Como os helicópteros voam.

Imagine que se queira criar uma máquina que voa direto para cima. Nem vamos pensar em descer por enquanto, só subir. Caso se forneça força para cima por meio de uma asa, então ela deve estar em movimento para criar sustentação. As asas geram sustentação desviando o ar para baixo e se beneficiando da reação oposta e igual que resulta disto.
Um movimento rotativo é o meio mais fácil de manter a asa em movimento contínuo. Assim pode-se montar duas ou mais pás em uma árvore central e girá-la de forma muito parecida com as pás de um ventilador de teto. As pás rotativas de um helicóptero são moldadas exatamente como os aerofólios de uma asa de avião, mas geralmente as pás de um rotor de helicóptero são estreitas e finas porque têm que girar muito rápido. O conjunto de pás rotativas do helicóptero é chamado de rotor principal. Se for dado às pás um pequeno ângulo de ataque em relação à árvore e girá-la, as pás começam a gerar sustentação.
Para girar a árvore com força suficiente para levantar o helicóptero, é preciso algum tipo de motor. Os motores a pistão de movimento alternativo a gasolina e as turbinas a gás são os tipos mais comuns. A árvore de acionamento do motor pode se conectar à árvore do rotor principal através de uma transmissão. Esta disposição funciona muito bem até o momento em que o helicóptero sai do chão. Nesse momento, não existe nada que evite que o motor (e assim o corpo do aparelho) gire exatamente como o rotor principal. Desse modo, na falta de algo que evite que o corpo do aparelho gire, ele o fará em direção oposta ao rotor principal. Para evitar que o corpo do aparelho gire, é preciso aplicar uma força a ele.
O modo normal de fornecer força ao corpo do aparelho é anexar outro conjunto de asas rotativas na extremidade uma longa viga. Essas asas são chamadas de rotor de cauda. O rotor de cauda produz empuxo como uma hélice de avião. Produzindo o empuxo na direção lateral, ele age contra a tendência do motor de fazer o aparelho girar. Normalmente, o rotor é acionado por uma longa árvore que sai da transmissão do rotor principal e se conecta a uma transmissão menor no cone de cauda do helicóptero.
O resultado disso é um aparelho como este:



Este helicóptero tem todas as partes descritas no diagrama acima

Rotor de cauda

Conseguir a ajustabilidade do rotor de cauda é simples. É preciso apenas mudar o ângulo de ataque das pás do rotor de cauda, de modo a poder usá-lo para girar o helicóptero em torno do eixo de rotação do rotor principal. O piloto tem dois pedais que controlam o ângulo de ataque. 

Você pode ver os pedais nesta foto da cabine do piloto

As pás do rotor de cauda tem somente 61 cm de comprimento

O cubo da hélice do rotor de cauda permite ao piloto mudar o ângulo de ataque das pás do rotor

Rotor principal

O rotor principal é a parte mais importante do helicóptero. Ele fornece a sustentação que faz o helicóptero voar e também é o controle que permite mover o helicóptero lateralmente, fazer curvas e mudar de altitude. Para lidar com todas essas tarefas, o rotor precisa ser muito forte. Ele deve ser capaz de ajustar o ângulo das pás do rotor a cada giro do cubo do rotor. A ajustabilidade é fornecida por um dispositivo chamado conjunto do prato oscilante, como mostrado nesta fotografia:

O cubo da hélice do rotor principal, onde as pás e o prato oscilante se conectam, tem que ser muito forte e ajustável. O conjunto do prato oscilante é o componente que fornece ajustabilidade.

O conjunto do prato oscilante tem duas funções principais:

• Quando o comando coletivo é acionado, o conjunto do prato coletivo pode mudar o ângulo das duas pás simultaneamente. Isto aumenta ou diminui a sustentação que o rotor principal fornece ao helicóptero, permitindo que ele ganhe ou perca altitude.
• Quando o comando cíclico é acionado, o conjunto do prato oscilante pode mudar o ângulo das pás individualmente. Isso permite que o helicóptero se mova em qualquer direção em um círculo de 360º, incluindo movimentos para frente, para trás, para a esquerda e para a direita.

O conjunto de prato oscilante consiste em dois pratos (como mostrado na figura acima), o fixo (azul) e o giratório (vermelho).

• O prato cíclico gira com a árvore de acionamento (verde) e as pás do rotor (cinza) devido aos elos (púrpura) que conectam o prato rotativo à àrvore de acionamento.
• As hastes de controle do passo (laranja) permitem que o prato oscilante rotativo mude o passo das pás do rotor
• O ângulo do prato coletivo é mudado pelas hastes de controle (amarelo) conectadas ao prato coletivo.
• As hastes de controle do prato coletivo são alteradas pelo acionamento do piloto no comando coletivo e cíclico.
• Os pratos cíclico e coletivo são conectados a um conjunto de rolamentos entre os dois pratos. Estes rolamentos permitem que o prato cíclico gire acima do prato coletivo.

O conjunto do prato oscilante muda o ângulo de ataque das pás do rotor principal quando as pás giram. Um ângulo maior de ataque fornece mais sustentação do que um ângulo menor.

O comando coletivo muda o ângulo de ataque nas duas pás simultaneamente.

O coletivo permite que você mude o ângulo de ataque do rotor principal nas duas pás simultaneamente

O comando cíclico inclina o conjunto do prato oscilante para que o ângulo de ataque de um lado do helicóptero seja maior do que o do outro lado, desta maneira:

O cíclico muda o ângulo de ataque das pás do rotor principal de forma desigual, inclinando o conjunto do prato oscilante. Em um lado do helicóptero o ângulo de ataque (e a sustentação) é maior.

Pairar no ar com um helicóptero requer experiência e habilidade. O piloto ajusta o cíclico para manter a posição do helicóptero sobre um ponto no solo e ajusta o coletivo para manter uma altitude fixa. O piloto também ajusta os pedais para manter a direção para onde o helicóptero está apontando - essa manobra se torna um verdadeiro desafio quando o vento está forte.