AERONAUTICA - Helicópteros
EL ROTOR
El helicóptero obtiene su sustentación por medio del movimiento del rotor accionado por la
planta de poder. Las palas del rotor son controladas manualmente desde la cabina. La
sustentación vertical se crea por una combinación del aumento de las revoluciones del rotor y
del paso de las palas (la sustentación aumentará con el aumento de la velocidad o del ángulo
de ataque). La inclinación del disco rotativo (imagínese a los rotores formando un plano
circular completo) inclina a su vez el vector de sustentación haciendo que el helicóptero
cambie de dirección y vuele hacia adelante, atrás o al costado, según lo desee el piloto. El
vuelo del helicóptero difiere del vuelo del avión convencional en que, en una revolución
completa, la pala del rotor irá hacia "adelante" o avanzará solamente la mitad del tiempo y se
retraerá o retrocederá con respecto a la cabina, durante la otra mitad. Mientras no haya
velocidad de avance o viento, el flujo de aire sobre las palas será uniforme en todo el círculo,
desarrollándose una sustentación igual debido a la uniformidad de la velocidad. Sin embargo,
cuando el helicóptero avanza, aumenta el flujo sobre la pala que avanza (velocidad de
rotación más la velocidad del aparato) y disminuye el "movimiento relativo" de la pala, que
retrocede a través del aire (velocidad de rotación menos la velocidad del aparato). Esto se
conoce como asimetría de la sustentación, ya que la pala desarrolla más sustentación con el
aumento del flujo del aire, y esta sustentación no es igual a ambos lados del disco rotativo. En
los primeros autogiros, las palas estaban fijadas al mástil (eje principal que sostiene los
rotores) por medio de una conexión muy rígida, de manera tal que cuando el disco rotativo se
inclinaba, el mástil también acompañaba esa inclinación. Cuando los autogiros ganaban
velocidad de avance en el despegue, la asimetría de sustentación desarrollada creaba más
sustentación sobre un lado del disco rotativo que sobre el otro y, como los rotores estaban
adheridos rígidamente al mástil, el resultado era una inclinación lateral de todo el' aparato.
Esta tendencia fue solucionada con la construcción de una bisagra aleteadora, la cual
abisagraba las palas al mástil de tal modo que las mismas podían moverse verticalmente sin
afectar a éste, conociéndose este movimiento con el nombre de aleteo. Con estas mejoras los
rotores giraban, y la pala que retrocedía, al desarrollar menos sustentación que las palas que
avanzaban, aumentaba el ángulo de ataque para crear más sustentación, de tal manera que en
ambos lados del disco rotativo se producía el mismo grado de sustentación.
Posteriormente, los helicópteros fueron construidos con bisagras resistentes además de las
bisagras aleteadoras. Estas permitían que las palas se movieran ligeramente hacia atrás y
adelante a la altura de la raíz (lugar donde van abisagradas al mástil), evitando fallas por
fatiga, ya que las palas, al aletear, tiraban constantemente en dirección longitudinal.
En muchos modelos las palas están abisagradas al mástil por medio de un cubo, generalmente
un anillo o sección de anillo circular unido al mástil de manera tal que las palas pueden
moverse libremente vertical y horizontalmente (aleteando y resistiendo al avance). Este diseño
se conoce como de rotor articulado, siendo mejor definido como un rotor cuyas palas
individuales o colectivas pueden aletear, resistir el avance o perfilarse libremente (perfilarse es
el término que se aplica a la rotación mecánica del cubo principal del rotor y de la pala
alrededor del eje longitudinal). Cuando se acciona el control cíclico en la cabina, una placa
conocida con el nombre de placa de unión, a la cual van fijadas las palas, por medio de
articuladores, se mueve o inclina en la forma deseada.
Las palas también seguirán la "inclinación" de esta placa, aleteando hasta tomar una posición
que inclina al disco del rotor de manera tal que produzca el movimiento deseado.
La sustentación de las palas tendería a flexionarlas hacia arriba si no fuera por la fuerza
centrífuga desarrollada por su rotación, la cual tiende a aplanarlas o tirarlas hacia afuera. El
movimiento de las palas hacia arriba, al crearse la sustentación, se conoce con el nombre de
flexión, y la posición resultante de las puntas de las palas puede determinarse componiendo
las fuerzas de sustentación y centrífuga.
La bisagra de resistencia es particularmente importante, ya que reduce la fatiga de las palas,
debido al desequilibrio geométrico durante el vuelo de avance; eso se denomina sustentación
asimétrica.
