Los principios del vuelo en helicóptero

Escrito por david weedmark Google | Traducido por natalia pérez
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Los principios del vuelo en helicóptero
Los principios de vuelo del helicóptero se basan en la misma física que en los aviones de ala fija. (military helicopter image by BlueMiniu from Fotolia.com)

Los helicópteros son un tipo de aeronave que utiliza hélices horizontales (llamadas rotores) para volar por el aire. Los principios de vuelo del helicóptero se basan en las mismas leyes de la física que permiten a las aeronaves de ala fija volar. El diseño de los rotores es lo que permite que los helicópteros se eleven verticalmente, se mantengan en su lugar y se muevan hacia atrás. Sin embargo, este mismo diseño es también lo que limita la velocidad de un helicóptero.

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Aerodinámica

La aerodinámica hace frente a las fuerzas que actúan sobre los objetos en movimiento a través del aire y el movimiento del aire en sí. Hay cuatro fuerzas que actúan sobre una aeronave, incluidos los helicópteros. El peso es la fuerza de la gravedad. La elevación es la fuerza de aire sobre las palas del rotor del helicóptero, luchando contra la fuerza de gravedad. El empuje es la fuerza que mueve la aeronave a través del aire, creada por las palas del rotor principal. El arrastre es la fuerza de resistencia del aire contra la aeronave que se mueve a través del aire.

Principio de Bernoulli

El físico Daniel Bernoulli descubrió este principio por la forma en que la presión del agua se incrementa cuando se reduce un tubo. El aire se ve afectado por este mismo principio por medio de las superficies aerodinámicas del helicóptero. Tanto las palas del rotor principal como las del posterior son superficies de sustentación. La curva de las superficies de sustentación hace que el aire que se desplaza por encima de la hoja se mueva más rápidamente que el aire por debajo de la cuchilla. Esto crea un bolsillo de baja presión por encima del helicóptero, creando el ascenso, lo que permite que el helicóptero se eleve. La cantidad de elevación que se crea depende de cinco factores: el área de superficie, la forma, la velocidad, la densidad del aire y el ángulo de la superficie de sustentación, o el ángulo de ataque.

Esfuerzo de torsión

La tercera ley de movimiento de Newton establece que por cada acción hay una reacción igual pero opuesta. Cuando el rotor principal de un helicóptero gira, se crea un contra-giro en el cuerpo del helicóptero. Esto se denomina torsión. Los helicópteros grandes usan un rotor horizontal, girando en la dirección opuesta del primer rotor. Otros helicópteros tienen un rotor de cola vertical, que utiliza el principio de Bernoulli para contrarrestar el efecto de par de torsión.

Control direccional

Un helicóptero que sólo se mueve hacia arriba y abajo no sería muy útil. Los ajustes en el ángulo de las superficies aerodinámicas dan a los helicópteros control direccional. Cuando las superficies de sustentación del rotor principal se posicionan en un ángulo hacia adelante, su elevación crea el movimiento hacia adelante. Un mayor ángulo significa más velocidad hacia adelante. Cuando las superficies de sustentación se echan hacia atrás, el helicóptero se mueve a la inversa. Cuando la velocidad del rotor secundario se aumenta o disminuye, el helicóptero gira hacia la izquierda o derecha.

Compresibilidad del aire

A medida que la superficie aerodinámica se mueve a través del aire, éste se divide en dos corrientes que pasan por encima y por debajo de la cuchilla. A bajas velocidades, se requiere poca energía para dividir el aire. A velocidades más rápidas, sin embargo, el aire golpeando el borde de la superficie de sustentación se vuelve comprimido y difícil de dividir. Esta compresibilidad limita las velocidades posibles para un helicóptero. El efecto es similar al observado con agua. Cuando poco a poco te dejas sumergir, hay poca resistencia. Flota sobre tu vientre, sin embargo, y siente los efectos de la compresibilidad del agua.

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