Los controles de vuelo de helicópteros se utilizan para lograr y mantener un vuelo aerodinámico controlado de los helicópteros.Gablehouse, Charles (1969) “'Helicopters and Autogiros: a History of Rotating-Wing and V/STOL Aviation.”' Lippincott. p.206 Los cambios en el sistema de control de vuelo de la aeronave se transmiten mecánicamente al rotor, produciendo efectos aerodinámicos en las palas del rotor que hacen que el helicóptero se mueva de la manera deseada. Para inclinarse hacia delante y hacia atrás (cabeceo) o hacia los lados (balanceo), es necesario que los controles alteren el ángulo de ataque de las palas del rotor principal de forma cíclica durante la rotación, creando diferentes niveles de sustentación en diferentes puntos del ciclo. Para aumentar o disminuir la sustentación total, es necesario que los controles alteren el ángulo de ataque de todas las palas «colectivamente» en la misma medida y al mismo tiempo, lo que da lugar a ascenso, descenso, aceleración y desaceleración.
Un helicóptero típico tiene tres controles de vuelo: la palanca cíclica, la palanca colectiva y los pedales antitorque.Volar un helicóptero en helis.com Dependiendo de la complejidad del helicóptero, el cíclico y el colectivo pueden estar unidos por una «unidad mezcladora», un dispositivo mecánico o hidráulico que combina las entradas de ambos y luego envía la entrada «mezclada» a las superficies de control para lograr el resultado deseado. El acelerador manual también puede considerarse un control de vuelo, ya que es necesario para mantener la velocidad del rotor en helicópteros más pequeños sin reguladores. Los reguladores también ayudan al piloto a controlar el paso colectivo de los rotores principales del helicóptero, para mantener un vuelo estable y más preciso.
Controles Cíclico
El control cíclico, comúnmente llamado «palanca cíclica» o simplemente «cíclico», es similar en apariencia en la mayoría de los helicópteros a una palanca de control de un avión de ala fija. La palanca cíclica suele elevarse desde debajo de la parte delantera del asiento de cada piloto. El Robinson R22 tiene un diseño cíclico «oscilante» conectado a una columna central situada entre los dos asientos. Los helicópteros con sistemas fly-by-wire permiten montar un controlador de tipo cíclico en el lateral del asiento del piloto.
El cíclico se utiliza para controlar el rotor principal del helicóptero con el fin de cambiar la dirección de movimiento del helicóptero. En vuelo estacionario, el cíclico controla el movimiento del helicóptero hacia delante, hacia atrás y lateralmente. Durante el vuelo hacia delante, las entradas del control cíclico provocan cambios en la trayectoria de vuelo similares a los de los aviones de ala fija; las entradas hacia la izquierda o hacia la derecha hacen que el helicóptero gire en la dirección deseada, y las entradas hacia delante y hacia atrás cambian la actitud de cabeceo del helicóptero, lo que da lugar a cambios de altitud (vuelo ascendente o descendente). alt=El cíclico del helicóptero se empuja hacia delante y el rotor se inclina|miniatura|Cuando se empuja el cíclico hacia delante, el rotor se inclina Estructura, aerodinámica y control de un helicóptero
El control se denomina cíclico porque cambia de forma independiente el ángulo de paso mecánico o el «ángulo de inclinación» de cada pala del rotor principal en función de su posición en el ciclo. El paso se cambia para que cada pala tenga el mismo ángulo de incidencia al pasar por el mismo punto del ciclo, lo que modifica la sustentación generada por la pala en ese punto y hace que cada pala cambie su ángulo de incidencia, es decir, que gire ligeramente a lo largo de su eje longitudinal, de forma secuencial al pasar por el mismo punto. Si ese punto se encuentra justo delante, el paso de la pala aumenta brevemente en esa dirección. Así, si el piloto empuja el cíclico hacia delante, el disco del rotor se inclina hacia delante y el helicóptero se desplaza en línea recta. Si el piloto empuja el cíclico hacia la derecha, el disco del rotor se inclina hacia la derecha. miniatura|Control cíclico en un Robinson R22
Cualquier sistema de rotor tiene un retraso entre el punto de rotación en el que los controles introducen un cambio en el paso y el punto en el que se produce el cambio deseado en el vuelo de la pala del rotor. Esta diferencia se debe al retraso de fase, que a menudo se confunde con la precesión de giróscopo. Un rotor es un sistema oscilatorio que obedece a las leyes que rigen la vibración, lo que, dependiendo del sistema rotor, puede parecerse al comportamiento de un giroscopio.
alt=Cuando se tira del colectivo, el ángulo del rotor cambia. |thumb|Cuando se tira del colectivo, el ángulo del rotor cambia.
Colectivo miniatura|Control colectivo en un Cabri G2 (visto desde arriba) El control del paso colectivo, o «palanca colectiva», se encuentra normalmente en el lado izquierdo del asiento del piloto y cuenta con un control de fricción ajustable para evitar movimientos involuntarios. El colectivo cambia el ángulo de paso de todas las palas del rotor principal de forma colectiva (es decir, todas al mismo tiempo) y es independiente de su posición en el ciclo de rotación. Por lo tanto, si se realiza una entrada colectiva, todas las palas cambian por igual y, como resultado, el helicóptero aumenta o disminuye la sustentación total derivada del rotor. En vuelo nivelado, esto provocaría un ascenso o descenso, mientras que con el helicóptero inclinado hacia adelante, un aumento de la sustentación total produciría una aceleración junto con una cantidad determinada de ascenso.
Si un helicóptero sufre un fallo de potencia, el piloto puede ajustar el paso colectivo para mantener el rotor girando, generando suficiente sustentación para tomar tierra y derrapar en un aterrizaje relativamente suave.
El control de paso colectivo en un Boeing CH-47 Chinook se denomina «control de empuje», pero tiene la misma función, salvo que controla dos sistemas de rotores, aplicando un paso colectivo diferencial.Rotores en tándem en www.helicopterpage.com Acelerador Los rotores de los helicópteros están diseñados para funcionar a una velocidad de rotación específica. El «acelerador» controla la potencia del motor, que está conectado al rotor mediante una transmisión. El ajuste del acelerador debe mantener la potencia del motor suficiente para que la velocidad del rotor se mantenga dentro de los límites en los que el rotor produce la sustentación necesaria para el vuelo. En muchos helicópteros, el control del acelerador es una empuñadura giratoria simple o doble, similar a la de una motocicleta, montada en el control colectivo (la rotación es opuesta a la de un acelerador de motocicleta), mientras que algunos helicópteros multimotor tienen palancas de potencia.
En muchos helicópteros propulsados por motor de pistón, el piloto manipula el acelerador para mantener la velocidad del rotor. Los helicópteros con motor de turbina y algunos helicópteros de pistón utilizan reguladores u otros sistemas de control electromecánicos para mantener la velocidad del rotor y liberar al piloto de la responsabilidad rutinaria de esa tarea. (Normalmente también hay una reversión manual disponible en caso de fallo del regulador). alt=El rotor de cola se acciona con los pedales|thumb|El rotor de cola se acciona con los pedales Pedales anti-par Los pedales antitorque se encuentran en el mismo lugar que los pedales del timón en un avión y tienen una función similar: controlan la dirección hacia la que apunta el morro de la aeronave. Al aplicar el pedal en una dirección determinada, se cambia el paso de las palas del rotor de cola, lo que aumenta o reduce el empuje del rotor de cola y hace que el morro gire en la dirección del pedal aplicado
Los diseños posteriores, conocidos como «NOTAR», utilizan una corriente de aire para proporcionar control antitorque en lugar de un rotor de cola. Esta corriente de aire se genera en el fuselaje mediante un pequeño ventilador o turbina y se dirige hacia la parte trasera del boom de cola a través de orificios de ventilación. Las aletas de control internas pueden variar este flujo, lo que permite controlar el eje de guiñada. Los sistemas NOTAR son más seguros que los que utilizan un rotor de cola giratorio, y la ausencia del rotor también elimina la resistencia asociada, lo que puede aumentar la eficiencia. +Controles y efectos del helicóptero Nombre Controla directamente Efecto principal Efecto secundario Se utiliza en vuelo hacia delante Se utiliza en vuelo estacionario Cíclico(lateral) Varía el paso de las palas del rotor principal con movimientos hacia delante y hacia atrás Inclina el disco del rotor principal hacia delante y hacia atrás mediante el swashplate Induce el cabeceo hacia abajo o hacia arriba Para ajustar la velocidad de avance y controlar el giro Para avanzar/retroceder Cíclico(longitudinal) Varía el paso de las palas del rotor principal con movimientos hacia la izquierda y hacia la derecha Inclina el disco del rotor principal hacia la izquierda y hacia la derecha a través del swashplate Induce un giro en la dirección en la que se mueve Para crear movimiento hacia los lados Para moverse lateralmente Colectivo Ángulo de ataque colectivo de las palas principales del rotor a través del plato cíclico Aumenta/disminuye el ángulo de inclinación de todas las palas del rotor principal por igual, haciendo que la aeronave ascienda/descienda Aumenta/disminuye el par. En algunos helicópteros, los controles del acelerador forman parte de la palanca colectiva. La velocidad del rotor se mantiene básicamente constante durante todo el vuelo. Para ajustar la potencia mediante el ajuste del paso de las palas del rotor Para ajustar la altura del patín/velocidad vertical Pedales antitorque Paso colectivo suministrado a las palas del rotor de cola Velocidad de guiñada Aumentar/disminuir el par y la velocidad del motor (menos que el colectivo) Para ajustar el ángulo de deslizamiento lateral Para controlar la velocidad de guiñada/rumbo
Condiciones de vuelo Hay tres condiciones básicas de vuelo para un helicóptero: vuelo estacionario, vuelo hacia adelante y autorrotación.
Vuelo estacionario Algunos pilotos consideran que el vuelo estacionario es el aspecto más difícil del vuelo en helicóptero.Dado que los helicópteros son generalmente inestables desde el punto de vista dinámico, las desviaciones de una actitud determinada no se corrigen sin la intervención del piloto. Por lo tanto, el piloto debe realizar frecuentes ajustes y correcciones para mantener el helicóptero en la posición y altitud deseadas. El piloto utiliza los controles durante el vuelo estacionario de la siguiente manera: el cíclico se utiliza para eliminar la deriva en el plano horizontal (por ejemplo, el movimiento hacia delante, hacia atrás y de lado a lado); el colectivo se utiliza para mantener la altitud deseada; y los pedales del rotor de cola (o sistema antitorque) se utilizan para controlar la dirección del morro o el rumbo. La interacción de estos controles es lo que puede dificultar el aprendizaje del vuelo estacionario, ya que a menudo el ajuste de uno de ellos requiere el ajuste de los otros dos, lo que exige que el piloto esté familiarizado con el acoplamiento de los controles necesarios para realizar un vuelo suave.Learning to Fly Helicopters, véase la sección titulada: «Primera lección: Aire»
Vuelo hacia adelante