helicóptero - Wikilingue - Encydia
Um helicóptero é uma aeronave mais pesada que o ar que é sustentada e propulsada por um ou mais rotores horizontais, a cada um formado por dois ou mais pás. Os helicópteros estão classificados como aeronaves de asas giratórias para distinguir das aeronaves de asa fixa porque os helicópteros criam sustentação com as pás que rotacionam ao redor de um eixo vertical. A palavra «helicóptero» deriva do termo francês hélicoptère, acuñado pelo pioneiro da aviação Gustave Ponton d'Amécourt em 1863 a partir das palavras gregas helix/helik- (hélice) e pteron (asa).[1] [2]
A principal vantagem dos helicópteros vem dada pelo rotor, que proporciona sustentação sem que a aeronave se esteja a deslocar, isto permite realizar descolagens e aterragens verticais sem necessidade de pista. Por esta razão, os helicópteros usam-se com frequência em zonas congestionadas ou isoladas onde os aviões não podem descolar ou aterrar. A sustentação do rotor também faz possível que o helicóptero possa se manter voando em uma zona de forma bem mais eficiente da que poderia outra aeronave VTOL (de descolagem e aterragem verticais), e podendo realizar tarefas que uma aeronave de asa fixa não poderia.
A ideia do helicóptero é muito anterior à do autogiro, inventado pelo espanhol Juan da Cierva, aeronave com a que tem só certa similitud externa. No entanto, os primeiros helicópteros pagaram patente e direitos de utilização do rotor articulado, original do engenheiro espanhol. Também se tomaram ideias do génio italiano Leonardo dá Vinci, mas o inventor do primeiro helicóptero pilotado e motorizado foi o eslovaco Jan Bahyl. O primeiro aparelho controlable totalmente em voo e produzido em corrente foi fabricado por Igor Sikorsky em 1942 .
Comparado com outros tipos de aeronave como o avião, o helicóptero é bem mais complexo, tem um maior custo de fabricação, uso e manuntención, é relativamente lento, tem menos autonomia de voo e menor capacidade de ónus. Não obstante, todas estas desventajas se vêem compensadas por outras de suas características, como seu grande maniobrabilidad e a capacidade de se manter estático no ar, girar sobre si mesmo e descolar e aterrar verticalmente. Se não se consideram aspectos tais como a possibilidade de repostaje ou as limitações de ónus e de altitude, um helicóptero pode viajar a qualquer lugar e aterrar em qualquer lugar que tenha a suficiente superfície (duas vezes a ocupada pelo aparelho).
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História
As origens
Existe uma história que diz que no ano 500 A. C., técnicos chineses já desenharam um "trompo volador", brinquedo que consistia em um pau com uma hélice acoplada a um extremo que, ao girar entre as mãos, se elevava ao mesmo tempo que girava rapidamente; seria o primeiro antecedente do fundamento do helicóptero.
Para o ano 1490, Leonardo dá Vinci foi a primeira pessoa que desenhou e desenhou em uns esquemas um artefacto volador com um rotor helicoidal, mas até a invenção do avião motorizado no século XX não se iniciaram os esforços dirigidos a conseguir uma aeronave deste tipo. Pessoas como Jan Bahyl, Enrico Forlanini, Oszkár Asbóth, Etienne Oehmichen, Louis Breguet, Paul Cornu, Emile Berliner, Ogneslav Kostovic, Federico Cantero, Stepanovic e Igor Sikorsky desenvolveram este tipo de aparelho, a partir do autogiro de Juan da Cierva, inventado em 1923 . O primeiro voo de um helicóptero mediamente controlable foi realizado pelo argentino Raúl Bateiras de Pescasse em 1916 em Buenos Aires, Argentina.[3] Em 1931 os engenheiros aeronáuticos soviéticos Boris Yuriev e Alexei Cheremukhin começaram seus experimentos com o helicóptero TsAGI 1-EA, o primeiro aparelho conhecido com um rotor simples, o qual atingiu uma altitude de 605 metros o 14 de agosto de 1932 , com Cheremukhin nos controles.
Primeiros tempos
A Alemanha nazista usou o helicóptero a pequena escala durante a Segunda Guerra Mundial. Modelos como o Flettner FL 282 Kolibri foram usados no Mar Mediterráneo. A produção em massa do Sikorsky XR-4 começou em maio de 1942 graças à armada dos Estados Unidos. O aparelho foi usado para operações de resgate em Birmania . Também foi utilizado pela Royal Air Force. A primeira unidade britânica em ser equipada com helicópteros foi a escola de treinamento para Helicópteros (Helicopter Training School, em inglês) constituída em janeiro de 1945 em Andover, com nove helicópteros Sikorsky R-4B Hoverfly I.
O Bell 47, desenhado por Arthur Young, converteu-se no primeiro helicóptero em ser autorizado para uso civil (maio de 1946 ) nos Estados Unidos e vinte anos mais tarde o Bell 206 chegou a ser o mais exitoso helicóptero comercial jamais fabricado e o que mais recordes industriais estabeleceu e rompeu.
Os helicópteros capazes de realizar um planeo estável de forma fiável foram desenvolvidos décadas mais tarde que o avião de asas fixas. Isto se deveu em grande parte à maior necessidade de potência no motor dos primeiros com respeito aos segundos (Sikorsky, por exemplo, atrasou suas investigações nos helicópteros à espera de que tivesse melhores motores disponíveis no mercado). As melhoras em combustíveis e motores durante a primeira metade do século XX foram um factor decisivo no desenvolvimento dos helicópteros. O aparecimento dos motores de turboeje na segunda metade do século XX conduziu ao desenvolvimento de helicópteros mais rápidos, maiores e capazes de voar a maior altura. Estes motores usam-se na grande maioria dos helicópteros excepto, às vezes, em modelos pequenos ou com um custo de fabricação muito baixo.
Usos
Devido às características operativas do helicóptero - capacidade para descolar e aterrar verticalmente, manter-se voando em um mesmo lugar por longos períodos de tempo, bem como as capacidades de manejo em condições a baixas velocidades - tem sido eleito para levar a cabo tarefas que anteriormente não era possível realizar com outras aeronaves, ou que o fazer desde terra resultava muito lento ou complicado. Hoje em dia, os principais usos do helicóptero incluem transporte, construção, luta contraincendios, busca e resgate, usos militares ou vigilância.
 Grúa volante Sikorsky S-64 transportando uma casa prefabricada. |
 Bell 205 de um departamento de incêndios de Califórnia lançando água sobre um fogo. |
 Helicóptero HH-65 Dolphin fazendo uma demonstração de resgate. |
 Eurocopter EC 145 de evacuação médica. |
Alguns dos outros usos dos helicópteros são:
- Busca e resgate
- Fotografia aérea
- Videografía aérea
- Captación electrónica de notícias
- Reflexão de sismología
- Transporte
- Turismo ou recreación
- Vigilância
Características de desenho
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Rotor
As pás do rotor têm uma forma aerodinámica similar às asas de um avião, isto é, curvadas formando uma elevação na parte superior, e lisas ou inclusive algo cóncavas na parte inferior (perfil alar). Ao girar o rotor esta forma faz que se gere sustentação, a qual eleva ao helicóptero. A velocidade do rotor principal é constante, e o que faz que um helicóptero ascenda ou desça é a variação no ângulo de ataque que se dá às pás do rotor: a maior inclinação, maior sustentação e vice-versa.
Uma vez no ar, o helicóptero tende a dar voltas sobre seu eixo vertical em sentido ao giro do rotor principal. Para evitar que isto ocorra, salvo que o piloto o queira, os helicópteros dispõem em um lado de sua parte posterior de uma hélice mais pequena, denominada rotor de bicha, disposta verticalmente, que compensa com sua empurre a tendência a girar do aparelho e o mantém em uma mesma orientação.
Há helicópteros que não têm rotor de bicha vertical, senão dois grandes rotores horizontais. Neste caso, os rotores giram em direcções opostas e não se precisa o efeito "antipar" do rotor de bicha como nos helicópteros de um sozinho rotor.
Movimento
O rotor principal não só serve para manter o helicóptero no ar (estacionário), bem como para o elevar ou descer, senão também para o impulsionar para adiante ou para atrás, para os lados ou em qualquer outra direcção. Isto se consegue mediante um mecanismo complexo que faz variar o ângulo de incidencia (inclinação) das pás do rotor principal dependendo de sua posição.
Imaginemos um rotor, que gira à direita com velocidade constante. Se todas as pás têm o mesmo ângulo de incidencia (30º por exemplo), o helicóptero começa a subir até que fica em estacionário. As pás têm durante todo o percurso dos 360º, o mesmo ângulo e o helicóptero se mantém no mesmo lugar.
Se fazemos que as pás, unicamente ao passar pelo sector 0º a 180º aumentem ligeiramente seu ângulo de incidencia e depois voltem a sua inclinação original, o empurre do rotor será maior no sector de 0º a 180º e o helicóptero em vez de se manter parado, tende a se inclinar para adiante, já que por efeito girsocopico a resultante aparece aplicada 90° para o sentido de rotacion produzindo de modo que o empurre total se realize de maneira inclinada podendo deslocar em aparelho em função do cosseno do ângulo do vetor da tracção das pás do helicóptero. Se as pás aumentam o ângulo de incidencia no sector de 270º a 90º, o empurre será maior pela parte trasera e o helicóptero tende a inclinar para a direita, ao igual que no caso anterior por efeito giroscopico.
Os helicópteros não variam a velocidade das pás nem inclinam o eixo do rotor para se deslocar. O que fazem é variar ligeiramente e de forma cíclica o passo (inclinação) das pás com respeito ao que já têm todas (o colectivo das pás). Esse aumento cíclico em um sector, faz que o helicóptero se desloque para o lado oposto. Agora entender-se-á melhor porqué o comando de direcção de um helicóptero se chama cíclico e o comando de potência se chama colectivo.
Além destes controles de voo, o helicóptero usa os pedales para girar quando está em estacionário. Isto se consegue aumentando ou diminuindo o passo das pás do rotor de bicha, com o que se consegue que o rotor de bicha tenha mais ou menos empurre e faça girar ao helicóptero para um lado ou outro.
Os helicópteros também planeam, e de facto é o que fazem em caso de necessidade para aterrar em caso de emergência. O rotor comporta-se como um cometa e o helicóptero se transforma em um autogiro.
Durante o descenso, o fluxo de ar faz girar às pás que se transformam em uma espécie de asa", e ao chegar cerca do solo, a velocidade das pás se aproveita para obter sustentação e assim diminuir a velocidade de descenso até posar no solo suavemente. Isto se chama autorrotación.
Motores
O tipo, potência e número de motores que se usam em um helicóptero determina o tamanho, função e capacidade do desenho desse helicóptero.
Os motores dos helicópteros mais primitivos eram dispositivos mecânicos simples, como bandas de borracha ou eixos, que limitavam o tamanho dos helicópteros a pequeno modelos e brinquedos. Durante meio século dantes de que voasse o primeiro aeroplano, se usavam as máquinas de vapor para estudar e desenvolver a aerodinámica do helicóptero, mas a baixa potência destes motores não permitia o voo tripulado. O aparecimento do motor de combustão interna ao finalizar no século XIX supôs uma meta para o desenvolvimento do helicóptero, começaram-se a desenvolver e produzir motores com potência suficiente como para fazer possível a criação de helicópteros capazes de transportar pessoas.
Os primeiros helicópteros utilizaram motores factos de encarrego ou motores rotativos originalmente desenhados para aeroplanos, cedo foram substituídos por motores de automóvel mais potentes e motores radiais. A grande limitação no desenvolvimento dos helicópteros durante a primeira metade do século XX era que não existiam motores cuja quantidade de potência produzida fosse capaz de superar amplamente o peso da própria aeronave em voo vertical. Este factor era vencido nos primeiros helicópteros que voaram com sucesso usando motores do menor tamanho possível. Com o compacto motor bóxer, a indústria do helicóptero encontrou um motor ligeiro facilmente adaptável aos helicópteros pequenos, ainda que os motores radiais continuaram sendo usados nos helicópteros de maior tamanho.
A chegada dos motores de turbina revolucionou a indústria da aviação, e com o aparecimento a princípios dos anos 1950 do turboeje por fim foi possível proporcionar aos helicópteros um motor com uma grande potência e baixo peso. O motor turboeje permitiu aumentar o tamanho dos helicópteros que estavam a ser desenhados. Hoje em dia todos os helicópteros, menos os mais ligeiros, são propulsados por motores de turbina.
Alguns helicópteros radiocontrolados e os veículos aéreos não tripulados (UAV) mais pequenos de tipo helicóptero, como o Rotomotion SR20, usam motores eléctricos.[4] Os helicópteros radiocontrolados também podem ter pequenos motores de explosão que funcionam com combustíveis diferentes da gasolina, como o nitrometano.
Modelos
Existem numerosos modelos de helicópteros, de tamanho pequeno, médio e grande, para uns 25 passageiros. Também existem versões para ónus e outras funções especiais, em diferentes tamanhos, bem como para a polícia e militares. Estes últimos estão actualmente equipados com a mais moderna tecnologia e armamento. Cabe assinalar que a fábrica de helicópteros da Rússia, Mil tem criado o helicóptero maior e potente deste tipo do mundo, conhecido como o Meu-26. Assim mesmo a empresa russa Kamov, criou o eficiente helicóptero de ataque Cá-50, conhecido como "Tiburón Negro", o qual conta com um sistema de protecção para o ou os tripulantes, que consiste em um moderno assento eyectable, sendo único no mundo; cabe fazer menção, que este helicóptero aventaja a seus similares em maniobrabilidad, devido a seus dois rotores do tipo contrarrotativo coaxial com pás realizadas em polímeros. Esta solução possibilita-lhe realizar várias manobras praticamente impossíveis para aparelhos tradicionais, destacando a viragem ao plano com grandes ângulos de resbalamiento (até ±180°) a qualquer velocidade do voo, facto que agiliza a puntería de armas da bordo fixas. Uma viragem ao plano permite descolar e aterrar em pistas muito reduzidas, independentemente da direcção e a força do vento. Um helicóptero coaxial é capaz de arrancar em voo estacionário com uma maior aceleração. Pode realizar, ademais, manobra curvilínea horizontal telefonema (viragem lateral), durante a qual o helicóptero gira ao redor do objectivo a velocidades 100-180 km./hora e a uma altura invariável, mantém um ângulo negativo 30-35’ de cabeceo, estando permanentemente o alvo seguido por sistemas de observação e puntería da bordo.
Fabricantes
As principais empresas dedicadas à produção de helicópteros, tanto civis como militares, são as americanas Sikorsky, Boeing e Bell; as européias Eurocopter e AgustaWestland; e as russas Mil e Kamov. Também pode se destacar a Robinson e a brasileira Helibrás.
Veja-se também
- Rotor de helicóptero
- Helicóptero militar
- Autogiro
- Juan da Cierva e Codorníu
- Convertiplano
- Helipuerto
Referências
- ↑ "helicopter". On-line Etymology Dictionary. Retrieved: 28 November 2007
- ↑ Cottez 1980, p. 181.
- ↑ rotored.arc.nasa.gov/timeline: A Long Tiem Ago
- ↑ Rotomotion SR20 fact sheet, Rotomotion.
Bibliografía
- Cottez, Henri. Dictionnaire dês structures du vocabulaire savant. Paris: Lhes Usuels du Robert. 1980. ISBN 0-85177-827-5.
Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga conteúdo multimédia sobre Helicóptero.Commons
- Material de estudo da matéria de Helicópteros" em Engenharia Técnica Aeronáutica pela Universidade Politécnica de Madri
- Fotografias de helicópteros
- Foro profissional de Helicópteros
