Un helicopter es una aeronau d'ala giratoria propulsada per un motor , en la qual la sustentacio , contrariament als avions , no prove d'unes ales fixes, sino d'un conjunt d'ales giratories conegut com a rotor principal, situat en la part superior de l'aparell. Aquesta configuracio li permet aterrar i enlairar-se verticalment, mantenir-se quiet a l'aire i fins i tot volar en direccio lateral o marxa enrere. Aixo li permet realitzar moltes tasques impossibles per als avions d'ala fixa.

La paraula 'helicopter' prove del frances . Va ser ideada per Gustave de Ponton d'Amecourt l'any 1861 a partir de les paraules en grec helix/helik- (?λικ-) que vol dir 'espiral' o 'girar' i pteron (πτερ?ν) que vol dir 'ala'. ^{[1] [2]}

Els helicopters van ser desenvolupats durant la primera meitat del segle  xx amb alguns dissenys produits de forma limitada. Pero no va ser fins a l'any 1942 que un helicopter dissenyat per Igor Sikorsky va arribar a produir-se en serire ^[3] amb 131 aparells construits. ^[4] Tot i que els dissenys primitius tenien mes d'un rotor, va ser el dissenyat amb un rotor principal i un rotor de cua el que es va generalitzar i que tothom reconeix com a helicopter .

Usos [ modifica ]

Gracies a la capacitat de vol vertical, el poc espai que requereixen per aterrar o envolar-se i la maniobrabilitat a baixa velocitat els helicopters son aeronaus molt flexibles i polivalents. ^[5] Entre els multiples usos possibles en destaquen:

• 
  Un helicopter utilitzat com a ambulancia aeria
• 
  Helicopter de rescat HH-65 Dolphin en una missio d'entrenament
• 
  Un Bell 205 dels bombers llancant aigua per apagar un foc
• 
  Un helicopter d'atac AH-64 Apache
• 
  Sikorsky S-64 Helicopter de carrega transportant una casa prefabricada

Els helicopters medicalitzats permeten traslladar molt rapidament els ferits o malalts, ve sigui des del lloc d'un accident o entre centres hospitalaris. Aquests helicopters compten amb equipament i personal medic i actuen com una ambulancia aeria.

Com poden mantenir-se estacionaris volant a poca altura els helicopters son essencials per a missions de recerca i rescat d'accidentats o ferits en arees de dificil acces, com ara en zones de muntanya o al mar. En aquests casos normalment l'helicopter no aterra sino que un especialista baixa amb un cabrestant per a afermar al rescatat i ascendir junts a l'helicopter.

Els militars utilitzen helicopters d'atac per a destruir objectius terrestres. Aquests aparells porten llancadors de missils antitancs , coets i metralladores . Els helicopters militars de transport son utilitzats per portar tropes a zones on seria impossible amb els avions (per exemple en arees sense pistes o amb molt desnivell i vegetacio). Les forces navals tambe utilitzen helicopters equipats amb sonars i carregues de profunditat en la guerra anti-submarina, operant des de vaixells de guerra com ara corbetes o destructors .

Historia [ modifica ]

Antecedents [ modifica ]

Al final del segle  xv Leonardo da Vinci va dissenyar una maquina que podia per fer un vol vertical. Les notes que va deixar denoten que va realitzar models a escala de l'aparell, pero que no havia dissenyat cap sistema que evites que l'aparell gires alhora que ho feia el rotor. ^{[6] [7]}

Anys mes tard, amb el progres de la tecnica i coneixement cientific, van sorgir nous dissenys per tal de fer possible el vol vertical. L'any 1754 Mikhail Lomonossov va mostrar el disseny d'un petit rotor coaxial (com els utilitzats en els helicopters moderns) a l' Academia Russa de les Ciencies , proposava utilitzar-lo per a enlairar instruments meteorologics.

Per altra banda l'any 1783 Christian de Launoy i el seu mecanic Bienvenu van construir un model a escala que comptava amb dos rotors contra-rotatoris realitzats amb plomes de gall d'indi i en van fer una demostracio a l' Academia Francesa de les Ciencies .

Primers vols propulsats [ modifica ]

El 1906 Jacques i Louis Charles Breguet van comencar a experimentar amb helixs per a helicopters i l'any 1907 van construir el Giropla Num.1 que va aconseguir envolar-se amb un pilot 0,6 metres durant un minut. ^[3] Tot i aixo era poc estable i calia que subjectessin l'aparell per cada banda, per aquesta rao es tracta del primer vol tripulat d'un helicopter pero no el primer vol lliure.

El mateix any l'inventor frances Paul Cornu va dissenyar i construir amb 2 rotors contrarotatoris de 6 m de diametre, accionats per un motor de combustio de 24 cavalls(18 kW ). El novembre de 1907 es va enlairar tripulat pel seu inventor, assolint una altitud de tan sols 0,3 m durant 20 segons. ^[8] Va realitzar diversos vols mes fins a arribar a altures de prop de 2 metres, pero continuava sent inestable i es va abandonar aquest projecte. ^[3]

Autogir [ modifica ]

L' autogir va ser inventat per l'inventor espanyol Juan de la Cierva , volant per primer cop el gener de 1923. Semblant a un avio convencional pero amb un rotor (no propulsat originalment) en comptes d'ales va suposar el primer disseny reeixit d'aeronau amb ala giratoria. Era capac de volar de manera segura a baixa velocitat i envolar-se amb molt poca distancia en comparacio amb un avio equivalent. ^[9] Va ser produit sota llicencia a diversos paisos i suposar un revulsiu per al desenvolupament dels helicopters.

Propulsio amb turbines [ modifica ]

L'any 1951 Charles Kaman va modificar el seu helicopter Kaman K-225 amb un nou tipus de motor: el turboeix , basat en una turbina de gas . ^[5] Amb aquest nou motor entregava una potencia mes gran amb un pes menor que els tipics motors de cilindres. El marc de 1954, un altre helicopter Kaman, l'HTK-1 de la Marina dels Estats Units , va esdevenir el primer helicopter amb doble turbina. Pero el primer que entra en produccio en serie fou l' Alouette II . ^[10]

Caracteristiques de disseny [ modifica ]

Rotor [ modifica ]

El rotor es el conjunt d'aspes o pales giratories que generen la forca de sustentacio . ^[11] El rotor o rotors principals tenen una orientacio horitzontal, mentre que el rotor de cua te una orientacio vertical per tal de contrarestar el parell (forca de gir que faria voltar sobre si mateix l'helicopter) i controlar el gir. Les parts del rotor son l'eix, les pales del rotor -o ales giratories- (de 2 a 4 per rotor habitualment) i el mecanisme on s'uneixen els dos elements anteriors.

Controls i fisica del vol [ modifica ]

Un helicopter es governa amb tres controls principals: el col·lectiu, que controla el pas de totes les pales del rotor principal alhora i es el responsable de l'empenta vertical i s'usa per desplacar-ser verticalment, el ciclic que controla l'orientacio del rotor principal i s'usa per desplacar-se endavant, endarrere i lateralment, i per ultim els pedals que controlen la forca del rotor de cua i s'usen per a fer girar l'helicopter sobre si mateix al voltant de l'eix vertical. Per pilotar un helicopter cal fer anar tots tres controls al mateix temps de forma coordinada.

El pas de les pales d'un helicopter canvia continuament al llarg de la rotacio de la pala al voltant de l'eix. El valor mitja del pas ve donat pel control col·lectiu i la component variable ve donada pel control ciclic. La component variable es, per als helicopters estandards, una funcio sinusoidal caracteritzada per l'amplitud i la fase. Aquests dos graus de llibertat son controlats conjuntament pel control ciclic longitudinal i ciclic lateral. D'aquesta manera, la posicio azimutal dels extrems de la component sinusoidal determinen la direccio i la intensitat de la component horitzontal de l'empenta del rotor principal. Cal tenir en compte que el moviment fora del pla de cada pala i que, valorades conjuntament donen l'orientacio del rotor, te els extrems desplacats 90 graus aproximadament respecte als extrems del valor del pas ciclic. Aixo es a causa de la inercia de les pales que produeixen un retard en la resposta a les carregues aerodinamiques degudes al canvi de pas.

Per aconseguir aquest tipus de resposta les pales d'helicopter estan dotades d'articulacions que permeten el moviment fora del pla ( flap ) i en el pla ( lead-lag ). Recentment s'han comercialitzat helicopters sense articulacions que obtenen aquests graus de llibertat de les pales gracies a seccions flexibles a l'arrel de les pales. Aixo en simplifica molt la construccio.

Tipus de vol [ modifica ]

Els dos tipus de vols basics en un helicopter son l'estacionari i el convencional (habitualment cap endavant):

Vol estacionari

Consisteix en el fet que l'helicopter es mante a l'aire sense avancar en cap direccio del pla horitzontal, tan sols variant la seva altura o fins i tot mantinguen-se de forma estatica a l'aire. Es produeix en els moments d'enlairament i aterratge aixi com quan es requereix per a una funcio determinada com per exemple carregar materials diversos, gravar imatges, etc. Es aquesta capacitat de vol estacionari la que confereix grans avantatges als helicopters. Tambe es tracta d'una situacio delicada, ja que el fuselatge de l'helicopter rep tot l'ampit de l'aire impulsat pel seu rotor principal i requereix correccions continues per part del pilot per mantenir l'helicopter estable. Per tal de mantenir el vol estable el pilot utilitza el control ciclic per no desplacar-se en el pla horitzontal (endavant, endarrere o cap als costats) i el control col·lectiu per modificar l'alcada en que es troba. Per altra banda els pedals permeten modificar la direccio del morro i per tant el rumb. La dificultat es troba en la necessitat d'ajustar tots els controls, ja que qualsevol modificacio en una de les direccions requerix ajustos en la resta de controls.

Vol convencional

Utilitzat per a desplacar-se en el pla horitzontal. En aquest tipus de vol l'helicopter se sol moure cap endavant i es controla de forma semblant a la d'un avio d'ala fixe. Premer el control ciclic cap endavant causara que el morro baixi i per tant un augment en la velocitat i una disminucio en l'altura. El moviment contrari alentira l'helicopter i fara que guanyi altura. Augmentar la potencia en el control col·lectiu tambe fara augmentar l'altura mentre que baixar-la la fara reduir. Combinant el ciclic i el col·lectiu es pot variar la velocitat mentre es mante l'altura de vol. Els pedals tenen la mateixa funcio que un avio convencional permeten variar el rumb ("girar") cap a una direccio o altra. Tot i aixo cal tenir en compte que els pedals en un helicopter controlen el rotor caudal mentre que en un avio el timo de direccio.

Records mundials [ modifica ]

Referencies [ modifica ]

Vegeu tambe [ modifica ]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimedia relatiu a: Helicopter

• Helicopter militar
• Rotor d'helicopter
• Rotor de cua
• Heliport
• Avio
• Aviacio
• Aerodinamica
• Enginyeria aeronautica

Viccionari