¿Cómo vuelan los helicópteros?

GUÍA DEL USUARIO DE HELICÓPTEROS
En este manual se entrega información básica para conocer a los helicópteros, y para ello se responden aquí aquellas preguntas que, normalmente, se hacen las personas poco familiarizadas con esta máquina fascinante. Parte de esta información ayudará a los usuarios de los servicios prestados por los helicópteros a entender factores que pueden afectar el rendimiento y las operaciones de estas naves. Con un mayor conocimiento de sus capacidades y limitaciones, el usuario y el operador o piloto podrán comunicarse mejor para crear un plan de vuelo que es esencial para lograr operaciones seguras, eficientes y con éxito.

Los operadores de la nave agradecerán la oportunidad de mostrar y contar más sobre los helicópteros para satisfacer las necesidades de transporte público y comercial.


¿CÓMO VUELAN LOS HELICÓPTEROS?
Un helicóptero se eleva por el mismo principio por el que un avión despega: El movimiento de un plano aerodinámico o superficie de sustentación a través del aire. El ala de un avión es un plano aerodinámico que se desplaza a través del aire con un movimiento hacia delante. Las palas de rotor de un helicóptero también son planos aerodinámicos que se mueven a través del aire con un movimiento circular, sin necesitar algún movimiento o desplazamiento de la aeronave.

Debido a que el aire pasa a través un plano aerodinámico, se produce una presión diferencial. La presión que existe en la superficie superior es menor que la presión ejercida en la parte inferior. Esto da como resultado la fuerza de sustentación.

Cuando la sustentación es mayor que el peso del helicóptero, este comienza a volar.

El rotor principal de un helicóptero es controlado por el bastón "cíclico" que normalmente se ubica entre las piernas del piloto. Al usar el cíclico, el piloto puede inclinar el rotor en los 360 grados, vale decir en la dirección que desee que vuele el helicóptero. Inclinando el rotor principal, parte de la fuerza de sustentación del disco de este rotor se convierte en fuerza de avance (tracción), lo que permite que el helicóptero se mueva en la dirección deseada.

A medida que el disco de rotor está más inclinado, y se aumenta la potencia, el desplazamiento también aumenta y el helicóptero se mueve más rápido en esa dirección. Si se mueve lentamente el cíclico hacia atrás, la velocidad disminuye, y si se centra para lograr un equilibrio el piloto puede planear sobre un punto determinado. Si se mueve más atrás el cíclico, el helicóptero vuela hacia atrás.

Los movimientos del helicóptero también involucran otros controles. El "colectivo", que se encuentra al lado izquierdo del piloto, aumenta o disminuye colectivamente el ángulo de las palas del rotor principal. El movimiento del colectivo hacia arriba o abajo también aumenta o disminuye la potencia del motor.

El rotor de cola se usa para contrarrestar la fuerza (torque) necesaria para hacer girar el rotor principal y evitar que el helicóptero gire en la dirección contraria a la del rotor principal. Para lograr esto, el piloto presiona el pedal derecho o izquierdo a medida que la potencia aumenta o disminuye. A su vez, esto hace que el rotor de cola produzca más o menos sustentación de acuerdo a lo requerido para el control direccional. El rotor de cola también permite al piloto girar el helicóptero mientras realiza vuelos estacionarios.

Algunos fabricantes instalan dos rotores principales en el helicóptero ya sea en configuración en tándem o coaxial. Dos rotores principales en un helicóptero giran en direcciones opuestas, cada uno contrarrestando la fuerza (torque) requerida para hacer girar al otro. Así se elimina la necesidad de un rotor de cola. Los movimientos transnacionales del helicóptero son logrados por movimientos coordinados de los dos sistemas de rotor, a través de engranajes mecánicos o hidráulicos.

Otro método de control direccional sin rotor de cola es logrado por medio de lo que se conoce como el efecto coanda. Un ventilador ubicado al final del helicóptero envía aire a través de la sección de cola hacia afuera a través de ranuras o rejillas de ventilación a un lado de la cola. Esto produce una corriente de aire de mayor velocidad a un lado de la cola. Este método da un excelente control de dirección sin ocupar piezas movibles en el exterior del helicóptero.


¿SON SEGUROS?
Los helicópteros han evolucionado rápidamente desde que fue diseñado y volado el primer helicóptero controlable en Estados Unidos por Igor Sikorsky en 1939. Desde entonces, las características de seguridad y rendimiento han aumentado considerablemente.

Los helicópteros han sido adaptados para realizar un sin número de trabajos difíciles que probablemente han sobrepasado los sueños de los visionarios, Igor Sikorsky y Lawrence Bell, diseñador del primer helicóptero Bell, y de otros que han diseñado los helicópteros que existen actualmente, desde el modelo más sencillo hasta el más avanzado.

A pesar de que se utilizan para realizar numerosas, únicas y a menudo difíciles tareas, estos han alcanzado niveles de seguridad que muchos creían imposibles hace quince años atrás. Datos estadísticos entregados por la Oficina Nacional de Seguridad de Transporte y la Administración Federal de Aviación (FAA), concluyen que los helicópteros son una de las formas más seguras de aviación liviana. El número de accidentes ha disminuido de 10 accidentes por cada 100.000 horas de vuelos en 1970 a 2.4 accidentes en 1995.

Los helicópteros están capacitados para aterrizar con seguridad en áreas muy pequeñas, incluso en una emergencia, o si el motor falla. La capacidad de "autorrotación" (aterrizar con motor sin potencia) que poseen, combinado con un constante entrenamiento de emergencias que se entrega a los pilotos y la mayor resistencia a los impactos que presentan, influyen en su notable récord de seguridad.


PERO ALGUNOS HELICÓPTEROS SE VEN TAN FRÁGILES...
Para mantener al helicóptero liviano y lograr la máxima disponibilidad de carga, sus componentes se han fabricado de material lo más liviano posible manteniendo la integridad estructural. Por ejemplo, las puertas y ventanas son de material ligero y deben tratarse con cuidado. Por otro lado las palas de rotor, el equipo de transmisiones y los otros componentes que cumplen funciones esenciales para un vuelo seguro están diseñados para ser más resistentes de lo necesario.

¿CUÁL ES EL VALOR DE UN HELICÓPTERO?
Los helicópteros chicos con motor a pistón comercialmente son vendidos por alrededor de US$100.000, o de un 30% - 50 % más que el valor de un avión de similar tamaño. Los helicópteros de turbina valen entre $350.000, para un modelo de cuatro pasajeros, hasta varios millones de dólares por los helicópteros medianos de dos motores. En cualquier aeronave, incluso en helicópteros, se ha invertido mucho en ingeniería, desarrollo y certificación de la FAA, costo que debe ser incluido en el precio de venta de la relativa pequeña cantidad de helicópteros que se venden. La complejidad y la necesidad de entregar confiabilidad, hacen que los helicópteros sean más caros que un avión de igual tamaño. En los últimos años, con la nueva tecnología se ha simplificado mucho el diseño de los helicópteros, pero siempre acompañado a su seguridad.

¿QUÉ TIPO DE COMBUSTIBLE UTILIZAN ?
La energía de muchos helicópteros modernos proviene de turbinas. Todos ellos consumen un combustible usado en aviación similar al kerosene como el Jet A.1. Esto no es otra cosa que parafina refinada con algunos aditivos.

Los helicópteros antiguos y modernos que poseen motores recíprocos (pistón), funcionan con gasolina de un grado específico para aeronaves, refinada especialmente para este tipo de motores.


¿SON SEGUROS LOS MOTORES DE TURBINA ?
Los motores de turbina generalmente no requieren de mantenimiento frecuente como los motores a pistón, y tienen la ventaja de desarrollar más potencia por kilo de peso del motor. Este tipo de motor ha hecho posible al helicóptero moderno de alto rendimiento.

 ¿QUÉ OCURRE SI EL MOTOR FALLA?
Un helicóptero monomotor debe aterrizar si este falla, pero tiene la capacidad de descender sin riesgo en una condición de vuelo conocida como "autorrotación". El rotor de los helicópteros están diseñados para que se mantengan normales las RPM del rotor durante un aterrizaje sin motor. La corriente de aire que sube a través del sistema rotor mantiene las RPM, permitiendo que el piloto conserve el control total del helicóptero. Es el mismo fenómeno de un molino de viento, sus aspas giran empujadas por este. El helicóptero al "caer" genera una corriente de viento que hace que las revoluciones del rotor se mantengan constantes.

A pesar de que la relación de distancia horizontal recorrida versus la pérdida de altitud es menos que la de un avión, tanto el porcentaje de velocidad (impulsora) como el descenso vertical que pueden reducirse hasta casi cero en un aterrizaje. Esta capacidad para aterrizar en un espacio muy limitado permite que el helicóptero tenga más ventaja en relación a seguridad que los aviones que deben aterrizar a velocidades relativamente mayores.

Como parte del entrenamiento previo a su licencia, todos los pilotos deben estar totalmente capacitados para realizar autorrotaciones seguras. Además practican autorrotaciones completas o con "recuperación de potencia" en sesiones periódicas de entrenamiento obligatorias para todo los pilotos.

Un helicóptero bimotor normalmente puede continuar volando a un área segura de aterrizaje utilizando el segundo motor. Sin embargo, este último no podrá generar suficiente potencia para planear un helicóptero con mucha carga. En estos casos, por lo general, se hará un aterrizaje a baja velocidad en vez de un aterrizaje vertical. Y si es necesario, este tipo de helicópteros también puede efectuar autorrotaciones.


¿CUÁLES SON LOS EFECTOS DE LA ALTITUD Y LA TEMPERATURA?
El rendimiento del helicóptero es afectado por la densidad del aire que a su vez es un factor de temperatura, altitud y humedad. A esto se le denomina "altura de densidad". Se logra una mejor sustentación en más aire denso como el que se encuentra al nivel del mar con temperaturas y humedad bajas. Mientras más aumentan la altitud, la temperatura o la humedad, el aire se torna menos denso y se llega más rápidamente a las limitaciones de la máquina. Los planos aerodinámicos producen menos sustentación por lo que se reduce su eficiencia.

"La altura de densidad" es un valor calculado por el piloto para indicar el rendimiento que puede esperar de la aeronave y el motor basándose en la temperatura y la altitud real. La altura de densidad podría ser mayor que la altitud real. Por ejemplo, un helicóptero que opera a 7.000 pies sobre el nivel del mar en un día inusualmente cálido y húmedo puede tener un rendimiento equivalente a una altitud de 10.000 pies sobre el nivel del mar. Es posible que elevaciones mayores y/o la altura de densidad puedan afectar enormemente la capacidad de ascenso/planeo, y limiten la potencia del motor y la velocidad máxima en la mayoría de los helicópteros.


¿CUÁLES SON LAS LIMITACIONES DE PESO Y BALANCE?
Antes de que un nuevo diseño de helicóptero se comience a fabricar y se encuentre disponible para los usuarios, el fabricante y la FAA establecen ciertos límites relacionados con el traslado de pasajeros y la carga. Estos límites determinan el peso bruto máximo de la aeronave y los requerimientos de distribución de pasajeros y carga. Las siguientes son algunas definiciones que pueden ayudarle a entender los términos relacionados con esas limitaciones:

Peso Vacío: Peso de la aeronave sin combustible (combustible no usable), carga o pasajeros a bordo.

Peso Bruto: Peso real de la aeronave cuando es cargada.

Peso Máximo Interno: Este es el peso máximo con que puede volar un helicóptero según lo determine el fabricante. Este peso puede ser establecido por razones estructurales, aerodinámicas o de control, pero en cualquier caso, es el peso máximo con el que puede volar un piloto.

Peso Máximo Externo: Algunos helicópteros tienen Máximo Peso Permitido mayor si la carga es llevada en un gancho de carga y puede ser lanzada si es necesario.

Carga Útil: Este es el término que menos se entiende y generalmente se mal interpreta en aviación y corresponde a la diferencia entre el peso en vacío y el máximo peso bruto. No es la carga comercial. Recuerde que la carga útil incluye al piloto y el combustible.

Carga de Pago: Es el peso real de pasajeros y carga combinados que pueden llevarse en la aeronave. El peso del combustible, tripulación y cualquier equipo que se lleve a bordo se debe restar de la carga útil para determinar la carga comercial disponible.

Centro de Gravedad (CG): El fabricante y la FAA han determinado los límites permitidos para el CG, lo que es esencial para la seguridad de cualquier aeronave. El piloto debe determinar la mejor forma del transporte a realizar, y debe conocer el peso o los pasajeros y la carga. Una carga mal distribuida puede causar pérdida de control o mala maniobrabilidad de la aeronave.


¿QUÉ OTRAS LIMITACIONES TIENE UN HELICÓPTERO?
Además de la limitante de estructura relacionada con la forma en que debe cargarse un helicóptero, los fabricantes de motores han establecido límites en el rendimiento del motor para tomar precauciones contra una falla temprana.

Torque: Es la medida de potencia generada por el motor que se necesita para hacer girar los rotores. Se ha establecido un límite en la cantidad máxima de torque que puede ser usada de tal forma que no exceda los límites del diseño de las diversas partes que existen entre el motor y los rotores. Dependiendo del fabricante, los calibradores de torque pueden indicar libras por pulgada cuadrada (PSI) o porcentaje. Algunos helicópteros utilizan un que muestra el ángulo de inclinación de las palas del rotor principal, calibradas en grados o porcentaje, como un indicador de potencia de motor.

Temperatura del motor: Algunas de las formas en que se indica la temperatura del motor son: TOT (Temperatura Exterior de Turbina), EGT (Temperatura de Gases de Escape), ITT (Temperatura Interna de Turbina) o T4.

El daño que se produce al sobrepasar los límites de temperatura no siempre se evidencia de inmediato. Se puede saber de ello muchas horas después, factor que hace muy importante que cualquier indicio de temperatura excesiva (inadvertida) sea informada por el piloto a mantenimiento para que se hagan las inspecciones necesarias y verificar algún daño antes de que falle la máquina.

Nota: Ciclos de los Sistemas de Motor/Rotor

El uso del motor, la transmisión y los sistemas de rotor aumentan la tensión interna con repetidos arranques y detenciones. Se puede aumentar considerablemente la seguridad en los motores a turbina en lugares alejados o en operaciones de emergencia, al no mantener andando el motor mientras se recogen o dejan pasajeros o mientras se carga combustible. Al cargar combustible o durante movimiento de pasajeros con los rotores girando, es importante que donde sea posible se sigan los procedimientos establecidos y se entregue asistencia(ayuda) a los pasajeros. La aeronave nunca se debe dejar sola durante estas operaciones.


¿CUÁL ES LA RESPONSABILIDAD Y AUTORIDAD DEL PILOTO?
Es importante entender hasta qué punto el piloto es legalmente responsable por la seguridad. El o ella es un profesional, y como tal tiene la AUTORIDAD en la aeronave. La Reglamentación Federal de Aviación (Federal Aviation Regulations, FAR's) lo deja claramente establecido en los siguientes artículos:

FAR 91.3a: "El piloto al mando de la nave es el responsable directo y la autoridad máxima en lo que se refiere a la operación de ésta."

FAR 91.11: "Ninguna persona podrá asaltar, amenazar, intimidar o interferir con el trabajo de un miembro de la tripulación en el momento en que desempeña sus tareas en una nave en operación."

FAR 91.17b: "A menos que se trate de una emergencia, ningún piloto de una aeronave comercial puede llevar en ésta a una persona que muestre signos de estar intoxicada o estar bajo la influencia de drogas (excepto un paciente que esté bajo tratamiento).

Ya que el piloto está a cargo de la seguridad de sus pasajeros y tripulación, es importante prestarle mucha atención cuando da las instrucciones e informarle de cualquier petición o condición especial.


¿QUÉ RESPONSABILIDAD DE SEGURIDAD TENGO COMO USUARIO O PASAJERO?
¡No dude en hacer preguntas! Planear cuidadosamente el vuelo con el operador y el piloto es esencial para que éste sea seguro. Si tiene alguna solicitud especial, asegúrese de que el Piloto la conozca para que controle la cantidad de combustible adecuada. Insista en que se le proporcione instrucción completa.

CUIDADO! No se aproxime al helicóptero hasta que se le indique; y sólo por el frente o costado de éste, siendo observado por el piloto. Nunca conduzca un vehículo bajo las palas de rotor- éstas se encuentran más cerca del suelo de lo que usted cree. Tome mucha precaución y baje la cabeza cuando camine bajo los rotores principales.

Nunca levante los brazos o lleve objetos largos que puedan chocar con las palas del rotor. Acérquese por el lado del suelo que tiene menos pendiente. Nunca por el lado más pronunciado ya que los rotores pueden quedar a sólo algunos metros sobre el suelo, e inclinarse hacia abajo especialmente cuando se detiene el motor. Manténgase lejos de los rotores de cola y nunca se acerque a la parte posterior del helicóptero. Los rotores de cola son peligrosos y es difícil verlos.
Nunca toque los controles del helicóptero o entre corriendo a la aeronave especialmente si va a ocupar los asientos delanteros. El menor movimiento de los controles puede ser desastroso. Ingrese con precaución para evitar resbalarse o tropezar.

Cada vez que haya alguna duda sobre la capacidad del helicóptero, se deben desembarcar los pasajeros o la carga, según instrucciones del piloto. Un vuelo extra es menos costoso que un accidente.

Para ciertos tipos de cargas peligrosas es necesario tomar precauciones especiales, y es posible que no se puedan transportar pasajeros y cargas peligrosas al mismo tiempo. Se debe consultar a las autoridades aeronáuticas y los listados con las Normas para Mercancías Peligrosas IATA.. Nota: Se debe prestar especial atención a los materiales peligrosos y considerar las normas y estatutos gubernamentales.

Nunca Presione a un piloto para que vuele cuando el cree que sería mejor no hacerlo. El viento, el clima y las condiciones de operación o lugares peligrosos se deben respetar, al igual que la decisión del piloto.


¿PUEDEN VOLAR EN MALAS CONDICIONES CLIMÁTICAS?
A los pilotos que vuelan helicópteros bajo VFR (Normas de Vuelo Visual) se les pide mantener referencias visuales suficientes para controlar la aeronave. Los helicópteros que se operan bajo IFR (Normas de Vuelo con Instrumento) están equipados y certificados de tal forma que pueden ser operados por un piloto habilitado para realizar vuelos con instrumento sin referencias visuales. Los que se operan bajo IFR pueden volar en las nubes u otras condiciones donde el contacto visual con la superficie es escasa o nula. Las mínimas condiciones climáticas para despegar y aterrizar en vuelos IFR varían de acuerdo a la localidad, equipo e infraestructura disponibles. Vientos fuertes o turbulencia también pueden limitar las operaciones del helicóptero.

Los requerimientos mínimos de altura de las nubes (techo) y la visibilidad están establecidos en las Reglamentaciones de la FAA y las mismas locales. Es posible también que el operador del helicóptero utilice reglas más conservadoras que el piloto debe considerar y que proporcionan seguridad a los pasajeros y la tripulación.

Los pasajeros nunca deben presionar al piloto para que intente volar en condiciones de tiempo límites, tampoco es apropiado solicitar un piloto que acepte correr riesgos innecesarios.


¿NECESITAN MUCHO MANTENIMIENTO?
Aunque esté aprobado que algunas piezas del helicóptero se utilicen hasta que se desgasten a límites aceptables ("en condición"), la mayoría debe ser cambiada cuando alcanza un tiempo o ciclo límite. Por ejemplo, una pieza puede necesitar inspección cada 300 horas de vuelo, reacondicionamiento a las 2400 horas y cambio a las 4800 horas. Una pieza que ha llegado al tiempo de recambio obligatorio o al número de ciclos, debe ser destruida aun cuando parezca estar en buenas condiciones.

Como en todas las aeronaves, el piloto debe hacer una inspección de "pre-vuelo" para asegurarse de que el helicóptero está listo para volarlo. También es posible que se requiera una inspección "diaria", que debe hacerla un mecánico certificado. La Autoridad además, puede solicitar inspecciones adicionales como una inspección anual, una inspección de 100 horas o inspecciones "continuas" (periódicas) de acuerdo a un programa aprobado por este organismo.


¿ES CONVENIENTE USAR UN HELICOPTERO?
En muchos casos, los helicópteros pueden dar la mejor solución costo-efectividad y viabilidad para los problemas de transporte. Cuando la prioridad es tiempo en distancias cortas o medianas, o las necesidades del transporte no pueden permitir retrasos en las carreteras, el helicóptero se convierte en un medio invaluable. Muchas operaciones, como el transporte de pasajeros y carga sobre el agua o hacia áreas de difícil acceso, no pueden ser realizadas por otro tipo de transporte. En algunas situaciones, por ejemplo, en el transporte de personas gravemente enfermas, la búsqueda de personas extraviadas en terrenos difíciles, o rescate de víctimas de accidentes ocurridos en áreas remotas, el helicóptero no sólo es conveniente, sino que es la única solución.

¿QUÉ PASA CON EL RUIDO QUE PRODUCEN?
El ruido exterior, que afecta a la comunidad, es una constante preocupación. El ruido de las motos, camiones, buses, recolectores de basura, secadores de pelo o cortadoras de pasto, a veces exceden los niveles de ruido de un helicóptero comercial moderno.

Las personas rápidamente perciben el sonido característico de un helicóptero y lo relacionan con el ruido de jet en un aeropuerto, aun cuando el ruido de estas aeronaves se siente a muchas millas de distancia en comparación a los cientos de metros o fracciones de kilómetros donde se siente un helicóptero.

Los helicópteros modernos son más silenciosos que los militares diseñados en la década de 1950. Accesorios silenciadores y otras técnicas utilizadas para reducir el ruido están incluidos en los helicópteros ejecutivos modernos que reducen el ruido a un nivel similar al de muchos automóviles.


¿EN QUÉ CONSISTE EL PROGRAMA QUE AYUDA A DISMINUIR LAS MOLESTIAS OCASIONADAS POR EL RUIDO?
Este programa de la HAI (Asociación Internacional de Helicópteros) es un programa voluntario creado para reducir el ruido que producen los helicópteros y que comenzó en 1982. Su propósito es enseñar a los pilotos comerciales y militares aquellas técnicas de vuelo que reducen los impactos del ruido que afecta a la comunidad en forma significativa. Al volar a velocidades crucero menores?, los pilotos pueden eliminar o reducir los ruidos producidos por las palas. También es aconsejable volar a altitudes y rutas de vuelo mayores (más altas) ya que se evita el paso por áreas sensibles a estos ruidos. Lograr esto a veces es difícil debido a nubes bajas (techos) o autorizaciones ATC en los aeropuertos con mucho movimiento. Algunos helicópteros EMS o del servicio público que no pueden evitar el paso por ciertas áreas cuando se trata de misiones de rescate. Tradicionalmente, los helicópteros han volado más bajo que los aviones para aumentar la seguridad y la efectividad de los procedimientos que ayudan a evitar colisiones.

RESUMEN
Los helicópteros son seguros y confiables. La FAA ha establecido rigurosos estándares de mantenimiento y controla constantemente todas las operaciones realizadas en la aviación general y comercial. Como gerente, pasajero o usuario de los servicios que ofrece un helicóptero, usted tiene muchas opciones para elegir y satisfacer sus necesidades.

Operadores de vasta reputación esperan la oportunidad de mostrarle sus instalaciones, y responderán amablemente sus preguntas e inquietudes. Usted debe explicar claramente sus necesidades de transporte y solicitar sugerencias para saber cómo realizar cada vuelo en forma segura. Los operadores y pilotos de helicópteros comerciales siempre tendremos una actitud profesional y pondremos énfasis en que los vuelos sean seguros y agradables.

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