromo de Cuatro Vientos, a una altura de unos 30 m. La planta motriz del C.4 era un motor Le Rhône 9Ja de 110 CV. En julio de 1923 se utilizó el mismo motor en el C.5, que voló en Getafe. A partir de ese momento, La Cierva, que había financiado a sus expensas sus experimentos anteriores, contó para sus trabajos con una subvención del gobierno español.

En 1926, con el apoyo financiero de James George Weir, industrial y aviador escocés, creó en el Reino Unido la sociedad Cierva Autogiro Company para el desarrollo del autogiro, produciendo varios modelos en ese país.

Falleció el 9 de diciembre de 1936 con cuarenta y un años de edad, al estrellarse en el despegue, en el aeropuerto de Croydon, el Douglas DC-2 de KLM en vuelo regular Londres-Ámsterdam en el que viajaba.

La memoria de Juan de la Cierva, hoy

 

Monumento en honor de Juan de la Cierva en Murcia.

Desde el año 2001 el Ministerio de Educación y Ciencia de España otorga el Premio Nacional de Investigación Juan de la Cierva dedicado a la transferencia de tecnología. El objetivo de los Premios Nacionales de Investigación es el reconocimiento de los méritos de los científicos o investigadores españoles que realizan «una gran labor destacada en campos científicos de relevancia internacional, y que contribuyan al avance de la ciencia, al mejor conocimiento del hombre y su convivencia, a la transferencia de tecnología y al progreso de la Humanidad.

Además del premio nacional de investigación que lleva su nombre, en 2004 el Ministerio de Educación y Ciencia de España inició un programa de contratación de investigadores doctores bajo el nombre de Programa Juan de la Cierva, gracias al cual centenares de investigadores españoles y extranjeros desarrollan su actividad.

La Asamblea Regional de Murcia aprobó que el nuevo Aeropuerto Internacional de la Región de Murcia llevara el nombre de Juan de la Cierva con los votos a favor de PP y Ciudadanos y el voto en contra de PSOE y Podemos que aseguraron que se trataba de un colaborador de Franco. Esta oposición fue muy contestada por expertos y ciudadanía que defendían la imposibilidad de considerar franquista a quien había colaborado con la República, nunca tuvo contacto con Franco, no combatió durante la Guerra Civil ni vivía en España desde que estalló la Guerra hasta su fallecimiento en un accidente unos meses después. El 15 de enero de 2019 se inauguró el nuevo aeropuerto sin que pudiera llamarse oficialmente Juan de la Cierva al no haber sido aprobado todavía el citado nombre por parte de Aviación Civil.

La memoria de Juan de la Cierva se mantiene viva en varias ciudades con las que tuvo relación: 

• En Getafe (Madrid) existe un barrio con su nombre y en él una estación de la Línea 12 del Metro de Madrid, denominada también estación de Juan de la Cierva y en la que se pueden encontrar motivos ornamentales en recuerdo al inventor del autogiro. No lejos de la estación está el Estadio Juan de la Cierva, escenario habitual de conciertos.
• En Tetuán, Marruecos, hay un instituto español de formación profesional con el nombre de Juan de la Cierva.
• En Murcia hay un monumento en su honor.
• En La Felguera (Asturias) hay una calle que lleva su nombre.
• En Arganda del Rey (Madrid) hay una plaza y una calle con su nombre.
• En La Coruña hay una calle que lleva su nombre.
• En Mataró y en Barberá del Vallés (Barcelona) hay una calle que lleva su nombre.
• En Don Benito (Badajoz) hay una calle que lleva su nombre.
• En Marbella (Provincia de Málaga) hay una calle que lleva su nombre.
• En Cádiz hay una plaza que lleva el nombre de Glorieta Ingeniero La Cierva
• En Cartagena (Murcia) es famoso el Pastel de Cierva, cuya receta se elaboró en honor de su padre Juan de la Cierva Peñafiel y se puede encontrar en cualquier pastelería de la comarca que se precie.
• En Lorquí (Murcia) está el Estadio Municipal Juan de la Cierva, donde disputaba sus encuentros el desaparecido Club de Fútbol Atlético Ciudad.
• En la ETS de Ingenieros Aeronáuticos de la Universidad Politécnica de Madrid, el salón de actos principal se denomina Juan de la Cierva.
• El Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos ha propuesto que el futuro Aeropuerto Internacional de la Región de Murcia sea denominado Aeropuerto Internacional Juan de la Cierva.
• En Madrid, Murcia, Málaga, Getafe, Vélez-Málaga, Totana y Puente Genil hay Institutos de Educación Secundaria que llevan el nombre de Juan de la Cierva. 

Fuente: https://es.wikipedia.org

DISEÑADORES ARGENTINOS DE HELICÓPTEROS - RAÚL PATERAS PESCARA

 

Nació: En el año 1890 en Buenos Aires, Argentina

Murió: En el año 1966 en París, Francia

Nacionalidad: Argentina

Ocupación:

Abogado

Piloto

Inventor

Raúl Pateras Pescara de Castelluccio, marqués de Pateras-Pescara, fue un ingeniero e inventor de la Argentina que se especializó en los automóviles, helicópteros y motores de pistón libre.

Pescara es reconocido por ser una de las primeras personas en utilizar con éxito el paso cíclico, y por ser pionero en el uso de autorrotación para el aterrizaje seguro de un helicóptero dañado. Pescara también estableció un récord mundial (en ese momento) en 1924 para alcanzar una velocidad de 13 km h (8 mph) en un helicóptero.

Biografía

Helicóptero Pescara 4S (1931)

Pescara nació en Buenos Aires y, a principios del siglo XX, su familia abandonó la Argentina para regresar a Europa.

Aviones

En 1911, utilizando un taller en el que estaba involucrado Pescara, Gustave Eiffel probó un modelo a escala (1:20) de un hidroavión (diseño monoplano) llamado Pateras Pescara, diseñado por Pescara y el ingeniero italiano Alessandro Guidoni, en un túnel de viento. En 1912, el Ministerio de Marina italiano encargó a Guidoni que construyera un bombardero de torpedos basado en el modelo Pescara; pero después de las pruebas en 1914, Guidoni no pudo crear un diseño exitoso.

A partir de 1919, Pescara construyó varios helicópteros coaxiales y presentó numerosas patentes en varios países. Primero probó su máquina en interiores en 1921, antes de mudarse a París, Francia, donde había fondos gubernamentales disponibles. Su diseño "No. 3" tenía dos "tornillos" contrarrotativos, con cada tornillo con cuatro cuchillas, y cada cuchilla un ala biplano con ala de alabeo para el control.

El 16 de enero de 1924, en Issy-les-Moulineaux, cerca de París, Pescara rompió su propio récord mundial de vuelo en helicóptero con su modelo 2F, The Marquis Pateras, al permanecer en el aire 8 minutos y 13 4/5 segundos, mientras volaba 1.160 metros (3,810 pies; 0.72 millas) en una línea vertical". El 29 de enero de 1924, mientras intentaba ganar el premio del Aeroclub francés por un circuito cerrado de 1 kilómetro (0.62 millas), Pescara completó el recorrido en 10 minutos, 33 segundos, pero no se le permitió calificar debido al breve contacto de su máquina con el suelo. Equipado con un aparato coaxial de doble rotor, el ingeniero estableció el primer registro de helicóptero reconocido por el Fédération Aéronautique Internationale (FAI); El 18 de abril de 1924, voló una distancia de 736 metros (2,415 pies), con una duración de 4 minutos, 11 segundos (aproximadamente 13 km/h (8.1 mph)) y una altura de 1.8 m (5 pies 11 pulgadas).

Automóviles

En 1929, junto con su hermano Henri, el ingeniero italiano Edmond Moglia y el gobierno español, Pescara fundó La Fábrica Nacional de Automóviles con una inversión de 70 millones de pesetas. Pescara utilizó la nueva fábrica para enfocarse en automóviles, y en 1931 exhibió su creación, el Nacional Pescara, en el Salón del Automóvil de París de 1931. El vehículo apareció en el Grand Palais al lado de Voisin y en 1931, el auto de ocho cilindros ganó el Gran Premio de Europa por escalar colinas.

Compresores de aire

La Guerra Civil española obligó a Pescara a regresar a Francia, y el 28 de febrero de 1933, la "Compañía de autocompresores Pescara" se dio a conocer en Luxemburgo. La compañía de compresores automáticos permaneció en el negocio durante 30 años, respaldada por seis patentes francesas con uno de sus accionistas, y la Corporación Pescara & Raymond, con sede en Dover, Delaware, EEUU. Los autocompresores Pescara cumplen dos diseños básicos: simétricos y asimétricos.

Motores y generadores de pistón libre

Durante la Segunda Guerra Mundial, Pescara trabajó en energía eléctrica en Portugal. Los motores de pistón libre recibieron nueva atención cuando fueron producidos en masa por la Société Industrielle Générale de Mécanique Appliquée (SIGMA), una compañía francesa que desarrolló el GS-34, un generador de 1138 caballos de fuerza. En 1963, Pescara se reunió con sus hijos en París, donde se desempeñó como experto para SN Marep durante la prueba de su EPLH-40 de 2000 caballos de fuerza. Posteriormente, Pescara propuso la producción de máquinas más potentes: nuevos generadores en tándem basados ​​en los EPLH-40 y GS-34 existentes, pero murió en París, Francia, antes de que se estableciera la compañía que iba a desarrollar la propuesta del ingeniero.

Fuente: https://es.wikipedia.org

EL HELICÓPTERO

 

Bell 206 del Departamento de Policía de Los Ángeles.

Un helicóptero es una aeronave que es sustentada y propulsada por uno o más rotores horizontales, cada uno formado por dos o más palas. Los helicópteros están clasificados como aeronaves de alas giratorias, para distinguirlos de las aeronaves de ala fija, porque los helicópteros crean sustentación con las palas que rotan alrededor de un eje vertical.

La palabra “helicóptero” deriva del término francés hélicoptère, acuñado por el pionero de la aviación Gustave Ponton d'Amécourt en 1863 a partir de la palabra griega ελικόπτερος, helix/helik- (hélice) y pteron (ala).

La principal ventaja de los helicópteros viene dada por el rotor, que proporciona sustentación sin que la aeronave se esté desplazando. Esto permite realizar despegues y aterrizajes verticales sin necesidad de pista. Por esta razón, los helicópteros se usan a menudo en zonas congestionadas o aisladas donde los aviones no pueden despegar o aterrizar. La sustentación del rotor también hace posible que el helicóptero pueda mantenerse volando en una zona de forma mucho más eficiente de la que podría otra aeronave VTOL (de despegue y aterrizaje verticales), y pudiendo realizar tareas que una aeronave de ala fija no podría.

El primer despegue y aterrizaje vertical controlado es mérito del inventor argentino Raúl Pateras de Pescara, quien, el 21 de febrero de 1920, patentó en España su diseño de helicóptero con palas contrarrotativas. Fue el primer autogiro capaz de ser controlado en vuelo, a diferencia de sus antecesores que no tuvieron utilidad práctica por sufrir de vibraciones y giros descontrolados a poco de despegar. Raúl Pateras de Pescara fue también pionero en el uso de la autorrotación para aterrizajes seguros ante una avería del helicóptero.

Posteriormente la primera aeronave capaz de despegar, con prelanzador y técnica de salto, casi en vertical y desde un portaaviones fue el autogiro, inventado por el ingeniero de caminos español Juan de la Cierva, por lo que el autogiro fue el embrión o el eslabón necesario hasta llegar al helicóptero y la transmisión del motor y control colectivo de palas ideado por Igor Sikorsky. Los primeros helicópteros pagaron patente y derechos de utilización del rotor articulado, original del ingeniero español. También se tomaron ideas del genio italiano Leonardo da Vinci, pero el inventor del primer helicóptero pilotado y motorizado fue el eslovaco Jan Bahyl. El primer aparato controlable totalmente en vuelo y producido en cadena fue fabricado por Igor Sikorsky en 1942.

Comparado con otros tipos de aeronave como el avión, el helicóptero es mucho más complejo, tiene un mayor coste de fabricación, uso y mantenimiento, es relativamente lento, tiene menos autonomía de vuelo y menor capacidad de carga. No obstante, todas estas desventajas se ven compensadas por otras de sus características, como su gran maniobrabilidad y la capacidad de mantenerse estático en el aire, girar sobre sí mismo y despegar y aterrizar verticalmente. Si no se consideran aspectos tales como la posibilidad de repostaje o las limitaciones de carga y de altitud, un helicóptero puede viajar a cualquier lugar y aterrizar en cualquier sitio que tenga la suficiente superficie (dos veces la ocupada por el aparato).

Historia

Los orígenes

 

Máquina voladora de Leonardo da Vinci.

Cerca del año 400 a. C., los chinos diseñaron un “trompo volador”, juguete que consistía en una vara con una hélice acoplada a un extremo que se elevaba al ser girada rápidamente entre las manos; sería el primer antecedente del fundamento del helicóptero.

Hacia el año 1490, Leonardo da Vinci fue la primera persona que diseñó y dibujó en unos bocetos un artefacto volador con un rotor helicoidal, pero hasta la invención del avión motorizado en el siglo XX no se iniciaron los esfuerzos dirigidos a lograr una aeronave de este tipo. El primer vuelo de un helicóptero medianamente controlable fue realizado por el argentino Raúl Pateras de Pescara en 1916 en Buenos Aires, Argentina. ​

Personas como Jan Bahyl, Enrico Forlanini, Oszkár Asbóth, Etienne Oehmichen, Louis Breguet, Paul Cornu, Emile Berliner, Ogneslav Kostovic, Federico Cantero, Ángel Luciano Contreras, Stepanovic e Igor Sikorsky desarrollaron este tipo de aparato, a partir del autogiro de Juan de la Cierva, inventado en 1923. En 1931 los ingenieros aeronáuticos soviéticos Boris Yuriev y Alexei Cheremukhin comenzaron sus experimentos con el helicóptero TsAGI 1-EA, el primer aparato conocido con un rotor simple

Primeros tiempos

 

Helicóptero experimental de Enrico Forlanini de 1877, exhibido en el Museo Nacional de la Ciencia y la Tecnología Leonardo da Vinci de Milán.

 

Oehmichen N°2 1922.

Cine mudo. Prueba en vuelo desde un helicóptero Pescara 2R de y para Raúl Pateras Pescara en el aeropuerto Issy-les-Moulineaux, París, 1922. EYE Film Institute Netherlands.

 

Flettner FL 282 Kolibri.

La Alemania nazi usó el helicóptero a pequeña escala durante la Segunda Guerra Mundial. Modelos como el Flettner FL 282 Kolibri fueron usados en el Mar Mediterráneo. La producción en masa del Sikorsky XR-4 comenzó en mayo de 1942 gracias a la Armada de los Estados Unidos. El aparato fue usado para operaciones de rescate en Birmania. También fue utilizado por la Royal Air Force. La primera unidad británica en ser equipada con helicópteros fue la escuela de entrenamiento para Helicópteros (Helicopter Training School, en inglés) constituida en enero de 1945 en Andover, con nueve helicópteros Sikorsky R-4B Hoverfly I.

El Bell 47, diseñado por Arthur Young, se convirtió en el primer helicóptero en ser autorizado para uso civil (mayo de 1946) en los Estados Unidos y veinte años más tarde el Bell 206 llegó a ser el más exitoso helicóptero comercial fabricado y el que más récords industriales estableció y rompió.

Los helicópteros capaces de realizar un planeo estable de forma fiable fueron desarrollados décadas más tarde que el avión de alas fijas. Esto se debió en gran parte a la mayor necesidad de potencia en el motor de los primeros respecto a los segundos (Sikorsky, por ejemplo, retrasó sus investigaciones en los helicópteros a la espera de que hubiera mejores motores disponibles en el mercado). Las mejoras en combustibles y motores durante la primera mitad del siglo XX fueron un factor decisivo en el desarrollo de los helicópteros. La aparición de los motores de turboeje en la segunda mitad del siglo XX condujo al desarrollo de helicópteros más rápidos, mayores y capaces de volar a mayor altura. Estos motores se usan en la gran mayoría de los helicópteros excepto, a veces, en modelos pequeños o con un coste de fabricación muy bajo.

Usos

Debido a las características operativas del helicóptero, capacidad para despegar y aterrizar verticalmente, mantenerse volando en un mismo sitio por largos períodos de tiempo, así como las capacidades de manejo en condiciones a bajas velocidades, ha sido elegido para llevar a cabo tareas que anteriormente no era posible realizarlas con otras aeronaves, o que hacerlo desde tierra resultaba muy lento, complicado y costoso. Hoy en día, los principales usos del helicóptero incluyen transporte, construcción, lucha contra el fuego, búsqueda y rescate, usos militares o vigilancia.

 

Bell 47.

 

Grúa volante Sikorsky S-64 transportando una casa prefabricada.

 

Bell 205 de un departamento de incendios de California lanzando agua sobre un fuego.

  

Helicóptero de ataque Westland WAH-64 Apache.

  

Helicóptero HH-65 Dolphin haciendo una demostración de rescate.

  

Eurocopter EC 145 de evacuación médica.

Algunos de los otros usos de los helicópteros son: 

• Fotografía aérea;
• Videografía aérea;
• Captación electrónica de noticias;
• Sismología de reflexión;
• Turismo o recreación. 

Características de diseño

Rotor

 

Ecureuil, un helicóptero con la típica configuración rotor principal y rotor de cola.

 

CH-47 Chinook, un helicóptero con rotor en tándem. 

Kamov Ka-32, un helicóptero de rotor coaxial.

A estos ingenios también se los conoce como aeronaves de alas giratorias, puesto que las palas del rotor tienen una forma aerodinámica igual que las alas de un avión, es decir, curvadas formando una elevación en la parte superior, y lisas o incluso algo cóncavas en la parte inferior (perfil alar). Esta forma hace que cuando el ala corta el aire se genere sustentación mediante la diferencia de presión atmosférica, al provocar esa curvatura un vacío en la parte inferior. El fluido se precipita sobre la parte inferior del ala giratoria y realiza fuerza de empuje hacia arriba. Dicha fuerza se traslada por a lo largo del plano, la cual eleva al helicóptero. La velocidad del rotor principal es constante, normalmente ronda las 100 revoluciones por minuto en la mayoría de los modelos. Lo que hace que un helicóptero ascienda o descienda es la variación en el ángulo de ataque que se da a las palas del rotor: a mayor inclinación, mayor sustentación y viceversa. Y lo que permite su movimiento lateral, modificar ese ángulo de ataque en ciertos sectores del disco según vayan pasando las palas por él.

Una vez en el aire, el helicóptero tiende a dar vueltas sobre su eje vertical en sentido contrario al giro del rotor principal gracias al efecto par motor. Por el principio de acción-reacción, dado que el rotor gira hacia un determinado sentido, provocará que el fuselaje gire en dirección opuesta en cuando deje de tocar el suelo. Ese es el motivo por el que muchas aeronaves de alas giratorias llevan en su parte posterior un pequeño rotor, denominado rotor de cola o rotor antipar. Esta pequeña hélice se dispone de forma vertical, es propulsada mediante transmisión mecánica por los motores, y compensa con su empuje la tendencia a girar del fuselaje en dirección contraria a su rotor, manteniéndolo estable. Dicho rotor de cola se sitúa en el extremo de un larguero de varios metros de longitud, para compensar su pequeño tamaño con el efecto "brazo de palanca", que aumenta la fuerza que ejerce sobre el fuselaje al alejar el punto de fuerza (rotor antipar) y el fulcro (raíz del botalón o larguero de cola).

Otro sistema de última generación para estas aeronaves se denomina NOTAR, acrónimo del inglés NO TAil Rotor, o sin rotor de cola. Este sistema fue ideado tras observar la peligrosa delicadeza del rotor antipar, puesto que cualquier daño que recibiese causaría la pérdida de la aeronave. Por ejemplo, el rotor principal de un helicóptero de ataque puede soportar grandes cantidades de daño, talar árboles pequeños, o incluso cables, pero el rotor de cola es muy delicado. También han ocurrido numerosos accidentes al golpearlo con estructuras en maniobras en lugares cerrados.

Con esto en mente, para eliminar el rotor convencional de cola y su delicado pero esencial funcionamiento, se ideó el sistema NOTAR. Los motores hacen girar de forma mecánica una turbina o compresor, que absorbe aire por unas ranuras dispuestas en la raíz del larguero de cola. Dicho aire es expulsado a presión por unas ranuras laterales del botalón de cola, que aprovechan mediante el efecto Coanda la corriente descendiente que proviene del rotor principal para generar cierta fuerza antipar, y por el mismo extremo del larguero, por un difusor de aire a presión. Al igual que antes, este difusor aprovecha también el efecto brazo de palanca para multiplicar su fuerza impulsora antipar.

No todos siguen esta configuración, puesto que hay helicópteros que no tienen rotor de cola. Estos tienen dos rotores principales, dispuestos de forma coaxial, en tándem o entrelazados. En este caso, ambos rotores giran en direcciones opuestas, de forma que la fuerza de par generada por cada uno se contrarresta, obviando el rotor de cola.

Movimiento

El rotor principal no solo sirve para mantener el helicóptero en el aire (estacionario), así como para elevarlo o descender, sino también para impulsarlo adelante o hacia atrás, hacia los lados o en cualquier otra dirección. Esto se consigue mediante un mecanismo complejo que hace variar el ángulo de incidencia (inclinación) de las palas del rotor principal dependiendo de su posición.

Imaginemos un rotor, que gira a la derecha con velocidad constante. Si todas las palas tienen el mismo ángulo de incidencia (30º por ejemplo), el helicóptero empieza a subir hasta que se queda en estacionario. Las palas tienen durante todo el recorrido de los 360º, el mismo ángulo y el helicóptero se mantiene en el mismo sitio.

Si hacemos que las palas, únicamente al pasar por el sector 0º a 180º aumenten ligeramente su ángulo de incidencia y luego vuelvan a su inclinación original, el empuje del rotor será mayor en el sector de 0º a 180º y el helicóptero en vez de mantenerse parado, tiende a inclinarse adelante, ya que por efecto giroscópico la resultante aparece aplicada 90° hacia el sentido de rotación produciendo así que el empuje total se realice de manera inclinada pudiendo desplazar en aparato en función del coseno del ángulo del vector de la tracción de las palas del helicóptero. Si las palas aumentan el ángulo de incidencia en el sector de 270º a 90º, el empuje será mayor por la parte trasera y el helicóptero tiende a inclinarse hacia la derecha, al igual que en el caso anterior por efecto giroscópico.

En estas aeronaves, el piloto tiene control sobre tres mandos principales, o cuatro en las más antiguas, que son: 

• Mando Colectivo: es una palanca con forma de freno de mano de automóvil, situada a la izquierda del piloto y manejada con esa mano. Este control aumenta el ángulo de ataque de las alas, todas al mismo tiempo, haciendo que la sustentación aumente, permitiendo al helicóptero desplazarse en el plano vertical. 
• Mando Cíclico: es una palanca de aviación que el piloto maneja con su mano derecha, y como se explica posteriormente con más detalle, cambia de forma cíclica el ángulo de ataque de las palas según en la zona de paso del rotor en el que se encuentren, permitiendo a la aeronave desplazarse en todas direcciones del plano horizontal. 
• Pedales: los pedales controlan el rotor de cola, permitiendo a la aeronave girar 360º cuando está estático. Este pequeño rotor contrarresta el efecto antipar del rotor principal, manteniendo estable la máquina. 
• Palanca de gases: es un mando situado en la palanca del cíclico cuya función es acelerar los motores, para aumentar la potencia cuando es necesaria, como cuando se aumenta el colectivo (incide más aire, y al haber más rozamiento se requiere más potencia para mantener las revoluciones en el disco). En los helicópteros actuales esta función se ajusta automáticamente, manteniendo el rotor a unas 100 revoluciones por minuto de forma constante. 

Pilotar estos ingenios puede resultar se agotador, debido a que todos los controles se hallan relacionados, requiriendo constante concentración en maniobras difíciles. Este hecho es la causa de que las aeronaves de combate lleven dos personas de tripulación, piloto y artillero, debido a que sería imposible para el primero realizar todas las tareas de forma simultánea.

Un ejemplo: para despegar, el piloto aumenta el colectivo, debiendo meter pedal para que cuando la nave se eleve no gire descontrolada por el efecto antipar. Una vez en vuelo estático, para desplazarse mueve el cíclico allá donde quiera ir. Si lo inclina adelante, el morro baja debido al menor paso cíclico del rotor en esa parte, perdiendo sustentación. La nave avanza y pierde altura, debiendo ser compensado con más colectivo, para no perder altura, y más pedal para no girar. Y así de forma constante, resultando estresante para los pilotos en condiciones difíciles.

Palanca de control cíclico de un helicóptero.

Los helicópteros no varían la velocidad de las palas ni inclinan el eje del rotor para desplazarse. Lo que hacen es variar ligeramente y de forma cíclica el paso (inclinación) de las palas con respecto al que ya tienen todas (el colectivo de las palas). Ese aumento cíclico en un sector, hace que el helicóptero se desplace hacia el lado opuesto. Ahora se entenderá mejor por qué el mando de dirección de un helicóptero se llama cíclico y el mando de potencia se llama colectivo. Para, por ejemplo, desplazarse adelante, el piloto inclina el cíclico adelante. Entonces, de forma mecánica se disminuye el ángulo de paso de las palas cuando giran sobre la parte frontal del aparato, disminuyendo ahí la sustentación. La mayor sustentación de la parte posterior hace que el ingenio vaya acelerando en dicha dirección, pero perdiendo altura a cambio, puesto que el vector de empuje ya no es vertical, si no diagonal.

Cuando el ángulo de ataque de las palas aumenta para generar sustentación, el aire cada vez hace más resistencia, debiendo acelerar los motores para evitar que el rotor pierda velocidad. En las aeronaves más antiguas esto se hacía mediante un botón situado sobre la palanca del cíclico, que el piloto accionaba con su pulgar cuando aumentaba el colectivo (aumentaba el ángulo de ataque), debiendo controlar un cuarto mando, y ajustarlo ante cualquier cambio en los demás. En cambio, en las aeronaves modernas esta labor la realizan la electrónica de la aeronave, acelerando o decelerando los motores según la configuración del resto de controles, y otras variables.

Además de estos controles de vuelo, el helicóptero usa los pedales para girar cuando está en estacionario. Esto se logra aumentando o disminuyendo el paso de las palas del rotor de cola, con lo que se consigue que el rotor de cola tenga más o menos empuje y haga girar al helicóptero hacia un lado u otro. El rotor de cola se sitúa en un larguero, de varios metros de longitud, que mediante el efecto "brazo de palanca" compensa su pequeño tamaño para mantener estable la aeronave.

Una de las principales desventajas de los helicópteros es su poca velocidad máxima (no suelen pasar de 300 km/h). Esto se debe a la disimetría de la sustentación, denominada comúnmente "pérdida del rotor en retroceso". Este efecto se produce cuando la aeronave se desplaza a gran velocidad. Si tenemos en cuenta que, por ejemplo, el rotor gira en sentido antihorario, cuando el helicóptero se desplaza adelante, la mitad derecha del disco del rotor que se enfrenta al aire que viene de cara, y esa velocidad traslacional aumenta la efectividad del ángulo de ataque, generando mayor fuerza sustentadora, pero solo en ese lado del disco. En cambio, la mitad izquierda del rotor se encuentra con la corriente de aire traslacional pero mientras retrocede en su giro, lo que causa que esa mitad genere menor fuerza sustentadora, al hacerse menos efectivo el ángulo de ataque (el borde de ataque de la pala debe cortar el aire que "retrocede" al desplazarse por él.

Este curioso efecto aerodinámico traslacional provoca que la mitad del rotor que avanza genere mayor sustentación y viceversa, produciendo una peligrosa inestabilidad a grandes velocidades, que en casos extremos causaría la colisión del helicóptero, fractura de las alas giratorias, o averías mecánicas.

Este efecto puede combatirse con mejores materiales para las palas, controles electrónicos y estudiada aerodinámica, pero la aparición de este efecto es inevitable mientras se requiera el ala giratoria para volar.

Los helicópteros también pueden planear, en caso de necesidad para aterrizar en caso de emergencia. Las palas del rotor se sitúan en ángulos muy bajos y el rotor se comporta como una cometa: el helicóptero se transforma en un autogiro. Para ello, al acontecer una supuesta avería en la propulsión mecánica, el piloto debe disminuir de inmediato el ángulo de ataque de las palas, para permitir que durante el descenso el flujo de aire haga girar a las palas como si de un molino se tratara, acumulando energía cinética en el disco, aunque no debe disminuirlo de forma drástica y perder el control aerodinámico corriendo el riesgo de estrellarse, ni tampoco el caso contrario, mantener demasiado alto dicho ángulo de ataque, pues el disco del rotor dejaría de girar debido a la resistencia aerodinámica (ya que no hay empuje mecánico) y la aeronave caería a plomo.

Una vez a cierta distancia del suelo el piloto debe aprovechar esa energía acumulada en el disco para generar un último momento de sustentación y así disminuir la velocidad de descenso. A este fenómeno se le llama autorrotación. Al llegar cerca del suelo el piloto vuelve a aumentar el paso de las palas, las cuales tienen energía aprovechada por el flujo de aire ascendente durante la caída, y disminuyendo la velocidad de descenso para permitir un aterrizaje suave y controlado. Obviamente es vital conocer la distancia máxima a la que se puede "recoger" (tirar del cíclico para frenar); una distancia muy grande causará que la máquina se desplome desde esa altura, al perder toda la energía de forma prematura. En cambio, una distancia demasiado corta provocaría que no diese tiempo a transferir toda esa energía para frenar lo suficiente y golpease el suelo a más velocidad de la adecuada.

Los pilotos suelen entrenar con frecuencia este efecto para simular las condiciones de una avería de los motores en pleno vuelo, adquiriendo la experiencia para poder realizarlo en caso de ser una avería real. Obviamente no apagan los motores para simularlo, si no que usan la función de desconexión de la transmisión, cuya finalidad es desengranar el rotor principal del eje secundario proveniente del propulsor, equivalente a poner neutro en un automóvil. Ello permite que el motor siga funcionando, pero no arrastre al disco, permitiendo la simulación en condiciones de seguridad.

Vuelo

Hay dos condiciones básicas de vuelo para un helicóptero: el vuelo estacionario, y el vuelo traslacional.

Estacionario: El vuelo estacionario (hovering en inglés) es la parte más desafiante de volar un helicóptero. Al contrario de lo que pudiera parecer, es realmente difícil aprender a realizar un vuelo estático.

El vuelo estático requiere más energía de los motores para poder mantenerlo, ya que no hay ningún otro tipo de fuerza de sustentación, que sí hay cuando se traslada. El piloto debe realizar muchas correcciones para mantener el aparato estable, y recordemos que un ajuste en un mando requerirá del ajuste en los otros tres. A pesar de esto, los controles en vuelo estacionario son teóricamente simples: el cíclico se utiliza para eliminar el movimiento en el plano horizontal y quedarse en un punto fijo sin moverse, el colectivo se usa para mantener la altitud, y los pedales para controlar la dirección del aparato. La interacción de estos controles hace difícil el vuelo estacionario, ya que un ajuste en cualquier control requiere un ajuste de los otros dos, creando un ciclo de corrección constante y que requiere gran destreza.

Vuelo de traslación o vuelo traslacional: A medida que el helicóptero empieza a moverse horizontalmente, en un principio requiere más potencia y colectivo para no perder altura. Sin embargo, a cierta velocidad que varía con el diseño de cada aeronave, se va requiriendo cada vez menos potencia y colectivo, debido al efecto aerodinámico de la "sustentación traslacional". El propio fuselaje puede proporcionar cierta fuerza sustentadora al desplazarse por el fluido, aunque se considera marginal. La mayor parte de esta fuerza la causa el flujo del aire que va atravesando el propio rotor principal, que proporcionará sustentación extra sin necesidad de más potencia. En cierta forma, el disco entero se comporta como una sola ala. Es por esto que en vuelo con velocidad un helicóptero tiende a ser más estable y por lo tanto más fácil de manejar, y los controles se comportan como los de una aeronave de ala fija. El desplazamiento adelante del cíclico hará que el morro baje, con consiguiente aumento en velocidad y pérdida de altitud. Tirando del cíclico hará que el morro cabecee hacia arriba, disminuyendo la velocidad del helicóptero y haciendo que ascienda. Al empujar el cíclico hacia la izquierda o derecha hará que el helicóptero ladee hacia el respectivo lado. El aumento de colectivo mientras se mantiene una velocidad constante provocará un ascenso mientras que su disminución provocará el descenso.

La coordinación de estos dos movimientos, subir el colectivo y empujar el cíclico o bajar el colectivo y tirar del cíclico, provocará que se aumente la velocidad o se reduzca respectivamente, pero manteniendo una altura constante. Los pedales tienen la misma función, tanto en un helicóptero que, en un avión de ala fija, para mantener el vuelo equilibrado. Esto se realiza mediante la aplicación de una entrada de pedal en la dirección que es necesaria para centrar el indicador de viraje.

Una fuerza a considerar en estas aeronaves de alas giratorias es el efecto suelo, causado por la corriente de aire descendente proyectada por el rotor principal. Esta fuerza la provoca el remolino de aire que, a cierta distancia del suelo (normalmente similar al diámetro del disco del rotor, rebota sobre la superficie y se eleva de nuevo hacia el fuselaje y las alas, formando un colchón de aire bajo la aeronave.

Esto afecta al vuelo estacionario en que, a esa altura, se requerirá menos potencia y colectivo que a más altura, debiendo tenerlo en cuenta al aterrizar, pues al principio de la maniobra la máquina tendrá cierta resistencia a descender, debiendo vencer esta fuerza con cuidado si no se desea un aterrizaje brusco.

En vuelo traslacional, peligroso a poca altura, pero posible, es necesaria menos potencia y colectivo que a más altura dando mayor seguridad al piloto. Sin embargo, los accidentes del terreno, cambios en la superficie, viento y otras variables hacen que el efecto suelo disminuya, por lo que un piloto prudente solo se valdrá del efecto suelo en determinadas maniobras.

Los helicópteros pueden desplazarse lateralmente, pero a una velocidad muy inferior a la de crucero que alcanzan adelante. Esto es debido a la estructura de la cola y el propio fuselaje, cuya resistencia aerodinámica causa que, en un vuelo lateral a gran velocidad, la cola comience a hacer girar la aeronave causando una inestabilidad peligrosa si no se corrige frenando. Del mismo modo, el desplazamiento hacia atrás es posible, pero a velocidades menores que la máxima velocidad de desplazamiento lateral, debido a que la aerodinámica de la cola fuerza a girar a la máquina, con mayor fuerza cuanto mayor sea la velocidad, pudiendo llegar a causar un giro incontrolado y peligroso del fuselaje.

Motores

 

Un motor turboeje en un helicóptero Alouette III.

El tipo, potencia y número de motores que se usan en un helicóptero determina el tamaño, función y capacidad del diseño de ese helicóptero.

Los motores de los helicópteros más primitivos eran dispositivos mecánicos simples, como bandas de goma o ejes, que limitaban el tamaño de los helicópteros a pequeño modelos y juguetes. Durante medio siglo antes de que volara el primer aeroplano, se usaban las máquinas de vapor para estudiar y desarrollar la aerodinámica del helicóptero, pero la baja potencia de estos motores no permitía el vuelo tripulado. La aparición del motor de combustión interna al finalizar el siglo XIX supuso un hito para el desarrollo del helicóptero, se comenzaron a desarrollar y producir motores con potencia suficiente como para hacer posible la creación de helicópteros capaces de transportar personas.

Los primeros helicópteros utilizaron motores hechos de encargo o motores rotativos originalmente diseñados para aeroplanos, pronto fueron reemplazados por motores de automóvil más potentes y motores radiales. La gran limitación en el desarrollo de los helicópteros durante la primera mitad del siglo XX era que no existían motores cuya cantidad de potencia producida fuera capaz de superar ampliamente el peso de la propia aeronave en vuelo vertical. Este factor era vencido en los primeros helicópteros que volaron con éxito usando motores del menor tamaño posible. Con el compacto motor bóxer, la industria del helicóptero encontró un motor ligero fácilmente adaptable a los helicópteros pequeños, aunque los motores radiales continuaron siendo usados en los helicópteros de mayor tamaño.

La llegada de los motores de turbina revolucionó la industria de la aviación, y con la aparición a principios de los años 1950 del turboeje por fin fue posible proporcionar a los helicópteros un motor con una gran potencia y poco peso. El 26 de marzo de 1954 voló por primera vez un helicóptero de turbina, fue el Kaman HTK-1 de rotores entrelazados. Sin embargo, el primer modelo producido con turbina fue el Aérospatiale Alouette II. El motor turboeje permitió aumentar el tamaño de los helicópteros que estaban siendo diseñados. Hoy en día todos los helicópteros, menos los más ligeros, son propulsados por motores de turbina.

Algunos helicópteros radiocontrolados (juguetes) y los vehículos aéreos no tripulados (UAV) más pequeños de tipo helicóptero, como el Rotomotion SR20, usan motores eléctricos. Los helicópteros radiocontrolados también pueden tener pequeños motores de explosión que funcionan con combustibles distintos de la gasolina, como el nitrometano.

Tren de aterrizaje

Dado que los helicópteros aterrizan verticalmente, la mayoría de ellos suelen poseer un tren de aterrizaje tipo patín (similares a esquíes). Si bien algunos pueden emplear flotadores (principalmente para uso anfibio) y otros pueden emplear ruedas. En efecto, de estos últimos algunos modelos son capaces de carretear brevemente en pistas aeronáuticas.

Modelos

 

Bell 212.

Existen numerosos modelos de helicópteros, de tamaño pequeño, mediano y grande, para unos 25 pasajeros. También existen versiones para carga y otras funciones especiales como sanitarios o vigilancia, en diferentes tamaños, así como para la policía y militares. Estos últimos están actualmente equipados con la más moderna tecnología y armamento.

 

Mil Mi-26, el helicóptero de producción en serie más grande del mundo.

Cabe señalar que la fábrica de helicópteros de Rusia, Mil ha creado el helicóptero más grande y potente de este tipo del mundo, conocido como el Mi-26. Asimismo, la empresa rusa Kamov, creó el eficiente helicóptero de ataque Ka-50, conocido como Tiburón Negro, el cual cuenta con un sistema de protección para el o los tripulantes, que consiste en un moderno asiento eyectable siendo único en el mundo; cabe hacer mención, que este helicóptero aventaja a sus similares en maniobrabilidad, debido a sus dos rotores del tipo contrarrotativo coaxial con palas realizadas en polímeros. Esta solución le posibilita realizar varias maniobras prácticamente imposibles para aparatos tradicionales, destacando el viraje al plano con grandes ángulos de resbalamiento (hasta ±180°) a cualquier velocidad del vuelo, hecho que agiliza la puntería de armas de a bordo fijas. Un viraje al plano permite despegar y aterrizar en pistas muy reducidas, independientemente de la dirección y la fuerza del viento. Un helicóptero coaxial es capaz de arrancar en vuelo estacionario con una mayor aceleración. Puede realizar, además, maniobra curvilínea horizontal llamada (viraje lateral), durante la cual el helicóptero gira alrededor del objetivo a velocidades 100-180 km/h y a una altura invariable.

Fabricantes

Las principales empresas dedicadas a la producción de helicópteros, tanto civiles como militares, son las estadounidenses Sikorsky, Boeing, Bell y MD Helicopters; las europeas Eurocopter y AgustaWestland; las rusas Mil y Kamov. También puede destacarse la Robinson, la brasileña Helibrás y la argentina Cicaré.

Fuente: https://es.wikipedia.org