Helikopter adalah salah satu jenis pesawat yang berfungsi melalui perputaran baling-baling. Tidak seperti sayap pada pesawat terbang, baling-baling helikopter menghasilkan gaya angkat agar dapat mengudara karena lokasi dan fungsi baling-baling yang berputar. Helikopter mampu melakukan manuver yang tidak bisa dilakukan oleh pesawat konvensional. Untuk memahami bagaimana helikopter sebenarnya terbang, beberapa dasar desain sayap dan gaya angkat harus dibahas.

Desain sayap dan daya angkat

Gaya angkat yang dihasilkan sayap pesawat dapat dipahami dari hubungan antara kecepatan dan tekanan udara yang disebut Prinsip Bernoulli. Dikatakan bahwa jika kecepatan udara naik maka tekanannya turun dan sebaliknya. Bentuk sayap (airfoil) didesain sedemikian rupa sehingga dihasilkan gaya angkat positif ketika terkena udara yang masuk.

Permukaan atasnya biasanya membulat, dan bagian bawahnya rata. Hal ini menciptakan venturi, yang menyebabkan perbedaan kecepatan udara pada permukaan atas dan bawah sayap. Tekanan yang lebih tinggi terbentuk di bawah sayap, dan tekanan yang lebih rendah terjadi di atas sayap, sehingga menghasilkan gaya angkat.

Pesawat terbang membutuhkan banyak udara untuk digerakkan melintasi sayapnya guna menghasilkan daya angkat yang cukup untuk dapat mengudara. Oleh karena itu, pesawat membutuhkan sayap yang besar, harus terbang cepat, dan membutuhkan landasan yang panjang untuk lepas landas dan mendarat. Meskipun baling-baling helikopter juga dirancang serupa untuk menghasilkan daya angkat, udara digerakkan melalui rotor dengan memutar baling-balingnya.

Rotor menghasilkan aliran udara ke bawah dalam jumlah besar yang menghempaskan helikopter ke atas. Gaya angkat yang dihasilkan memungkinkan helikopter bergerak lurus ke atas dan ke bawah, yang tidak dapat dicapai dengan pesawat konvensional. Gaya angkat yang diperoleh dari baling-baling juga memungkinkan helikopter melayang di udara tanpa bergerak. Selain itu, helikopter dapat lepas landas dan mendarat secara vertikal tanpa memerlukan landasan pacu khusus.

Komponen utama dan fungsionalitas

Rotor berputar yang besar adalah satu-satunya komponen helikopter yang paling mencolok. Satu set bilah rotor (4 bilah) dihubungkan ke hub rotor dan engsel bulu, yang memungkinkannya berputar. Batang pelempar dipasang pada setiap bilah untuk memiringkannya ke sudut yang lebih curam atau lebih dangkal, bergantung pada posisi pelat atas yang berputar. Pelat atas berputar pada bantalan di sekitar pelat bawah statis, memungkinkan helikopter untuk melayang dan mengemudikan.

Khususnya, helikopter tidak bisa terbang hanya dengan satu rotor yang bergerak dalam satu arah. Hukum ketiga Newton tentang gerak menyatakan bahwa setiap gaya yang bekerja mempunyai gaya reaksi yang sama besar dan berlawanan arah. Oleh karena itu, ketika rotor helikopter berputar di sekitar hubnya, strukturnya cenderung berputar ke arah yang berlawanan. Untuk mengatasinya, diterapkan torsi balik. Hal ini dapat dicapai dengan memasang rotor besar kedua yang berputar dalam arah berlawanan (rotor tandem) atau memasang rotor lain pada tiang yang sama dengan rotor pertama (rotor koaksial).

Dalam beberapa desain, torsi putaran dilawan dengan menggunakan baling-baling kecil yang mengarah ke samping yang disebut rotor ekor. Rotor ekor ditenagai oleh poros penggerak dari mesin yang mengalir melalui ujung ekor helikopter. Alternatif lain (tanpa rotor ekor) menggunakan pancaran udara yang dipaksa melalui ventilasi di ekor untuk melawan torsi rotor utama. Sirip ekor vertikal juga dapat membantu menangkal sebagian torsi dari motor utama.

Untuk desain rotor utama tunggal, tindakan pencegahan diperlukan untuk penerbangan yang aman. Patut dicatat bahwa jika terjadi kerusakan pada rotor ekor sekunder, helikopter menjadi tidak terkendali dan biasanya mengakibatkan kecelakaan.

Melayang dan menyetir

Desain rotor yang cerdik memungkinkan helikopter melayang di udara atau mengarahkan ke segala arah. Ada lima gerakan dasar dan kontrol kemudi yang tersedia bagi pilot. Ini adalah dua tuas tangan yang disebut kontrol nada kolektif dan kontrol nada siklik, sebuah throttle, dan dua pedal kaki. Helikopter berbeda dalam hal ini mengharuskan pilot untuk melakukan beberapa kontrol pada saat yang sama untuk mencapai manuver yang berbeda.

Untuk mencapai kemampuan melayang, gaya angkat dan berat harus sama pada suatu titik di udara. Menambah dan mengurangi gaya angkat, yang dilakukan oleh kontrol pitch kolektif, menentukan apakah helikopter sedang menanjak atau menurun. Kontrolnya menambah atau mengurangi sudut pitch dari bilah yang berputar sehubungan dengan udara yang masuk.

Pembangkit listrik

Meskipun beberapa helikopter kecil menggunakan mesin piston, sebagian besar menggunakan mesin turbin gas, seperti mesin yang digunakan pada pesawat konvensional. Helikopter mungkin memiliki mesin tunggal atau ganda yang menggerakkan rotornya. Kebanyakan helikopter Bell kecil memiliki satu mesin yang dipasang secara horizontal tepat di belakang rotor.

Pada helikopter yang lebih besar, seperti militer Seahawk dan Apache, mesin ganda digunakan sebagai tenaga. Kebanyakan helikopter modern menggunakan mesin turboshaft, dimana gas panas dari ruang bakar memutar turbin pusat dan poros penggerak untuk menggerakkan sistem transmisi.