Manual de pilotaje de helicópteros
Este manual es un complemento a los cursos de CIPT y CIPC.
Aquí veremos los conceptos básicos y comunes a conocer por todo piloto de helicóptero, ya sea para misiones de transporte, reconocimiento o ataque.
Introducción
Este manual, a pesar de que toca temas más generales, está enfocado y simplificado para su uso en el ARMA3. En concreto, al ala rotatoria (helicópteros) que es lo que se va a usar para el transporte debido al tamaño de los mapas.
El ARMA siempre ha sido un excelente simulador de infantería, pero respecto a la simulación de vuelo está realmente limitado. En general, las físicas están muy simplificadas y hasta ahora los instrumentos han sido casi testimoniales. Antes no existía el "efecto suelo", no era necesario trimar, la altitud no afectaba a la sustentación, las inercias eran irreales, no sufría de anillos vórtices, etc...
En gran parte, alguno de estos problemas se han visto corregidos con la salida del ARMA3 y sus físicas avanzadas de vuelo (las cuales se deben activar), que implementa algo parecido a lo teníamos en el "Take on Helicopter". Esto no lo convierte en un simulador de helicópteros, y si lo comparamos con el simulador DCS, no le llega ni a la suela de los zapatos. Pero, desde luego, ha mejorado muchísimo lo que antes teníamos en el ARMA2.
Este manual no es tan completo como me gustaría e incluso es posible que encontréis algún que otro error. Os pido disculpas por adelantado. Seguiré trabajando en él y publicaré nuevas versiones. Dicho esto, no basta con leer este manual, durante las clases de instrucción se profundizarán en estos y otros temas. Siendo este un manual tan solo de referencia.
Este manual se compone por varias recopilaciones de manuales de vuelo de simuladores, manuales del ARMA3, Wikipedia e incluso información obtenida de manuales militares. Si deseáis profundizar en el mundo de los helicópteros os recomiendo que no os quedéis en esta escueta guía, y busquéis más información por vuestra cuenta. En la bibliografía podréis ver de donde he sacado yo gran parte de la información.
Espero que os sea de ayuda, y sirva para que os entre el gusanillo de la simulación aérea..
Conceptos básicos
Un helicóptero es una aeronave que es sustentada y propulsada por uno o más rotores horizontales, cada uno de ellos formado por dos o más palas. Los helicópteros están clasificados
La principal ventaja de los helicópteros viene dada por el rotor, que proporciona sustentación sin necesidad de que la aeronave se desplace, esto permite realizar despegues y aterrizajes verticales sin disponer de pista. Este tipo de sustentación también hace posible que el helicóptero pueda mantenerse volando en una zona de forma mucho más eficiente de la que podría otra aeronave de despegue y aterrizaje verticales, y pudiendo realizar tareas que una aeronave de ala fija no podría.
Comparado con otros tipos de aeronave como el avión, el helicóptero es mucho más complejo, tiene un mayor coste de fabricación, uso y mantenimiento, es relativamente lento, tiene menos autonomía de vuelo y menor capacidad de carga. No obstante, todas estas desventajas se ven compensadas por otras de sus características, como su gran maniobrabilidad y la capacidad de mantenerse estático en el aire, girar sobre sí mismo y despegar y aterrizar verticalmente. Si no se consideran aspectos tales como la posibilidad de repostaje o las limitaciones de carga y de altitud, un helicóptero puede viajar a cualquier lugar y aterrizar en cualquier sitio que tenga la suficiente superficie.
Las cuatro fuerzas que actúan en un helicóptero son el peso, la sustentación, el empuje y la resistencia. Los tres controles principales usados en un helicóptero son, el cíclico para el control direccional, el colectivo para el control de la altura, y los pedales anti-torque para compensar el par motor del rotor principal.
Rotor principal
Las palas del rotor tienen una forma aerodinámica similar a las alas de un avión, es decir, curvadas formando una elevación en la parte superior, y lisas o incluso algo cóncavas en la parte inferior (perfil alar). Al girar el rotor, esta forma de las palas, hace que se genere sustentación, la cual eleva al helicóptero. La velocidad del rotor principal es constante, y lo que hace que un helicóptero ascienda o descienda es la variación en el ángulo de ataque que se da a las palas del rotor: a mayor inclinación, mayor sustentación y viceversa.
Una vez en el aire, el helicóptero tiende a dar vueltas sobre su eje vertical en sentido contrario al giro del rotor principal gracias al efecto par motor. Para evitar que esto ocurra, los helicópteros disponen de un rotor más pequeño en un lado de su parte posterior, denominado rotor de cola, dispuesto verticalmente, que compensa con su empuje la tendencia a girar del aparato y lo mantiene en una misma orientación.
Hay helicópteros que no tienen rotor de cola, sino que tienen dos rotores principales dispuestos de forma coaxial, en tándem o entrelazados. En este caso, ambos rotores giran en direcciones opuestas y no se necesita el efecto «antipar» del rotor de cola como en los helicópteros de un solo rotor ya que un rotor cancela el del otro. Otro sistema que hace carecer del rotor de cola es el sistema NOTAR, consiguiendo contrarrestar el efecto par motor mediante una salida de aire a presión en el extremo del botalón de cola.
Rotor de cola
El rotor de cola, o rotor antipar, es un componente típico en los helicópteros que tienen un único rotor principal que consiste en una hélice montada en el larguero de cola del helicóptero, con un eje de rotación lateral. El empuje que crea está desplazado del centro de gravedad, contrarrestando el par motor creado por el rotor principal, manteniendo el aparato estable en el aire. El paso de las palas del rotor de cola es regulable por el piloto mediante los pedales, esto permite al piloto rotar el helicóptero sobre su eje vertical, proporcionando el control de dirección.
El "talón de Aquiles" del helicóptero es el rotor de cola. La pérdida o fallo en los mandos del rotor de cola, estando el helicóptero en vuelo de traslación y con una velocidad determinada, es una emergencia grave, pero no suele tener un fin trágico, siempre que el piloto siga los procedimientos establecidos para estas situaciones. Por el contrario, si esta pérdida del rotor de cola se produce en vuelo estacionario, las posibilidades de recuperación del aparato se ven disminuidas notablemente.
Movimiento
El rotor principal no sólo sirve para mantener el helicóptero en el aire (estacionario), así como para elevarlo o descender, sino también para impulsarlo hacia adelante o hacia atrás, hacia los lados o en cualquier otra dirección. Esto se consigue mediante un mecanismo complejo que hace variar el ángulo de incidencia (inclinación) de las palas del rotor principal dependiendo de su posición.
Imaginemos un rotor, que gira a la derecha con velocidad constante. Si todas las palas tienen el mismo ángulo de incidencia (30° por ejemplo), el helicóptero empieza a subir hasta que se queda en estacionario. Las palas tienen durante todo el recorrido de los 360°, el mismo ángulo y el helicóptero se mantiene en el mismo sitio.
Si hacemos que las palas, únicamente al pasar por el sector 0° a 180° aumenten ligeramente su ángulo de incidencia y luego vuelvan a su inclinación original, el empuje del rotor será mayor en el sector de 0° a 180° y el helicóptero en vez de mantenerse parado, tiende a inclinarse hacia adelante, ya que por efecto giroscópico la resultante aparece aplicada 90° hacia el sentido de rotación produciendo así que el empuje total se realice de manera inclinada pudiendo desplazar en aparato en función del coseno del ángulo del vector de la tracción de las palas del helicóptero. Si las palas aumentan el ángulo de incidencia en el sector de 270° a 90°, el empuje será mayor por la parte trasera y el helicóptero tiende a inclinarse hacia la derecha, al igual que en el caso anterior por efecto giroscópico.
Los helicópteros no varían la velocidad de las palas ni inclinan el eje del rotor para desplazarse. Lo que hacen es variar ligeramente y de forma cíclica el paso (inclinación) de las palas con respecto al que ya tienen todas (el colectivo de las palas). Ese aumento cíclico en un sector, hace que el helicóptero se desplace hacia el lado opuesto. Ahora se entenderá mejor por qué el mando de dirección de un helicóptero se llama cíclico y el mando de “potencia” se llama colectivo.
Además de estos controles de vuelo, el helicóptero usa los pedales para girar cuando está en estacionario. Esto se logra aumentando o disminuyendo el paso de las palas del rotor de cola, con lo que se consigue que el rotor de cola tenga más o menos empuje y haga girar al helicóptero hacia un lado u otro.
Una de las principales desventajas de los helicópteros es su poca velocidad máxima (no suelen pasar de 300km/h). Esto se debe a la disimetría de la sustentación, ya que en vuelo traslacional la pala que avanza hacia adelante recibe más aire y la que retrocede, menos.
Los helicópteros también planean, y de hecho es lo que hacen en caso de necesidad para aterrizar en caso de emergencia. Las palas del rotor se sitúan en ángulos muy bajos y el rotor se comporta como una cometa. Durante el descenso, el flujo de aire ascendente hace girar a las palas como si de un molino se tratara, con lo que la velocidad de las palas se aprovecha para obtener sustentación y así disminuir la velocidad de descenso. A este fenómeno se le llama autorrotación. Al llegar cerca del suelo el piloto vuelve a aumentar el paso de las palas las cuales tienen energía aprovechada por el flujo de aire ascendente durante la caída, y se disminuye su velocidad de descenso permitiéndo aterrizar suavemente.