Helicóptero para niños
Un helicóptero es una aeronave especial que puede volar gracias a una o más hélices grandes que giran horizontalmente en su parte superior. Estas hélices, llamadas rotores, tienen palas que giran y crean la fuerza necesaria para que el helicóptero se eleve y se mueva. A los helicópteros se les llama "aeronaves de alas giratorias" para diferenciarlos de los aviones, que tienen alas fijas.
La palabra "helicóptero" viene del francés hélicoptère, que fue creada en 1863. Esta palabra combina dos términos griegos: helix (que significa hélice o espiral) y pteron (que significa ala).
La gran ventaja de los helicópteros es que sus rotores les permiten despegar y aterrizar de forma vertical, sin necesitar una pista larga como los aviones. Por eso, son muy útiles en lugares con poco espacio o en zonas aisladas. Además, pueden quedarse quietos en el aire (lo que se llama "vuelo estacionario") y realizar tareas que un avión no podría.
El primer aparato que podía despegar casi en vertical fue el autogiro, inventado en 1920 por el ingeniero español Juan de la Cierva. El autogiro fue un paso muy importante para llegar al helicóptero moderno. El primer helicóptero que se pudo controlar bien en vuelo y se fabricó en serie fue creado por Igor Sikorsky en 1942.
Comparado con los aviones, los helicópteros son más complejos y caros de fabricar y mantener. También son más lentos, tienen menos alcance y pueden llevar menos carga. Sin embargo, su gran capacidad para maniobrar, quedarse quietos en el aire y despegar y aterrizar verticalmente compensa estas desventajas. Un helicóptero puede ir a casi cualquier lugar y aterrizar donde haya suficiente espacio.
Contenido
Un Poco de Historia: ¿Cómo Surgieron los Helicópteros?
Primeras Ideas y Juguetes Voladores
Las primeras ideas sobre el vuelo vertical vienen de China. Desde hace más de 2.400 años, los niños chinos jugaban con unos juguetes voladores de bambú. Estos juguetes tenían una hélice que se hacía girar con un palo, y al soltarla, volaba.
Diseños parecidos a este juguete chino aparecieron en pinturas y obras de arte del Renacimiento. En los siglos XVIII y XIX, científicos en Europa desarrollaron máquinas voladoras basándose en el juguete chino.
Fue a principios de la década de 1480 cuando el famoso sabio italiano Leonardo da Vinci dibujó un diseño para una máquina que parecía un "tornillo aéreo". Sus notas sugieren que construyó pequeños modelos que volaban, pero no se sabe si pudo evitar que la máquina girara sin control.
En 1754, el ruso Mijaíl Lomonósov creó un pequeño modelo con dos hélices que giraban en sentido contrario, inspirado en el juguete chino. Este modelo era impulsado por un resorte y se sugirió para levantar instrumentos meteorológicos. Más tarde, en 1783, Christian de Launoy y su mecánico, Bienvenu, usaron un modelo similar con plumas de pavo como palas.
Sir George Cayley, fascinado por el juguete chino desde niño, también desarrolló modelos. Sus escritos sobre sus experimentos influyeron en futuros inventores. En 1870, Alphonse Pénaud creó juguetes de helicópteros con rotores que giraban en sentidos opuestos, impulsados por bandas elásticas. Uno de estos juguetes, regalado por su padre, inspiraría a los hermanos Wright a perseguir el sueño de volar.
En 1861, el inventor francés Gustave de Ponton d'Amécourt usó por primera vez la palabra "helicóptero". Él mostró un pequeño modelo impulsado por vapor, pero no logró despegar. Sin embargo, su palabra se quedó para describir el vuelo vertical. En 1878, el italiano Enrico Forlanini logró que su vehículo no tripulado, también a vapor, se elevara 12 metros y se mantuviera en el aire por unos 20 segundos.
Los Primeros Vuelos Controlados
En 1907, los hermanos franceses Jacques y Louis Breguet experimentaron con diseños de helicópteros. Su Gyroplane No.1 fue uno de los primeros cuadricópteros (con cuatro rotores). Entre agosto y septiembre de 1907, este aparato logró elevar a su piloto unos 0,6 metros durante un minuto. Sin embargo, era muy inestable y necesitaba que varias personas lo sujetaran para mantener el equilibrio. Por eso, se considera el primer vuelo tripulado, pero no un vuelo libre.
Ese mismo año, otro inventor francés, Paul Cornu, diseñó y construyó el helicóptero Cornu. Este usaba dos rotores que giraban en direcciones opuestas. El 13 de noviembre de 1907, logró elevar a su inventor 0,3 metros y se mantuvo en el aire durante 20 segundos. Aunque no voló más alto que el Gyroplane No.1, se considera el primer vuelo verdaderamente libre y controlado de un helicóptero con piloto.
El Desarrollo Moderno
El ingeniero aeronáutico español Juan de la Cierva desarrolló el autogiro a finales de la década de 1910. Fue la primera aeronave de alas giratorias que voló de forma práctica.
A principios de los años 1920, el argentino-francés Raúl Pateras de Pescara demostró una de las primeras aplicaciones exitosas de un sistema para controlar el vuelo. Sus rotores podían cambiar de forma para aumentar o disminuir la sustentación.
Durante la Segunda Guerra Mundial, se usaron helicópteros a pequeña escala. Modelos como el Flettner FL 282 Kolibri se utilizaron en el Mar Mediterráneo. La producción masiva del Sikorsky R-4 comenzó en mayo de 1942. Este aparato se usó para operaciones de rescate en Birmania y también por la Royal Air Force británica.
El Bell 47, diseñado por Arthur M. Young, fue el primer helicóptero aprobado para uso civil en Estados Unidos en 1946. Veinte años después, el Bell 206 se convirtió en uno de los helicópteros comerciales más exitosos.
Los helicópteros tardaron más en desarrollarse que los aviones porque necesitaban motores mucho más potentes. Las mejoras en los combustibles y motores durante la primera mitad del siglo XX fueron clave. La aparición de los motores de turboeje en la segunda mitad del siglo XX permitió crear helicópteros más rápidos, grandes y que podían volar a mayor altura.
¿Para Qué se Usan los Helicópteros?
Los helicópteros son muy versátiles por su capacidad de despegar y aterrizar verticalmente, quedarse quietos en el aire y volar a bajas velocidades. Por eso, se usan para muchas tareas que antes eran imposibles o muy difíciles de hacer con otras aeronaves o desde tierra.
Hoy en día, los helicópteros se usan para:
- Transporte de personas y carga.
- Construcción, para mover materiales pesados.
- Apagar incendios.
- Búsqueda y rescate de personas.
- Usos militares y vigilancia.
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Una Grúa volante Sikorsky S-64 transportando una casa.
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Un Bell 205 lanzando agua sobre un fuego.
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Un Helicóptero de ataque Westland WAH-64 Apache.
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Un helicóptero HH-65 Dolphin haciendo una demostración de rescate.
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Un Airbus Helicopters H145 de evacuación médica.
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Un Dron helicóptero Saab Skeldar.
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Otros usos de los helicópteros incluyen:
- Fotografía aérea y videografía aérea.
- Captación electrónica de noticias (para reportajes).
- Sismología de reflexión (para estudiar el subsuelo).
- Turismo o recreación.
¿Cómo Vuela un Helicóptero?
El Rotor Principal y el Rotor de Cola
Los helicópteros son aeronaves de alas giratorias porque las palas de su rotor tienen una forma aerodinámica, como las alas de un avión. Esta forma, llamada perfil alar, hace que cuando la pala corta el aire, se genere una fuerza hacia arriba llamada sustentación.
La velocidad del rotor principal es constante, generalmente unas 100 revoluciones por minuto. Lo que hace que un helicóptero suba o baje es el cambio en el ángulo de ataque de las palas del rotor: si las palas se inclinan más, hay más sustentación y el helicóptero sube.
Cuando el rotor principal gira, el helicóptero tiende a girar en la dirección opuesta debido a un efecto llamado par motor. Para evitar esto, muchos helicópteros tienen un pequeño rotor en la parte trasera, llamado rotor de cola o rotor antipar. Este rotor empuja en la dirección contraria y mantiene el helicóptero estable. El rotor de cola se coloca en un brazo largo para que su fuerza sea más efectiva.
Existe otro sistema más moderno llamado NOTAR (NO TAil Rotor, o sin rotor de cola). Este sistema se creó para eliminar el rotor de cola, que es muy delicado y puede causar accidentes si se daña. El sistema NOTAR usa una turbina que absorbe aire y lo expulsa por unas ranuras en el brazo de cola, usando el efecto Coanda para generar la fuerza necesaria y mantener el helicóptero estable sin un rotor de cola.
No todos los helicópteros tienen rotor de cola. Algunos tienen dos rotores principales que giran en direcciones opuestas. Estos rotores pueden estar dispuestos de forma coaxial (uno encima del otro), en tándem (uno delante y otro detrás) o entrelazados. Al girar en direcciones opuestas, sus fuerzas se contrarrestan y no necesitan un rotor de cola.
¿Cómo se Mueve un Helicóptero?
El rotor principal no solo mantiene el helicóptero en el aire, sino que también lo impulsa hacia adelante, atrás o a los lados. Esto se logra con un mecanismo complejo que cambia el ángulo de inclinación de las palas del rotor principal según su posición.
Imagina que el rotor gira a la derecha. Si todas las palas tienen el mismo ángulo de inclinación, el helicóptero sube y se queda quieto. Pero si las palas aumentan ligeramente su ángulo de inclinación solo en una parte del giro (por ejemplo, de 0° a 180°), el empuje será mayor en esa zona. Esto hace que el helicóptero se incline hacia adelante y se mueva en esa dirección.
El piloto controla el helicóptero con tres mandos principales:
- Mando Colectivo: Es una palanca a la izquierda del piloto. Al moverla, se aumenta o disminuye el ángulo de ataque de todas las palas del rotor principal al mismo tiempo. Esto hace que el helicóptero suba o baje.
- Mando Cíclico: Es una palanca de aviación que el piloto maneja con la mano derecha. Este mando cambia el ángulo de ataque de las palas de forma cíclica (es decir, varía según la posición de la pala en el giro del rotor). Esto permite que el helicóptero se mueva hacia adelante, atrás o a los lados.
- Pedales: Los pedales controlan el rotor de cola. Permiten que el helicóptero gire sobre sí mismo cuando está quieto en el aire. El rotor de cola contrarresta el giro del fuselaje causado por el rotor principal.
- Palanca de gases: En helicópteros antiguos, esta palanca, situada en el colectivo, servía para acelerar los motores. En los helicópteros modernos, esta función se ajusta automáticamente para mantener la velocidad del rotor constante.
Pilotar un helicóptero puede ser agotador porque todos los controles están relacionados y requieren mucha concentración. Por eso, los helicópteros de combate suelen tener dos tripulantes: un piloto y un artillero.
Por ejemplo, para despegar, el piloto aumenta el colectivo para subir y al mismo tiempo usa los pedales para evitar que el helicóptero gire sin control. Una vez en el aire, si quiere moverse hacia adelante, inclina el cíclico hacia adelante. Esto hace que el morro baje y el helicóptero avance, pero también pierde altura, así que el piloto debe compensar con el colectivo y los pedales.
Los helicópteros no cambian la velocidad de sus palas ni inclinan el eje del rotor para moverse. Lo que hacen es variar ligeramente el ángulo de inclinación de las palas de forma cíclica. Si el piloto inclina el cíclico hacia adelante, el ángulo de las palas disminuye en la parte frontal del helicóptero, reduciendo la sustentación allí. La mayor sustentación en la parte trasera hace que el helicóptero se incline y avance.
Una de las desventajas de los helicópteros es su velocidad máxima, que no suele superar los 300 km/h. Esto se debe a un efecto llamado "disimetría de la sustentación" o "pérdida del rotor en retroceso". Cuando el helicóptero se mueve muy rápido, la mitad del rotor que avanza genera más sustentación que la mitad que retrocede. Esto causa inestabilidad y puede ser peligroso a altas velocidades. Este efecto se puede reducir con mejores materiales y electrónica, pero es inevitable en las aeronaves de alas giratorias.
Los helicópteros también pueden planear en caso de emergencia, como si fueran un autogiro. Si los motores fallan, el piloto debe disminuir el ángulo de las palas para que el aire haga girar el rotor mientras desciende. Esto acumula energía en el rotor. Cerca del suelo, el piloto usa esa energía para aumentar el ángulo de las palas y crear un último momento de sustentación, lo que permite un aterrizaje suave. A este fenómeno se le llama autorrotación.
Los Motores de los Helicópteros
El tipo, la potencia y el número de motores de un helicóptero determinan su tamaño, función y capacidad.
Los primeros helicópteros usaban motores sencillos, como bandas de goma, que limitaban su tamaño a modelos pequeños y juguetes. Las máquinas de vapor se usaron para estudiar la aerodinámica, pero no eran lo suficientemente potentes para el vuelo tripulado. La invención del motor de combustión interna a finales del siglo XIX fue un gran avance, permitiendo crear motores con la potencia necesaria para que los helicópteros pudieran transportar personas.
Al principio, los helicópteros usaban motores diseñados para aviones o coches. La principal limitación en la primera mitad del siglo XX era que no había motores lo suficientemente potentes y ligeros para el vuelo vertical. Con el tiempo, los motores compactos tipo "bóxer" y los motores radiales se adaptaron a los helicópteros.
La llegada de los motores de turbina revolucionó la aviación. A principios de los años 1950, apareció el turboeje, un motor muy potente y ligero, ideal para helicópteros. El 26 de marzo de 1954, voló por primera vez un helicóptero con motor de turbina, el Kaman HTK-1. El primer modelo producido con turbina fue el Aérospatiale Alouette II. Hoy en día, casi todos los helicópteros, excepto los más pequeños, usan motores de turbina.
Algunos helicópteros de juguete y los drones helicóptero más pequeños usan motores eléctricos. Los helicópteros de juguete también pueden tener pequeños motores de explosión que funcionan con combustibles especiales.
El Tren de Aterrizaje
Como los helicópteros aterrizan verticalmente, la mayoría tienen un tren de aterrizaje tipo patín, similar a unos esquís. Algunos pueden usar flotadores para aterrizar en el agua, y otros tienen ruedas, lo que les permite moverse en pistas de aeropuertos.
Modelos Famosos y Fabricantes
Existen muchos modelos de helicópteros, de diferentes tamaños: pequeños, medianos y grandes, que pueden llevar hasta 25 pasajeros. También hay versiones para carga y funciones especiales como ambulancias aéreas, vigilancia, o para la policía y el ejército. Los helicópteros militares modernos están equipados con tecnología avanzada.
La fábrica rusa Mil ha creado el helicóptero más grande y potente del mundo, el Mil Mi-26. Otra empresa rusa, Kamov, creó el helicóptero de ataque Kamov Ka-50, conocido como Tiburón Negro. Este helicóptero tiene un sistema de protección para los tripulantes con un asiento eyectable, algo único. Además, es muy maniobrable gracias a sus dos rotores que giran en sentidos opuestos, lo que le permite hacer movimientos que otros helicópteros no pueden.
Las principales empresas que fabrican helicópteros, tanto civiles como militares, son las estadounidenses Sikorsky, Boeing, Bell y MD Helicopters; las europeas Airbus Helicopters y Leonardo; y las rusas Mil y Kamov. También destacan la estadounidense Robinson y la brasileña Helibrás.
Véase también
En inglés: Helicopter Facts for Kids
- Helicóptero anfibio
- Helicóptero militar
- HEMS
- Autogiro
- Juan de la Cierva y Codorníu
- Convertiplano
- Helipuerto
