1º: Diez reglas Básicas de Vuelo del Helicóptero

Existen muy pocas maquina que puedan ser comparadas a los helicópteros que posean mas cantidad de partes en movimiento de distinto tipo al mismo tiempo. El helicóptero sigue siendo aun hoy una intrigante maquina, cuyo vuelo atrae la mirada tanto de expertos como de legos por ser el mas eficiente artefacto de sustentación vertical jamas inventado.

El mundo de los helicópteros esta pleno de mitos, desconceptos, teorías erróneas, lleno de incorrectas ideas que intentan prosperar como ciertas, producto del desconocimiento técnico que rodea a las leyes y condiciones aerodinámicas básicas que rigen su vuelo.

Me agradaría poder aclarar algunos de esos desconceptos y explicar otros en el interés de todos aquellos apasionados por los helicópteros RC en particular. Los helicópteros RC deben inevitablemente cumplir las mismas reglas de comportamiento aerodinámico y teoría de vuelo que las maquinas reales, por lo tanto es necesario conocerlas y dominarlas para entender y anticipar su comportamiento. Dediquemos entonces un poco de atención y análisis en los siguientes conceptos y podremos sacar conclusiones interesantes, a las que yo llamare simpáticamente “moralejas”.

REGLA Nº 1: EQUILIBRIO PESO – SUSTENTACIÓN El helicóptero tiene un determinado peso, que lo tiene apoyado firme contra el piso. La sustentación generada por las palas es la fuerza ejercida en sentido opuesto que lo sostendrá suspendido en el aire.

Es como si dos forzudas personas tiraran de una cuerda, ganará la que tenga mayor fuerza, arrastrando el conjunto, si en cambio las fuerzas de ambos son iguales, todo el conjunto permanecerá inamovible.

El modelo “flotará” en el aire solo cuando dicha fuerza hacia arriba sea exactamente igual a su peso.

Cuando la fuerza sustentación sea mayor que el peso, el modelo asciende y cuando sea menor, descenderá. Así de simple.

Veamos un ejemplo aclaratorio: Nuestro heli pesa 5 Kg, esto es fijo e invariable, Lo ponemos en el suelo, motor en marcha y comenzamos a dar potencia, para un despegue las palas comienzan a rotar generando sustentación y cuando la fuerza generada alcance los 5 Kg. nuestro heli, a pesar de no haber despegado aún, ya no pesará nada contra el suelo, pues se habrán igualado las fuerzas. Si continuamos dando potencia y generamos una fuerza de sustentación levemente mayor, digamos unos 5.100kgs, el modelo subirá lentamente, impulsado por una fuerza hacia arriba de solo 100 gr. (porque eso, es lo que supera nuestro peso) si a determinada altura queremos detener el ascenso, solo quitamos esos 100 gr. de excedente de potencia y al igualarse la fuerza de sustentación al peso de la maquina, esta se quedara suspendida en el aire, sin subir ni bajar.

Ahora supongamos que queremos descender, quitamos levemente potencia como para que la sustentación sea ahora de solo 4,900kg, como nuestro heli, pesaba 5 kg. comenzará entonces a bajar lentamente impulsado por una fuerza descendente de solo 100gr; Clarito... no???; Física pura.

• Moraleja 1: Si se pretende manejar un heli con precisión... todos los cambios de potencia deberán ser muy suaves y de pequeña magnitud. Cualquier brusquedad con la potencia se traducirá en un salto que desacomodará la maquina y nuestros nervios.
• Moraleja 2: Nunca, aún en las peores condiciones de pánico, se deberá cortar bruscamente la potencia pues al quitarle de golpe la sustentación que lo sostiene en el aire, se aplastará violentamente contra el piso...!!!
• Moraleja 3: Cuando se pretende aterrizar, recuerden que el heli se apoyará en el piso suavemente apenas la fuerza de sustentación sea levemente menor que el peso, pero NO OLVIDAR de continuar quitando potencia hasta el ralentí del motor. Muchos principiantes, apenas se apoyan en el suelo dejan la potencia remanente aplicada, provocando una muy peligrosa condición, pues el heli aun sigue sustentado por las palas girando y generando una cierta fuerza remanente, que si bien no es suficiente para elevarlo lo deja apenas apoyado en el piso, su peso contra el suelo es, digamos apenas 300 o 400 gr. En esta condición es fácilmente volcable por cualquier circunstancia inesperada (viento o efecto giroscópico), con la consiguiente rotura. Nuestros comandos no serán en ese momento suficientemente efectivos para corregir la inclinación indeseada, por tener insuficiente sustentación. NO OLVIDAR: al disponerse aterrizar; corten siempre TODO EL MOTOR.

REGLA 2: PERDIDA DE SUSTENTACION POR INCLINACIÓN Cuando un Heli esta en vuelo estacionario, su plato de rotor totalmente horizontal, la fuerza de sustentación total generada está dada la superficie de dicho plato, que la deben imaginar como un plato circular plano "tirando" hacia arriba.

Si el modelo se inclina en cualquier dirección, el plato circular que lo sustenta, disminuye su superficie relativa en el sentido vertical, por la que la sustentación se verá levemente disminuida. Esto es otra ley física que será mas fácilmente entendible si observan el gráfico adjunto.

• Moraleja: Estando en vuelo estacionario, toda vez que inclinen la maquina, experimentaran una leve perdida de altura debida a la disminución momentánea de sustentación por la inclinación en tanto y cuanto no compensen con mayor potencia. Este efecto será mayor cuanto mayor sea la inclinación, y desaparecerá al volver a la horizontal.

REGLA 3: LA ESTABILIDAD EN EL HELICÓPTERO Los helicópteros, difieren de los aviones en su "Estabilidad": En un avión, se pueden soltar los comandos en vuelo y este continuará volando normalmente, incluso si estaba en una posición anormal. tenderá generalmente a nivelarse lentamente por si mismo; esta condición es llamada "autoestable" con los helicópteros esto no ocurre deben ser volados por el piloto en todo momento si se soltase los comandos, aún perfectamente nivelado y sin viento, permanecería en esa posición apenas unos segundos y luego comenzaría a inclinarse y derivar en cualquier dirección, según el tipo de fuerza que lo haya perturbado. Esto es una ley física ineludible, que los rige. El concepto de "inestabilidad".

Para entenderlo mejor, imaginen disponer de un recipiente de fondo totalmente redondo, como si fuese la mitad de una pelota, colocado con su parte hueca hacia arriba, introduzcan dentro de él una bolilla, ésta, soltada libremente, luego de varias oscilaciones, ira por si misma a detenerse en el fondo y permanecerá allí quieta. Si es movida de esa posición y luego soltada, primero oscilará varias veces y terminará regresando a detenerse recuperando el lugar original. Esto se llama condición de equilibrio “estable Si ahora colocamos el recipiente boca a bajo, e intentamos colocar la bolilla detenida y quieta en su punto máximo superior, primero, nos va a costar mucho lograrlo, y aún después de haberlo logrado, cualquier mínima perturbación provocará que ésta comience a moverse deslizándose barranca abajo por las caras del recipiente, alejándose de su posición original sin nunca mas volver a recupérala, la velocidad del desplazamiento será al principio lenta e irá incrementándose a medida que avanza en su caída. Esto es llamado "condición inestable" y es exactamente lo que ocurre con nuestros helis en vuelo.

REGLA 4: CORREGIR LAS TENDENCIAS Un heli en vuelo tiene la posibilidad de inclinarse a izquierda o derecha, hacia adelante o atrás, mas la combinación de cualquiera de ambas, si así ocurre, la maquina se desplazará inevitablemente en la dirección de la inclinación. Es necesario que el piloto pueda detectar con la mayor rapidez posible cualquier inclinación no deseada, para corregirla, para lo cual deberemos establecer parámetros de comparación.

El plano de referencia transversal (izq. der.) estará dado por la línea formada por nuestro rotor ppal. el que debería en vuelo estacionario estar siempre paralelo al piso (nuestro horizonte). El plano de referencia longitudinal lo constituye el tubo de cola, el que también deberá intentar conservarse totalmente paralelo al piso (nuestro horizonte).

Una regla nemotecnia que sirve es: considerar que el plato formado por las palas girando, es un plato compacto y plano, sobre el que tenemos apoyada una imaginaria pelotilla. Para lograr un perfecto estacionario; nuestro trabajo será tratar de mantener esa pelotilla siempre en el centro del plato, justo sobre el eje, si el plato se inclina, la pelotilla inevitablemente tratará de alejarse del centro hacia el lado en que el plato se inclinó. Nuestro trabajo será entonces compensar hacia el lado opuesto a la inclinación para "traer" la pelotita de nuevo al centro.

Al principio nos costará reaccionar a tiempo y la pelotita se nos escapará, estaremos "corriéndola de atrás" a los palancazos para volverla a la centro, pero apenas nos pongamos prácticos, los movimientos irán siendo mas rápidos y de menor amplitud , mas pequeños y suaves hasta lograr que la pelotita apenas se aleje del centro.

Tengamos en cuenta que esa pelotita tiene una cierta "inercia", por lo que demorará unos instantes en comenzar a desplazarse, ante una primer inclinación del plato, pero apenas comience a moverse, irá incrementando su velocidad cada vez mas, cuanto mas se tarde en corregir la indeseada inclinación, pretender entonces detener ese movimiento veloz y volverla a su lugar inicial, les costará mucho mas trabajo, pues habrá que dar un golpe de comando mayor y durante mas tiempo, esto no es fácil de calcular con fineza por parte de un novicio, y por ello se pueden ver los helis ir y venir en el aire como una góndola mecida por las olas, durante los primeros intentos de tenerlo quieto en el aire.

Un buen piloto debe siempre "volar las Tendencias" es decir, apenas su maquina "tienda" a inclinarse, hacia cualquier lado en forma indeseada; de inmediato se debe corregir esa tendencia antes que comience el desplazamiento, que ya se sabe, inevitablemente viene después... si se aprende a corregir las tendencias apenas producidas estarán entonces, dominando su maquina. Esto es uno de los aprendizajes que mas tiempo lleva por lo que les explicará la próxima Regla 5.

REGLA 5: EL "ENGANCHE" ENTRE PILOTO Y MAQUINA Los Americanos llaman a esto "pilot linking", es el factor fundamental del vuelo de un helicóptero y apenas comprendido adecuadamente clarificará muchas dudas.

Se llama “enganche” entre el piloto y su maquina ala proceso de intercambio de información que ocurre en forma constante, entre el piloto y el modelo durante un vuelo, analicen este concepto con cuidado:

Partamos de la idea que la maquina está en vuelo estacionario y el piloto, la observa atentamente, listo a corregir cualquier error. En determinado momento la maquina adopta un cambio de posición provocado o no por el mismo piloto, la percepción de esa nueva posición ingresa al piloto a través del sentido de la vista. Ésta envía la señal captada al cerebro, quien la procesa y determina si es correcta o no, en cuyo caso debiera ser corregida, analiza la corrección necesaria y envía la señal a la mano que corresponde. La manos mueven los sticks, los que a su vez procesan una señal eléctrica dentro del transmisor, que es codificada y enviada a través de la antena hacia el receptor de abordo. Este, a su vez la procesa y decodifica para convertirla en movimiento mecánico del servo apropiado, finalmente dicho movimiento actúa sobre las palas principales o de cola para finalmente corregir la posición de la maquina. Un nuevo proceso de comprobación para detectar si la corrección efectuada fue la adecuada recomienza , produciéndose un proceso idéntico al anterior Todo el vuelo transcurre en un ida y vuelta constante de información entre la maquina y su piloto.

Este es el llamado "enganche" entre el piloto y su maquina ambos están "enganchados" en un intercambio constante de: información por parte de la maquina y correcciones por parte del piloto.

Es fácil comprender entonces, que todo ese proceso insume un determinado tiempo desde que la maquina comienza a moverse hasta que recibe la orden de corrección y vuelve a su posición original.

Lo que origina una demora.

Esta demora en todo ese proceso de captación visual, análisis cerebral y determinación de la corrección, envío de la señal cerebral a los dedos primero y la electrónica después, reacción de los comandos abordo y finalmente la reacción de la maquina; será lógicamente mayor al principio, debido a que el piloto no tiene aún la practica necesaria, los movimientos llegaran tarde y su magnitud será inadecuada; la maquina tenderá a escaparse y el piloto la peleará en forma constante. A medida que se va adquiriendo practica, la velocidad en el "ida y vuelta" de la información es mas veloz, permitiendo correcciones mas rápidas y precisas. Las reacciones comienzan a hacerse instintivas, pues el cerebro acostumbrado a la información que le llega de la vista experta, ya envía la señal adecuada apenas la maquina "tiende" a efectuar un movimiento sin esperar a que éste se produzca

Se dice entonces que el buen piloto de helicópteros vuela siempre "las tendencias".

REGLA 6: SUSTENTACION INDUCIDA POR EL AVANCE Las palas de un heli en vuelo se comportan en forma similar a las alas de un avión, la diferencia es que mientras en el avión las alas avanzan en línea recta, las palas del heli lo hacen en forma circular, el resto es todo igual. Por ello el avión necesita desplazarse para generar sustentación mientras que el heli puede permanecer quieto en el aire debido a que las palas se están desplazando a gran velocidad en forma circular.

si analizamos el comportamiento de cada pala veremos que mientras el heli permanezca quieto, ambas palas giran a la misma velocidad, produciendo la misma sustentación, pero si la maquina comenzase a desplazarse en algún sentido, entonces el rotor entero, tendría además de la sustentación generada por su velocidad natural de rotación , otra adicional que se le estaría sumando debida al desplazamiento de la maquina, lo que genera una sustentación adicional a la normal del vuelo estacionario. Esta es la causa por la cual un helicóptero en vuelo de traslación necesita menos potencia que en vuelo estacionario.

• Moraleja: cuando un heli, partiendo de un vuelo estacionario, se inclina para iniciar un vuelo de traslación, primero experimentará una leve perdida de altura, por la causa descripta en la regla 2 pero apenas cobre un poco de velocidad de traslación experimentará un incremento de sustentación inducida por el desplazamiento, que le permitirá ganar altura, sin haber tocado la potencia, si se deseara mantener la altura constante, será entonces necesario "quitarle potencia" lo que demuestra claramente que un helicóptero en vuelo de traslación necesita MENOS potencia que en vuelo estacionario acorde a lo descripto en esta regla.

REGLA 7: DISTRIBUCION DE LA POTENCIA DISPONIBLE Como habrán podido observan la fuente de potencia que disponemos abordo, el motor, además de hacer girar las palas en rotación para generar la sustentación necesaria, debe también mover una suma de elementos abordo, como ejes, transmisiones, correas, engranajes, turbinas, embragues, rulemanes, y el rotor de cola completo, es lógico entonces que necesite desviar parte de la potencia total disponible para accionar todo ello. Esta potencia aplicada a mover todos estos componentes secundarios, lamentablemente nos resta parte de la potencia que desearíamos poder aplicar en su totalidad a nuestro rotor principal.

Veamos entonces en que medida nos perjudica cada sector y que podemos hacer nosotros para disminuir al mínimo posible dicha perdida. Diagrama de potencia consumida por componentes.

• POTENCIA TOTAL DISPONIBLE.....................................100%
• CONSUMOS DE POTENCIA:
  • TURBINA ...........................................................15 al 18%
  • ROZAMIENTO DE ENGRANAJES Y RULEMANES..........8 al 12%
  • ROTOR DE COLA.................................................18 al 20%
• Potencia restante disponible para el rotor ppal...............50 al 60 %

Moraleja : Del análisis de estas preocupantes cifras podemos ver que apenas un 50 al 60 % de la potencia total entregada por el motor llega a nuestras palas, en consecuencia hay una sola cosa que podemos hacer para mejorar la situación: es preocuparnos por disminuir al máximo todo tipo de rozamiento, frenamiento, o interacción que nos robe potencia, vigilar el perfecto funcionamiento de rulemanes, los juegos justos entre engranajes, correcta lubricación, rozamiento mínimo en todas partes móviles impulsadas por el motor, la eficiencia del rotor de cola, calidad de las palas ppales. y cola a utilizar etc.

REGLA 8: INCLINACION LATERAL EN HOVER POR COLA En repetidas oportunidades he recibido la siguiente consulta: " Porque mi helicóptero , visto de atrás vuela siempre torcido hacia un lado...???" cómo puedo corregirle ese defecto...???

No se trata de ningún defecto, es totalmente normal tanto en nuestros modelos como en los reales y no hay nada que corregir, pues es necesario que así sea. Para ello analicemos su porqué paso a paso.

CONCEPTO: Todos los helicópteros vuelan en condiciones estabilizadas, es decir. para un determinado peso, una determinada potencia del motor y un determinado régimen de r.p.m. produce una determinada sustentación que lo mantiene en el aire , todo ello necesita de una determinada cantidad de paso en las palas del rotor de cola para contrarrestar el torque producido por el rotor principal y frenar la tendencia del fuselaje a girar en sentido opuesto por el principio físico de acción y reacción. Todo este conjunto , constituye una "condición estabilizada", por la cual y en tanto no cambiemos ninguno de esos factores, nuestra maquina "permanecerá estable" en el aire, sin subir ni bajar ni tampoco tender a girar sobre si misma.

Analicemos ahora, mas detenidamente, que esta ocurriendo con el rotor de cola: tenemos allí una hélice, muy similar a la de un avión, de un tamaño considerable que puede compararse a una 10"x 6" para un helicóptero modelo, tamaño 60, girando a regímenes del orden de 7000 a 8000 r.p.m. Esa hélice, que en principio detiene la rotación del fuselaje, también está produciendo una tracción lateral que intentará desplazar la maquina toda en el sentido en que traiciona, al igual que lo haría con un avión.

Bien.. el único medio que disponemos para contrarrestar un desplazamiento lateral, es inclinar nuestra maquina lateralmente en sentido opuesto a esa tracción, no disponemos de ningún otro medio. Es esa, entonces la causa por la que nuestros helicópteros vuelan en estacionario, siempre levemente inclinados a un costado. Así de simple...

Ah...!!! el lado hacia el cual se incline dependerá del sentido de rotación del rotor principal, La gran mayoría de nuestros helicópteros tiene sentido de rotación del rotor ppal. Según el sentido de las agujas del reloj, visto de arriba, por lo cual el rotor de cola traiciona hacia la izquierda, y por lo tanto la inclinación será hacia la derecha, Espero que esto les aclare la duda...

REGLA 9: EFECTO SUELO Todo helicóptero en vuelo, produce una fuerte corriente de aire descendente, producto de su rotor principal girando para sustentar.

En la medida en que el vuelo se efectúa muy cerca del piso, esa corriente queda aprisionada entre el rotor y el suelo, choca contra éste y rebota hacia arriba, produciéndose una circulación "arremolinada" y turbulenta, que actúa como un "colchón" de aire donde la maquina se "apoya" mas firmemente que en vuelo normal en altura. Ello tiene sus "pro y sus contras".

Un helicóptero volando dentro del "efecto suelo" encontrará una masa de aire turbulento y su vuelo será mas inestable cuanto mas baja sea su altura El efecto suelo le permitirá decolar con menos potencia que la necesaria para sustentarse en vuelo. Volando dentro del efecto suelo podrá decolar con mayor peso.

Si la aproximación al piso se efectúa sobre una superficie inclinada (montaña), una depresión tipo olla, o sobre el agua las condiciones del efecto suelo cambian drásticamente.

La existencia de viento en superficie, disminuye la influencia del efecto suelo pues "barre" el colchón de aire debajo del rotor Este efecto es importante a tener en cuenta y afecta por igual a helicópteros tanto reales como modelos ejerciendo su influencia hasta una altura igual a un diámetro de rotor principal, a partir de la cual su efecto se desvanece gradualmente.

REGLA 10: DESCENSO EN PERDIDA CON POTENCIA El descenso en perdida con potencia aplicada, tiene varios nombres pero una sola definición, Se trata de lo siguiente.

Es una peligrosa condición que afecta tanto a grandes como a chicos y de la cual los pilotos de maquinas reales están muy bien alertados, nosotros no tanto, en parte por desconocimiento y en parte porque nuestra relación “peso-potencia” nos permite salir de ella con mayor facilidad que los reales, No obstante también la sufrimos y ha sido la causante de mas de un golpe, Tratare de describirles ese perjudicial efecto paso a paso.

1.- Cuando un helicóptero se encuentra en vuelo estacionario, su rotor ppal. está por lógica enviando hacia abajo un “columna de aire” descendente, equivalente al diámetro de su rotor.

Si en ese momento, el piloto decide disminuir la potencia para iniciar un descenso vertical, entrará automáticamente dentro de esa columna descendente de su propio rotor, la maquina comenzará a descender impulsada primero por la reducción voluntaria de potencia del piloto, pero además se le sumará el hecho de “viajar en descenso dentro de esa columna a la velocidad de la misma, como si fuese un bote que suma su velocidad propia a la fuerte corriente del río, cuando el piloto decida interrumpir su descenso, descubrirá que necesita aplicar mucho mas potencia que la normal, pues no solo debe aplicar la potencia normal para un vuelo estacionario, sino que además debe literalmente “ascender” dentro de la corriente descendente que lo arrastra hacia abajo, Si no se está debidamente alertado o no se dispone de suficiente potencia para frenar ese descenso, es muy común terminar “comiéndose el piso”.

Ese perjudicial efecto se ve disminuido cuando hay viento que desplaza lateralmente el chorro descendente, pero la maniobra mas común de escape es salir del descenso vertical, desplazándose hacia adelante o un costado para escapar al chorro descendente.

• MORALEJA: Eviten efectuar descensos verticales y si los sorprende una descendente de este tipo, apliquen generosa potencia, bajen la nariz para avanzar saliendo de su área de influencia y aprendan de su propio error para no patear dos veces la misma piedra...

Espero haberles sido útil ....

... BUENOS VUELOS, ... y ... NO ROMPAN PALAS ...