HELICÓPTEROS, TIPOS DE ROTORES

Los Helicópteros son máquinas voladoras de gran versatilidad que hoy en día son un medio indispensable en la vida moderna, gracias a ellos podemos llegar a lugares que sería imposible acceder en cualquier otro medio de transporte. Su gran utilidad queda también de manifiesto en el momento de ayudar a personas en peligro, realizar rescates, efectuar tareas de asistencia etc.

Helicóptero viene de los vocablos griegos HELIX y PTERO que significa ala en espiral o ala rotatoria. Se habla del primer helicóptero cuando se ve el dibujo de Leonardo Da Vinci, pero ese diseño no fue más que un boceto de una máquina que podría atornillarse en el aire. Más tarde, ya en el siglo XX un sin fin de entusiastas inventores trataban de lograr que un aparato se elevara usando alas rotatorias, si bien algunos lograban elevarse, esos artefactos eran casi incontrolables. Sería el “control” la tarea más difícil de lograr.

En la década de 1920 el joven español Juan de la Cierva logra desarrollar una cabeza de rotor articulado que es la clave para el éxito del helicóptero. Su invención logra instalarla a su otra creación, una aretefacto llamado Autogiro. Esta nueva aeronave poseía un fuselaje de avión y un pequeña ala pero también un mástil con rotor que giraba libremente por el avance. Con este gran descubrimiento el futuro de los helicópteros se veía muy fértil.

Rotor Articulado del AGUSTA 109 se pueden ver los amortiguadores ( dampers)

Eurocopter LAMA con cabeza de rotor articulado, se pueden ver los vasos del liquido para los dampers

¿Por que los rotores articulados?, los rotores articulados permiten a las palas tener movimientos independientes, en un vuelo estacionario sin viento relativo las palas de un helicóptero se comportan similares, igual ángulo de paso , igual velocidad, igual coneo, pero al avanzar es donde comienzan las diferencias.
Pongamos el caso de la pala que avanza, por ejemplo digamos que lo hace a 200km/h, sumemos a esto el avance del helicóptero en si, la masa completa que también pondremos como ejemplo 200km/h, sumamos una velocidad de 400km/h a la pala que avanza. Ahora la pala que retrocede se le debe restar 200km/h ya que en vez de avanzar, esta va hacia atrás, es decir la pala que avanza vuela mucho mas rápido que la que retrocede y por consecuencia, tal como en los planos aerodinámicos, para producir sustentación es necesario velocidad. A mayor velocidad = mayor sustentación y viceversa. para compensar esta disimetría de sustentación de las palas, existe el rotor articulado. La pala que retrocede se le da más paso y más ángulo de flapeo que la pala que avanza y se restringe su avance y retardo por accion de dampers o amortiguadores.

El avance y retardo aparece por varios motivos: La pala que avanza tiende a frenase al encontrar resistencia en contra el viento mientras la pala que retrocede se acelera al irse hacia atrás a favor del viento relativo, los dampers del rotor ayudan a mantener la posición de las palas en torno a su eje de rotación.

Rotores del helicoptero KAMOV full articulados

El concepto de cabeza de rotor articulado es aplicable a los helicópteros con tres o mas palas, pero ademàs tenemos tenemos el caso de muy populares BELL 206, Huey, Hillers, Robinson, etc, que usan solo dos palas con el sistema de balancín o cabeza de rotor semi rígido. En este sistema una pala baja y la otra sube no siendo nesesario la articulación de avance y retardo.
También existe la cabeza de rotor ríg

ido que se hizo conocida por los helicópteros alemanes BO-105 y usada también en los BK-117 y otros como los HAL DRHUV. Este revolucionario sistema de rotor rígido proporciona mayor maniobrabilidad y respuesta a los mandos que los otros tipos de cabeza de rotor, sin embargo es algo mas áspero en flares y algunas condiciones de vuelo. El rotor rígido esta compuesto de simplemente una cruz de titanio sin ningún tipo de articulación (solo el cambio de paso obviamente) y las fuerzas son resistidas y absorbidas por palas de materiales compuestos, fibra de vidrio etc.

Cabeza de rotor semirigido del BELL 212 tipo balancin

Robinson R-44 tambien con sistema semirigido

Cabeza de rotor Rígido del Bo-105 es una cruz de titanio

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Vídeo que muestras las increíbles capacidades acrobáticas del BO-105 gracias a su cabeza de rotor rígido

Sistema STARFLEX montado en el EC-130B4 y los AS350B3

AS350B3 con STARFLEX se puede apreciar la torsión hacia arriba (Coneo)

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Video de como trabaja el sistema STARFLEX

Otro tipo de cabeza de rotor es el sistema STARFLEX desarrollado por Aerospatiale hoy Eurocopter y es algo asi como un rotor rígido ya que a la vista solo se aprecia la articulación de cambio de paso , pero en funcionamiento su estructura flexible actua dando el movimiento de flapeo a las palas. Otro revolucionario sistema es un rotor sin cabeza que se usa en el Eurocopter EC-135 esto significa que las palas van unidas a un mástil directo, sin pasar por una cabeza de rotor, también es un desarrollo Alemán en el cual las palas de material compuesto son las que resisten las diferentes fuerzas.

EC-135 sin cabeza de rotor, las palas están unidas directamente a un mastil

EC-135

Es sorprendente la gran cantidad de ingeniería invertida en los rotores de helicópteros y eso no es todo más adelante hablaremos de fenómenos aerodinámicos, rotores antitorque, sistemas notar etc, estén atentos.

Texto: William Olave

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