헬리콥터

사진은 UH-60 Blackhawk

언어별 명칭
한국어	헬리콥터, 헬기, 회전익기, 자이로, 직승기
영어	Helicopter, chopper
프랑스어	hélicoptère
독일어	Hubschrauber
일본어	ヘリコプター
중국어	直升机
에스페란토	Helikoptero

1 회전익기(Helicopter)

회전익기. 일반적인 비행기와는 달리, '로터'라고 부르는 두 장 이상의 회전하는 날개로 양력을 얻어서 비행하는 항공기다. 고정익 파일럿들 사이에서는 너무 못생겨서 땅이 밀어내는 원리로 난다는 우스개 소리가 있다

대한민국에서는 '헬기'라고 줄여서 부르는 경우가 잦다. 어원은 원어인 Helicopter에다 기계를 뜻하는 한자 기(機)를 조합한 것. 중국과 북한에서는 '직승기(直升機)'라고 한다. 일본에서의 약칭은 ヘリ(헤리). 한편 영어권에서는 '타타타'하는 소리때문에 일반인들은 초퍼(chopper)'라는 애칭으로 부르며, 영국에서는 텔레비젼을 텔리, 대학교(유니버시티)를 유니라 불리는 것처럼 헬리콥터를 헬리(heli/hely) 라는 애칭으로 주로 불린다 . 군이나 항공관련직 종사자들은 '힐로 (helo)' 라 부르는 일이 많다. 그렇게 길지도 않은 이름인데 약자만 무지하게 많다

1.1 원리

1.1.1 상승/하강 및 반토크 제어/회전

회전하는 로터로 양력을 얻기에 일반적인 비행기처럼 이륙하기위해 긴 활주로를 들여서 양력을 얻을 필요가 없으며, 실질적으로 모든 헬리콥터는 수직이착륙이 가능하다. 단, 대부분의 경우 수직이착륙기를 꼽을때 헬리콥터는 언급하지 않는다. 헬리콥터가 수직이착륙을 하는 것은 워낙에 당연한 얘기이기 때문.

중심에 있는 로터만 마냥 돌아가면 작용-반작용의 법칙에 의해 로터가 도는만큼 동체도 반대방향으로 스핀을 도는 사태가 벌어지므로 다양한 방식으로 이 반동을 억제하는 기구를 사용한다.

역사적으로 보았을 때 가장 먼저 등장한 방법은 서로 반대로 도는 방향의 로터를 하나의 축에 연결하는 것이다. 물론 실제로 구동축은 위와 아래가 따로 되어있으며 (보통 아래쪽 로터의 축이 파이프 형태로 비어있고, 그 안쪽에 위쪽 로터의 축이 지나간다) 두 로터는 서로 부딪히지 않도록 위,아래로 충분한 거리를 두고 설치된다. 이 방식은 엔진에서 생기는 모든 힘을 '위로 뜨는 데' 쓸 수 있기 때문에 초창기 헬리콥터에서 많이 보였으나 기계적으로 복잡하고 로터의 날개와 로터축이 연결되는 중요부분이자 다양한 기계장치들이 잔뜩 노출되는 허브 부분이 커져서 전진비행시 공기저항이 크게 생긴다는 단점이 있다. 이를 동축반전로터라고 부르며, 현재는 러시아의 카모프 설계국 이외에는 잘 쓰지않는 방식이다. 다만 이 동축반전 로터는 힘이 좋고 호버링이 매우 쉽다는 특징이 있다.

현재 널리 쓰이고있는 방식은 꼬리에 있는 작은 로터, 즉 테일로터를 사용하는 방식이다. 이 테일로터는 머리 위의 메인 로터와 달리 수직으로 세워져 있으며, 헬리콥터의 동체가 돌아가려는 방향에 대해 반대로 돌리는 힘을 만들어 메인 로터에 의해 생기는 반동을 상쇄시킨다. 초창기에도 이러한 방식을 사용한 헬리콥터가 종종 등장하였으나, 이를 상용화하는데 힘쓴 것은 러시아계 미국인인 시코르스키다. 이 방식은 설계가 간단하기 때문에 현재 대부분의 헬리콥터가 쓰고 있다. 그러나 민간용 헬기의 경우 테일로터에 사람이 부딪혀 큰 부상을 입거나 사망하는 사고의 위험이 있다.

왜냐하면 로터나 프로펠러는 고속으로 회전시에는 잘 안보이기 때문이다. 게다가 이 테일로터의 회전범위는 마침 사람 머리와 비슷한 높이다. 테일로터가 고속회전하는 중에 사람이 잘못보고 접근했다간 머리가 수박처럼 쪼개져서 끔살당하는 사고가 일어난다. 군용 헬리콥터의 경우에는 이 부분에 미사일 등을 맞을 경우 쉽게 비행불능상태에 빠지게 된다는 문제점이 있다. 이 때문에 앞서 언급한 러시아의 카모프는 여전히 동축반전로터를 고집중이다.

사이드 바이 사이드 로터(병렬 로터)는 두 개의 로터를 좌우에 두는 방식이다. 이 방식은 초창기 헬리콥터에서 종종 보이던 방식이나 현재는 거의 쓰고 있지 않다. 다만 세계 최대 헬리콥터인 V-12 해머나 V-22 틸트로터기에서 이 모습을 아직 볼 수 있다.

NOTAR는 아예 테일로터를 없애고 그 대신 테일로터가 있는 자리에 압축공기 분사구를 설치하여 테일로터가 하는 일을 대신하는 방식으로 MD520N, MD600, MD900, MD902 등 주로 맥도널 더글러스시절 제작된 헬리콥터에 쓰이고있다.

MD 520N

1.1.2 전후좌우 비행

선풍기 날개를 생각해보면 쉽게 이해가 가겠지만, 로터가 회전면에 대해 수평하다면 바람을 일으킬 수 없고, 어느 정도 각도로 기울어져(비틀려) 있어야 바람을 일으켜 그 반작용으로 추력을 얻을 수 있다. 이 각(날개의 기울기)을 피치라 하는데, 현대의 비행기와 헬리콥터들은 대부분 이 피치 각도를 조정가능하다. 때문에 엔진 RPM을 일정수준으로 맞춰 두고 프로펠러 피치를 조정하는 것 만으로도 추진력 혹은 속도를 조절 가능하다. 특히 헬리콥터는 위로 뜨는 추력만이 아니라 전후좌우로 기울어지기도 해야하므로, 콜렉티브 피치와 사이클릭 피치의 두 가지 개념이 있다.

아주 쉽게 이야기하면 콜렉티브 피치는 날개 자체의 전체적인 각도를 조절하여 상승, 하강 추진력을 조절하고, 사이클릭 피치는 날개의 위치에 따라 주기적으로 각도를 조절하여 전후좌우 추진력을 조절한다.

헬기가 회전축을 기울여 전진비행을 한다고 생각하는 사람들이 많은데 사실은 회전축자체는 가만히 있으되 각각의 로터 깃(블레이드)들이 회전을 하다가 동체 뒤로 갔을 때는 위로 올라가고 동체 앞으로 갔을 때는 아래로 내려가게 된다. 이것을 하나의 원으로 보면 앞으로 기울어진 것처럼 보이기는 하지만 정작 회전하는 동력축 자체의 각도는 변함이 없다. 좀 더 자세히 말하자면 축이 기울어져서 전후좌우로 추진하는 것이 아니라, 축은 가만히 있고 스와시플레이트가 로터의 양력을 조절하게 된다.,

이 동영상의 4분 15초 경을 보면 무슨 말인지 알 수 있는데, 스와시 플레이트가 움직이면 해당부분을 로터가 지나갈 때 로터 블레이드의 피치가 변하여 양력이 바뀌게 되면서 화면과 같이 움직이게 된다. 즉 시각적으로 볼 때 로터의 회전면 자체는 움직이게 되지만, 이는 다만 전후좌우의 양력 균형이 깨져 양력이 올라간 쪽이 높이 올라가고, 양력이 높지 않은 쪽이 아래로 내려가면서 로터가 기울어져 보이는 것이다. 참고로 비행 교범중에도 이 부분을 자세히 설명하지 않고 마치 로터 축 자체가 휘는 듯이 묘사해 놓은 그림들이 있기에 자세히 알아보지 않으면 햇갈리기 쉽다.

구조를 설명하자면, 센터허브 밑에 스와시 플레이트라 불리는 판이 있고, 이 판이 링키지를 통해 로터그립과 연결되어 있어 위로 올라가면 피치가 커지고, 아래로 내려가면 피치가 작아진다. 즉 스와시 플레이트가 올라가면 헬기는 올라가고, 스와시 플레이트가 내려가면 헬기도 내려가는 것인데, 스와시 플레이트를 한쪽은 올라가고 한쪽은 내려가게 만들면, 즉 기울어지게 만들면 양쪽의 추력 차이로 인해 헬기도 한쪽으로 기울어지며, 로터의 추력은 기체의 바로 위 쪽으로 나오기 때문에 기울어진 방향으로 추력이 작용해 헬리콥터가 나아가는 것이다. 글로 설명하면 굉장히 복잡하지만 아래 사진을 보면 좀 더 이해하기 쉽다.

그런데 정확히 이야기 하자면 원리가 좀 더 복잡하다. 실제로는, 자이로스코픽 프리세션이라는 현상이 발생하는데, 회전하는 물체의 축을 기울이려고 힘을 가하면, 회전방향으로 90도 돌아간 방향으로 기울어지려 한다. 즉 로터 회전방향이 시계 반대방향인 헬리콥터가 전방으로 나가려고 로터를 전방으로 기울이면, 헬리콥터는 왼쪽으로 날아간다! 시코르스키헬리콥터의 창시자 이고르 시코르스키가 처음으로 만든 헬리콥터도 이 원리를 몰랐기 때문에 측면으로 날아갔다는 야사가 존재한다. 그러나 실제로 헬리콥터를 조종하는 입장에서는 이를 느낄 기회가 많지 않은데, 현대에 생산되는 헬리콥터들은 스와시 플레이트 부분이 조정되어 자이로스코픽 프리세션이 비행에 크게 영향을 끼치지 않도록 제작된다. 이렇게 말하면 조종간의 움직임과 스와시 플레이트의 움직임에 90도의 위상차를 두는 것으로 생각하기 쉽겠지만, 실은 헬기는 스와시플레이트가 기울어지는 방향과 같은 방향으로 기울어진다. 로터그립 쪽에서 이미 로터의 방향과 피치를 조절하는 그립암의 방향이 90도이기 때문에. 예컨데 로터가 앞을 향하고 있는 시점에서 스와시플레이트에서 올라온 링키지가 연결되는 그립암 부분은 왼쪽이나 오른쪽에 있다(적어도 같은 방향에는 구조적으로 있을 수가 없다). 헬기가 뒤로 기울어지기 위해서는 앞쪽의 추력을 올려야 하는데, 로터가 시계방향으로 돈다고 가정하고 자이로 현상을 고려하면 90도 전의 왼쪽에서 피치가 커져야 한다. 그리고 로터그립의 형상을 고려하면 왼쪽에서 피치가 커지려면 스와시 플레이트의 뒤를 내리거나 앞을 올려야 한다. 그러면 결국 헬기는 뒤가 내려가고 앞이 올라가서 뒤로 기울어지게 된다. 참고로 위의 설명과 달리 스와시 플레이트가 밑으로 내려가면 피치가 증가하는 역피치 방식도 있다. 물론 원리는 동일하지만.

별로 상관없는 이야기인데, 대부분 비슷하겠지만 로빈슨 R22의 경우 왼쪽에 스로틀/콜렉티브를 조종하는 레버가 있어서 오토바이 스로틀 레버처럼 당겨서(좌우로 회전시켜) 엔진 RPM을, 앞뒤로 밀어서 콜렉티브를 조종하고, 우리가 익히 아는 조종간을 이용해 사이클릭을 조종하며, 발 밑의 페달로 회전을 조종한다. 당신이 적지에서 헬리콥터를 훔쳐타고 탈출해야 한다면 참고하자 그런데 무경험자가 이거만 믿고 뜨면 100% 갈지자로 비행하다가 추락해서 사망(...)

1.1.3 안정성

헬리콥터가 비행하는 상태는 파일럿들조차 외발 자전거를 타면서 장대 세우기에 비교하기도 할 만큼 불안정하다. 바람의 영향도 많이 받고, 작은 외부요소에도 균형이 흐트러지기 쉽다. 바람 자체가 미는 힘도 있지만, 풍향계처럼 헬리콥터가 그쪽을 향해 회전하려 하기도 하고, 위에서 설명한 자이로스코픽 프리시젼 때문에 바람이 미는 방향에서 로터의 회전방향으로 90도 돌아간 쪽으로 기울어지기도 하는 등 별의 별 일이 다 일어난다.

외력에 대해 헬리콥터의 안정성을 확보하기 위해서 과거에는 기계식 스테빌라이저를 사용했다. 회전축에 고정되어 기울어지지않는 로터와 달리 회전축에서 기울어지는 스테빌라이저를 장착하고, 헬리콥터가 기울더라도 자이로 효과에 의해 스테빌라이저는 기울어지지않는 원리이다. 물론 이 스테빌라이저가 그냥 달려만 있으면 안정성이 별로 높아질리 없으므로 로터그립에 연결되어 로터의 사이클릭 피치에 영향을 주어 기체를 안정시킨다. 스와시의 기울기와 스테빌라이저의 기울기가 어떻게 섞이느냐에 따라 벨식과 힐러식이 있다.

벨식은 로터그립에 믹싱암이 달려있고, 그 믹싱암의 한쪽은 스와시 플레이트에, 또 한쪽은 스테빌라이저에 연결되어 양쪽으로부터 사이클릭 입력을 받는다. 만약 조종사가 사이클릭 조작을 하지 않았는데 바람에 의해 헬리콥터가 뒤로 기울어지면, 스테빌라이저 회전면은 자이로 현상에 의해 기울어지지않으므로 헬리콥터 입장에서는 마치 스테빌라이저가 앞으로 기울어진 것처럼 보인다. 이로 인해 스와시 플레이트를 앞으로 기울인 것처럼 헬리콥터가 앞으로 기울어지려는 힘을 받고, 바람에 의해 뒤로 기울어지는 것을 상쇄한다.

정적인 안정성이 높은 방식인데, 문제는 비행중인 상태에도 스테빌라이저는 팽이처럼 계속 수평을 유지하려 한다는 것. 안그래도 비행중에는 맞바람에 의해 고개를 들려고 하는 현상이 발생하는데, 여기에 스테빌라이저까지 작용해서 동적인 안정성은 상대적으로 낮다.

참고로, 스테빌라이저가 스와시 조작에서 독립되어있기때문에 스테빌라이저와 로터의 자이로 현상이 섞인다(...). 그래서 로터와 스테빌라이저가 45도 각도로 연결되어있고, 스와시 플레이트가 대각선으로 기울어야 헬기가 전진한다. 물론 조종사 입장에서는 상관없는 이야기지만.

힐러식은 스테빌라이저 양 끝에 패들이라는 작은 로터가 붙어있고, 스와시의 사이클릭 입력이 로터로 직접 전달되지않고 스테빌라이저로 전달되어 패들의 사이클릭 피치를 조종해 스테빌라이저가 기울어지고, 스테빌라이저에 연결된 로터그립이 사이클릭을 간접적으로 전달받는 방식이다. 한마디로 벨식이 스와시→로터←스테빌라이저라면, 힐러식은 스와시→스테빌라이저→로터다. 스테빌라이저가 안정성만 담당하는 벨식에 비해 정적 안정성은 떨어지고 사이클릭 입력이 간접적으로 로터에 전달되므로 세세한 조종성이 조금 떨어지지만, 동적인 안정성은 높은 방식이다.

물론 현대에는 이 두 가지 다 잘 쓰이지 않는다. 대신 자이로 센서가 헬기의 움직임을 감지해, 외력에 의해 기울어진 반대방향으로 스와시를 기울여주므로 기계적인 스테빌라이저가 필요없어 구조가 간단하다. 물론 자이로 센서가 비싸긴 하지만 정적, 동적 안정성 모두 높고 3엽 이상의 다엽화가 가능하고 저항이 적어 기동성이 좋아지며 높은 추력을 낼 수 있을뿐만 아니라 연비도 높아지고 부품수가 적어 내구성도 높아지며 정비소요도 줄어드는 등의 장점때문에 초기의 헬리콥터를 제외하면 대부분 스테빌라이저는 장착하지 않는다. 다만 RC 헬리콥터에서는 벨식과 힐러식을 융합한 매우 복잡한 방식을 주로 사용한다. 한번 정비하려면 제대로 빡친다. 때문에 고수들도 벨식이나 힐러식 한쪽만 사용한 입문자용 RC 헬리콥터를 대부분 하나씩은 가지고 있다. 하지만 FLS라면 정비는 더욱 쉽겠지

테일 제어에도 자이로 센서가 들어가서 헬리콥터가 멋대로 회전하지않도록 도와준다. 이쪽은 진정한 의미에서의 필수요소.

1.2 역사

고대 이집트인들도 알고 있었던 헬리콥터 실제 헬리콥터와는 관계가 없다.(…) 해당 문서 참고.

회전하는 물체에서 양력이 발생한다는 원리 자체는 기원전에 이미 밝혀져있었고, 레오나르도 다 빈치도 꽤 그럴싸한 헬리콥터에 대한 구상을 하기는 했으나, 다 빈치의 다른 발명품이 다 그렇듯 동력문제때문에 실제로 만들지는 못했다.

1843년 영국의 남작 조지 케일리 경이 구상했던 증기기관으로 움직이는 헬리콥터 "Aerial Carriage.".

실물을 제작해서 이륙까지 간 것은 20세기 이후. 각기 다른 사람들의 많은 시도를 했지만 보통 완전한 최초의 비행을 한 헬리콥터로는 프랑스의 폴 코르누(Paul Cornu)가 1907년에 완성하여 20초 정도의 비행을 한 Cornu helicopter(위 이미지)가 인정된다.

그럼에도, 안정적으로 조종이 가능한 헬리콥터의 개발은 어려운 일이었는데, 에스파냐의 기술자 후안 데 라 시에르바가 제작한 오토자이로(위 이미지) 덕에 회전 날개 깃의 각도를 변화시켜 조종하는 것이 가능해지면서 헬리콥터는 비약적인 발전을 하게 되었다.

이후 본격적으로 헬리콥터를 군사적 목적으로 사용된 것은 제2차 세계대전 때 부터이며, 특히 독일과 미국이 개발하여 많이 사용했다. 1937년, 독일의 설계사 하인리히 포케(Henrich Focke 1890 ~ 1979)는 오토자이로를 개조, 두 개의 병렬형 회전날개를 지닌 헬리콥터인 FA-61을 제작했다.(위 첫 번째 이미지) 이것은 수직 상승 및 하강, 전진 및 후진, 제자리 비행을 할수 있었으며, 몇 개월 뒤, 또다른 독일인인 안톤 플래트너(Anton Flettner 1885 ~ 1961)가 최초의 전정한 헬리콥터 즉 케이크 거품 솔처럼 맞물린 2개의 큰 깃이 달린 빠른 헬리콥터인 Fl-282 Kolibri 를 제작했다.(위 두 번째 이미지) 이 두사람은 회전력에 의한 반작용을 막기 위하여 전하는 2개의 회전 날개(병렬로터)를 사용했다. 그러나 1939년, 러시아에서 미국으로 이주한 이고르 시코르스키(Igor Sikorsky 1889 ~ 1972)에 의해 훨씬 간단한 꼬리 회전날개(테일로터)를 고안하였고, 그의 실험기인 VS-300(위 세번째 이미지)는 헬리콥터의 기초가 되었다.

독일은 주로 해군용으로, 미국은 주로 육군용으로 썼으며 특히 미국의 경우 시코르스키가 개발한 세계 최초의 양산형 헬리콥터인 R-4(위)를 약 400대 가량 사용하였다.(독일은 대량생산을 하지는 못했다).

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한국 전쟁의 시르코르스키 H-19

2차대전때도 헬리콥터로 부상병을 실어 나르는 경우가 없지는 않았지만, 한국전쟁부터는 본격적으로 부상병 수송용으로 헬리콥터가 쓰였다. 헬리콥터는 활주로가 없이도 아무데나 내릴 수 있다보니 전선의 부상병도 쉽게 후방으로 옮기는 것이 가능했기 때문이다. 흔히 더스트 오프(Dust Off), 또는 메디백(Medevac)이라고 불리는 부상병 긴급후송덕분에 한국전쟁과 베트남전에서 부상자 대비 사망자 비율이 극적으로 줄어들었다.

베트남 전쟁부터는 UH-1 등의 헬리콥터가 종전의 왕복엔진 대신 가스터빈엔진을 사용하였으며, 덕분에 신뢰성과 출력이 비약적으로 향상되어 한번에 여러명의 무장병력을 옮기는 것이 가능해졌다. 이때부터 헬리콥터를 이용한 지상병력 이동이 본격화되었으며, 한 편 수송 헬리콥터를 호위하기 위한 공격 헬리콥터가 등장하기 시작했다.

1.3 특징

시끄럽다
헬리콥터는 고정익 항공기와 비교하자면 속도가 느리고 대형화하기 어려우며 같은 하중일 경우 연료 소모량이 더 커서 항속거리도 짧은 등 단점이 무척 많아 보인다. 하지만 이 모든 단점을 씹어먹는 헬리콥터의 최대장점이 있으니, 바로 수직으로 이착륙할 수 있고 공중에서 제자리 비행(호버링)을 할 수 있다는 점.

고정익 항공기의 경우 An-2와 같이 단거리이착륙 성능이 뛰어난 기종이라도 최소 300미터 이상의 활주거리가 필요하며, 보통의 제트기는 1.5km 이상의 포장된 활주로가 아니면 이착륙이 곤란하다. 그러나 헬리콥터는 평탄한 가로세로 20m 정도의 공간만 있으면 이착륙이 가능하며, 수목이나 지형의 문제로 착륙이 곤란한 지형에서도 호버링+슬링을 통해 병력과 물자를 내리거나, 수목의 경우 아예 폭파(!!)를 통해 착륙지점(Landing Zone)을 개척하여 이용할 수도 있다. 다만 흔히 알려진 것과는 달리 아무 곳에나 마구 착륙가능한 것은 아니다... 만약 지면이 기울어져 있을 경우 헬기 랜딩기어가 한 곳에 닿은 뒤 다른 곳에 닿는 동안 헬기가 기울어지기 시작한다. 재수없으면 그대로 헬기가 뒤집히면서 대형 사고가 날 수 있기 때문에, 가능하면 평평하고 크게 미끄러지지 않을 장소가 있어야 안전하게 착륙이 가능하다. 헬리 패드를 괜히 만드는 것이 아닌 것이다...하여간 이런 특징을 가진 헬리콥터가 제식화되고나서는 공수훈련을 받지 않은 일반 보병도 헬리콥터를 이용해 공중으로 전선에 투입하는 것이 가능해졌고, 본래 등산기술이던 레펠을 응용해 특수한 지형에 병력을 투입하는 방법도 도입되었다. 공수부대가 2차 세계대전에서 효율성을 입증했으면서도 이후 점차 입지를 잃은 것도 따지고보면 헬리콥터 기술의 발전탓이다. HALO와 같은 특수한 형태의 고고도 강하를 제외하고 일반적인 전투공수의 역할은 헬리콥터가 수행하는 공중강습이 사실상 대체하고 있다. 어차피 공수건 공중강습이건 제공권을 장악한 상태에서만 가능하다는 점에서는 똑같으니까.

더불어 좁은 공간에서 이착륙이 가능하다는 특성덕분에 헬리콥터는 수상함에서도 유용하게 운용되고있다. 순양함이나 구축함, 심지어는 호위함 규모의 군함에서도 운용이 가능하기 때문. 헬리콥터에 디핑 소나와 대잠어뢰를 조합하면 가장 경제적이고도 효과적인 대잠수함 대책이 탄생하며, 긴급시 소규모의 인력과 물자를 수송하는 데에도 유용하게 쓰이고 있다. 다만 이는 운용환경상 기상상황이 안좋으면 이착륙을 못하고, 거기에 엔진 출력이 딸리면 운용하는데 상당한 난항을 겪는다. 우리나라의 단발 AH-1이 대표적인 사례. 그래서 엔진을 3기나 탑재한 헬리콥터를 만들기도 한다. 영국의 AgustaWestLand AW-101이나 미국의 Sikorsky CH-53 등이 이런 기종이다.

다만, 영어로 볼텍스 링 스테이트(한국에서는 와류고리현상, 와류고리상태 라고 부른다), 혹은 세틀링 위드 파워 라는 현상 때문에 수직에 가깝게 계속해서 하강해 착륙하려고 하면 대단히 위험하다. 자기 로터에서 내려오는 추력이 아래에서 올라오는 바람과 상쇄되어 로터 중심부에서 실속이 일어나고, 이것이 로터 주변으로 번지면서 결과적으로 자기 로터에서 나온 추력이 로터 위로 다시 빨려들어가서 다시 내려오는 링 모양으로 순환하기 시작한다. 그러면 수직방향으로의 통제력을 완전히 상실하여 엔진 출력을 아무리 올려도, 컬렉티브를 아무리 당겨도(오히려 컬렉티브를 너무 줘서 회전수가 떨어지면 이번엔 사이클릭까지 안 먹는 막장상태가 된다) 헬기는 급속히 추락하기 시작한다실제 볼텍스링이 발생한 씨킹 헬기 영상..
오사마 빈 라덴 암살작전 '넵튠 스피어'에 투입되었던 스텔스호크 헬기가 추락한 것도 이 현상에 의한 것. 애초에 호버링 상태건 순항 상태건 수평 방향으로 바람을 받는 것을 상정한 로터가 수직 방향으로 바람을 받는 것이니, 비행기가 조종간을 너무 당겨 주익의 받음각이 지나치게 커지면 주익 위쪽에 와류가 생기고 양력을 발생시키지 못하는 상황을 생각하면 이해가 쉬울 것이다. 극단적으로 코브라 기동을 하다가 기수를 쳐들고 그대로 날아가는 상황, 아니면 비행기가 수평을 유지한 채 전진 속도가 0이 되었지만 하강 속도는 빠르게 떨어지는 상황...즉 실속 상태다. 이를 벗어나는 방법으로는 비행기와 마찬가지로 조종간을 앞으로 밀어 전방추진력을 가하는 방법이 일반적인데... 이렇게 하다가 높은 확율로 Low-G 상태가 되어 이번에는 마스트 범핑의 위기에 빠진다! 보통 로터는 로터그립과 연결된 부분을 접을 수 있게 만드는데, 로터 회전수가 떨어지면 원심력이 부족하여 특히 과격한 조작시 공기 저항이나 관성 등에 의해 로터가 약간 접힌 상태가 될 수 있다. 로터가 일자로 펴진 상황이면 피치 조작시 받음각만 변할 뿐 로터가 위아래로 움직이지 않지만, 로터가 접힌 상태에서는 로터가 위아래로 움직이게 된다! 그렇게 지나치게 내려간 로터가 만약 테일붐을 때리면 시밤쾅! 게다가 탠덤 로터기는 전방으로 가도 와류고리상태를 벗어날 수 없다! 앞쪽 로터가 만들어낸 와류에 뒷쪽 로터가 휘말리기 때문이다. 치누크를 비롯한 탠덤 로터기는 측면으로 가야 이 상태를 벗어난다고 한다. 그러나 어느 쪽이던지 간에 와류고리현상이 완벽히 생성 된 상태에서는 싸이클릭의 통제력 자체를 상실하기 때문에 전후좌우 이동 조차 할 수 없으며, 이 상태에서는 컬렉티브를 급격히 내리는 방법밖에는 벗어날 방법이 없다. 당연히 컬렉티브를 급격히 내린 결과로 헬기도 급격히 하강하게 되고, 그렇다면 고도가 낮거나 장애물이 있을 경우 이는 상당한 위험부담을 안고 해야 되는 행동인 것이다... 즉 헬기의 안전한 수직 이착륙은 복잡한 조건을 안고 이루어지는 것이다.

또한 헬리콥터도 전진비행 할 때에 상승력이 추가로 생성되기 때문에, 가능하면 헬리콥터도 전진비행을 하면서 전진속도와 하강속도를 천천히 낮춰가면서 완만하게 착륙하는게 이상적인 착륙이다. 이륙의 경우도 전진비행을 하면서 속도를 갖춘 뒤 상승하는게 좋다. 실제로 헬기의 이착륙 동영상을 자세히 보면 완벽하게 제자리에서 뜨고 내리지 않고 약간 전진하면서 뜨고 내리거나, 혹은 수직이착륙은 최소한으로 끝낸 뒤 전진비행을 하는 것을 볼 수 있다. 더 나아가 아예 고정익 항공기처럼 일정 거리를 활주해 이착륙하는 경우도 있다. 하인드의 활주 이륙 영상

참고로 헬리콥터는 엔진이 꺼져도 비교적 안전하게 착륙이 가능하다. 떨어질 때 빠르게 로터의 피치각을 -로 잡은뒤 로터를 회전시켜 로터의 관성을 이용해 착지 직전에 로터의 피치각을 + 올리면 헬기가 약간 뜬다. 이는 오토 로테이션이라고 해서 조종사들이 매년 받는 훈련 중 하나고 베테랑 조종사는 엔진이 꺼진 상태에서도 원하는 지점에 착륙할 수 있다. 심지어 R/C헬기(6채널 이상)도 가능하다.

1.4 용도

터지기 위해... 엄청 유용하군
헬리콥터는 민간용으로도 널리 쓰이며, 상대적으로 고정익기에 비해 이착륙 지형의 영향을 덜 받고, 공중에 정지해있거나 매우 느리게 날 수 있다는 점 때문에 소방용, 경찰용, 구조용, 환자수송용, 공중촬영용, 인원수송용, 관광용 등으로도 널리 쓰이고 있다. 한편 군용 수송 헬리콥터는 손쉽게 민간용 헬리콥터로 개조가 가능하다보니, 적잖은 민간용 헬리콥터가 군용 헬리콥터를 토대로 개발되며, 아예 개발당시부터 군용과 민간용 버전 둘 다를 염두에 두고 개발되는 경우도 있다. 그런고로 애초에 전투를 목적으로 한 전투기에 비해 전투 이외의 용도를 가진게 가장 큰 특징이다.

미국 정부에서는 민간용 헬리콥터에 검은색으로 칠해놓은 검은 헬리콥터가 있다. 자세한건 검은 헬기 문서 참조.

각종 지형지물에 대한 접근성이 고정익 항공기와는 비교할 수 없이 좋기 때문에 현대의 수많은 오지탐험에는 거의 필수적으로 쓰이고 있다. 험준한 산악지대나 동물도 지나다니기 어려운 밀림 등. 한마디로 '날아서 가면 된다'를 실현시킨 물건이라 할 수 있다.

해수욕을 즐기는 헬리콥터 시원하니? 뒤에 상어 있다(...)

1.5 헬기 조종사

군대에서 헬기 조종사는 항공준사관과 조종장교로 구성된다. 항공준사관들은 지휘관이나 참모를 지내지 않고 최대한 기술준사관으로 비행경력을 쌓게 하기 위해서이다. 항공준사관은 대한민국 육군 에 존재하며 헬기를 모는 조종장교는 육해공 모두에 존재한다.

아무래도 고정익기에 비해 용도가 제한적이다 보니 장교의 경우 진급에서 밀리는 편이다. 대한민국 육군에서는 항공장교의 진급 상한선이 항작사령관인 소장에서 형성되는 편이다. 항공단장(대령) 등을 지내다가 항공여단장을 거쳐 올라가는 형태. 대한민국 해군에서 제6항공전단 휘하의 헬기전대장(대령) 정도가 한계이다. 대한민국 공군에서는 전투기 조종사들이 초강세이기 때문에 헬기 출신들은 "별" 달기도 힘들다. 애초에 고정익들도 밀리는 판이라서. 대한민국 해병대는 해병대 항공대가 수십년 이상 해체된 상태이기 때문에 현재 헬기 모는 장교가 위탁교육 받은 위관급 장교가 고작이나 항공여단이 새로 창설될 계획이라 장기적으로는 준장까지도 노려볼만 하다.

헬기 파일럿은 민간에 재취업할 자리도 적은 편이다. 대한민국의 헬기 파일럿 소요 대부분이 정부에서 발생한다. 한국에서 군 다음으로 헬기 조종사 수요가 많은 기관은 산림청이다.

타국의 경우에도 크게 다르지 않다.

자위대의 경우엔 1좌, 즉 대령들이 끝인 경우가 많다. 육조항공조종학생들은 한국의 항공준사관과 마찬가지로 헬기 모는데 특화된 경우이며 지휘관이나 참모를 지내지 않는다. 애초에 한국은 준위로 계급을 고정해놓긴 했지만 이들은 장교가 된다. 해상자위대의 항공학생도 좌관급에서 거의 끝난다. 육자대의 경우 운이 좋다면 제1헬기단의 단장이 되면 육장보까지 노려볼만 하다. 해자대는 초계기들이 강세라서. 공자대의 헬기 파일럿들도 대한민국 공군과 크게 다를 바 없다.

미국도 헬기 출신들은 고위직으로 가기가 힘드나 마셜 웹이나 노턴 슈워츠처럼 높이 올라간 사례도 있다. 이들은 사실 헬리콥터 조종사 출신이라는 점 외에도 특수전 쪽에서 잔뼈가 굵은 것이라 얘기는 다르다만.

영국의 경우 해군참모총장인 조지 잠벨라스와 동시기 공군참모총장인 앤드류 펄포드가 모두 헬기장교 출신들인 이색적인 기록을 세웠다.

1.6 분류

• 소방헬기
• 구조헬기
• 닥터헬기
• 무장헬기
• 공격헬기
• 대잠헬기
• 소해헬기

1.7 비슷한 비행체

• 멀티콥터
• 오토자이로
• 틸트로터

1.8 나무위키에 등재된 실제 헬리콥터

※ 아파치같은 공격헬리콥터는 공격헬기 문서 참조.

• 슈퍼링스
• 500MD 디펜더
• AS350/355/AS550/555/EC-130
• AS532 쿠거
• AW-101 멀린
• Bell 206 제트레인저
• Bell 412
• CH-46 시 나이트
• CH-47 치누크
• CH-53 시 스탤리온
• CH-54 타헤
• EC145
• H160
• Ka-27/Ka-28/Ka-32 헬릭스
• KUH-1 수리온
• Mi-8/Mi-14/Mi-17 힙
• Mi-26
• NH90 농협 헬리콥터
• SA-330 퓨마
• OH-1 닌자
• OH-58 카이오와 워리어
• R-4
• 로빈슨 R-22
• 에어로스페시알 가젤
• 슈와이쳐 300
• S-72 헬리콥터와 비행기를 섞은 물건
• SH-2 시스프라이트
• SH-3 시킹
• UH-1 이로쿼이
• UH-60 블랙호크
  • HH-60 페이브호크
• V-12
• V-22
• VS-300
• X-50 헬리콥터 <-> 고정익으로 공중에서 변하는 비행체 연구를 하던 실험기
• Z-9

1.9 가상의 헬리콥터

• AH-88 헬하운드
• R-쇼부, 마크스넬
• 드래곤 어설트 십
• 밴시(스타크래프트 2)
• 트랜스포머 애니메이티드 - 블랙아웃
• 스콜피언 건십
• 슬러그 초퍼
• 에어울프
• 이백(사이버트론)
• 트랜스포머 프라임 - 에어라크니드
• 트랜스포머 시네마틱 유니버스 - 블랙아웃, 그라인더, 드리프트
• 플라잉 머신
• 하이도
• 대나무 헬리콥터
• 토마스 뮐러

1.10 위험성

액션영화 등의 창작물을 보면 헬리콥터의 로터 블레이드, 즉 회전익이 무슨 전기톱처럼 파괴력 막강한 물건으로 그려지는 경우가 많다. 허나 실제로는 로터 블레이드는 경량화를 최우선으로 만들어진 물건이기 때문에, 블레이드의 선단(회전방향을 향하는 면)만 얇은 스텐레스판을 둘러 보강했을 뿐 대부분이 발포재질(스티로폼 종류)과 파이버글래스, 탄소섬유 등으로 만들어져 있다. 즉 아주 가볍고 낭창낭창한 재질이다. 영화나 게임처럼 열차도 자르는 날으는 전기톱이 아니란 소리다.

그렇다 해도 제일 경량급인 정찰헬기조차 로터 무게만 40KG가 넘기 때문에 2000RPM이상 회전하는 회전체에 운동 에너지만으로 따져도 사람정도는 간단히 박살날 것으로 생각하는 이가 많으나, 상술한 대로 메인 로터에 접촉하는 사고는 로터의 회전수가 많이 떨어진 상태에서 주로 발생하며, 로터의 무게를 떠나 로터의 재질이 딱딱하지 않기 때문에 인체를 다진 고기처럼 산산조각내는 일은 없다. 그러나 착륙후 엔진을 끌때, 회전익이 양력을 잃으며 아래로 쳐지게 되는데, 이때도 회전수는 의외로 높기 때문에 여전히 위험하다. 실제로 헬기 접촉사고 현장을 보면 대부분이 절단사고가 아니라 골절 및 두경부 이탈이다.

위는 CH-53 슈퍼 스텔리온의 할례 급유 도중 일어난 사고 영상이다. 보듯이 아무리 위에서 로터가 약하다 해도 고속회전시에는 단칼에 철덩이인 급유기를 잘라내고도 부숴지지 않았다. 저상태에선 사람도 단칼에 반토막 내기 때문에 헬기에 사출좌석이 없는것이다(...) Ka-50 처럼 로터 블레이드를 사출해야 그나마 틸출이 가능하다.

또 흔한 실수가 헬리콥터 후미로부터 접근하다가 회전미익(테일로터)에 접촉해 부상하는 경우이며, 가장 크게 다치는 경우는 대개 착륙지점 가까이에 언덕이 있는 경우이다. 언덕을 내려오며 헬기에 접근하거나 언덕을 오르며 헬기로부터 이탈하는 사람의 경우, 로터 엔진을 끊지 않더라도 두정부가 로터에 닿는다. 즉 풀파워로 회전중인 로터에 두부가 접촉하는 것이다. 이럴 경우 정말 머리가 떨어져나갈 수 있다.

일반인에겐 오히려 더 위험한 것이 로터가 가늘고 딱딱한 재질인 무선모형(RC) 헬기. R/C헬기로터는 질량은 1kg 미만으로 가벼운데도 접촉시 신체부위에 큰 열상이나 수지부 이탈 등의 중상이 발생할 수 있으며, 두경부에 맞을 경우 십중팔구 사망한다. 헬기는 철저히 안전수칙을 지키고, 또 로터 크기에서 오는 중압감에 스스로 조심하지만, RC헬기들의 경우 크기가 작아 위험성을 느끼지 못하는 점도 한몫 한다.

또한 강철제 회전자를 가진 풍력발전기 역시 이론적으로 위험할 수 있다. 10MW급 풍력발전기는 회전자의 RPM이 고작 70-80밖에 안되지만 날개 하나하나가 10톤 정도의 거대한 질량을 가진데다 강철제 재질이므로 회전 반경 안에 있다가 접촉할 경우 말그대로 박살날 것이다. 다만 아직까지는 사람이 풍력발전기 날개에 얻어맞는 사고는 없었다(전부 추락사나 터빈에서 날아온 얼음덩어리에 맞은 사고). 하지만 독수리 등의 큰 새들은 많이 죽어나간다고.

여담으로, 비행기의 프로펠러는 모양은 헬기의 로터와 비슷하지만 재질도 강철재이며 높이도 낮은 경우가 많아 훨씬 위험하다. 프로펠러야말로 정말 회전톱 레벨의 파괴력이 있다. 터보팬이건 프로펠러건 회전중을 알리는 소용돌이나 테두리에 밝은색을 칠하는 이유기도 하다.

1.11 기타

슈팅 게임 케츠이는 특이하게도 헬리콥터가 주인공 기체로 등장하는 게임이다. 단 보통 헬리콥터가 아니라 세계정복을 노리는 군수기업 EVAC 인더스트리즈가 개발한 최신예(혹은 최정예) 헬리콥터이며, 공격함이고 전투요새고 광익형 근접지원잔혹전투기고 모조리 박살내는 괴물같은 기체(…).

PS2용으로 발매된 게임중에 에어레인저라는 물건이 있는데 헬리콥터의 기동을 굉장히 잘 표현한 수작. 튜토리얼에 오토로테이션을 통한 긴급착륙이 들어있을 정도(...). 다만 '헬리콥터의 기동을 잘 표현했다' 라는 이야기는 그만큼 조작난이도가 천정부지로 치솟는다는 이야기이므로 일반적인 플라이트슈팅등을 즐기던 사람등은 처음 잡으면 헬리콥터를 똑바로 날리는것조차 힘들다. 거기다 인명구조용 헬기를 몬다는 컨셉으로 다양한 재난상황하에서 날아다녀야 하므로 난이도는 몇배로...
시원하게 때려부수는 계열도 아닌데다 난이도는 괴악할정도로 어려운 탓에 게임의 완성도에 비해선 크게 인기를 얻지 못했다.(국내엔 자막 및 음성까지 한글화해서 발매되었건만)

AV배우 미키 야나이의 별명이 헬리콥터맨(…)인데, 하면서 헬리콥터처럼 돈다고 이런 별명을 받았다.

제자리에 계속 떠있는 헬리콥터의 특성때문에, 부모가 자식의 일거수일투족을 직접 볼 정도로 극성인 사례를 헬리콥터 부모라고 하기도 한다. 애니메이션 캐릭터 중에서는 니모를 찾아서의 말린이 대표적이다.

액션 매체에서는 이상할 정도로 자주 터져나간다. 모던 워페어의 프라이스 대위님께선 RPG-7로 때려잡으시라는데... 그런데 실제로도 RPG에 격추된 경우가 있다.배틀필드4에서는 유탄 한방에 터진다. 안습.....

한편 국내 라이트 노벨 환상처단자에서는 공격 헬리콥터의 콕핏을 권총탄이 뚫어서, 밀덕들이 레이드를 오는 등 대판 난리를 쳤다.

하지만 뭐니뭐니해도 최고의 압권은 엑시트 운즈. 여기서는 권총 몇방으로 폭발했다(…).

F.E.A.R. 시리즈에서는 주인공 포인트맨이 타거나 탈 헬리콥터, 상대하는 헬리콥터는 어째 취급이 좋지 않다. 일단 F.E.A.R.에서 첫번째 헬리콥터는 그나마 멀쩡히 제 역할을 했지만, 아마캠 테크놀로지 본사로 칩입하기 위해 탑승한 두번째 헬리콥터는 대기중이던 복제군인들의 기습으로 탑승자들이 포인트맨 빼고 다 죽었다. 이후 앨리스 웨이드를 구출하기 위해 온 세번째 헬리콥터는 복제군인이 조종하는 하인드 헬기의 미사일 공격을 맞고 눈 앞에서 격추되어 버렸다. 이후 프로젝트 오리진 시설로 이동하려고 탑승한 네번째 헬리콥터도 어떤 미사일 공격을 맞고 격추. 엔딩에서 탑승한 마지막 다섯번째 헬리콥터는 아무 이상이 없었지만 마지막에 알마 웨이드가 올라탔으니 좋은 결과를 기대하긴 어려울듯 하다. 일단은 F.E.A.R.2 Project Origin의 만화풍 트레일러에서는 또 추락한것로 나온다(……). 다만 이게 정식인지는 불명. 아무튼 F.E.A.R. 본판만 해도 총 5대 중 한대만 무사히 임무 수행에 성공했고 1대는 공격을 받아 간신히 탈출, 두대는 격추, 마지막 한대는 격추 예정으로 판명났다.

여기까지만 해도 헬기의 수난사가 안습인데 확장팩들에서도 헬기의 위상(?)은 변함이 없어서 F.E.A.R. Extraction Point에서는 결국 본판 엔딩의 마지막 헬기도 격추당했고, 마지막에 탈출하기 위해 온 헬기는 원인불명의 이유로 포인트맨의 눈 앞에서 폭발해버렸다. 그나마 F.E.A.R. Perseus Mandate의 마지막 헬기는 멀쩡히 탈출에 성공했지만.

후속작에서도 그 악운은 여전히 유지되어 F.E.A.R.2 Project Origin에서는 헬기 한대가 정체불명의 이유로 웨이드 초등학교에 추락했고, F.E.A.R.2 Reborn에서는 초반부터 ATC 사병 소속 헬기 여러대를 격추시킬 수 있다. 또한 F.3.A.R.에서도 맨 처음 등장한 헬기는 탑승 전부터 한동안 이륙을 못했다가 포인트맨이 탑승했더니 겨우 뜨긴 떴는데 중간에 트러블을 겪고, 이후 싸바싸바 잘 굴러가다다가 얼마 안가 또 파괴, 그리고 중간중간 헬기를 사냥하는 상황이 수차례 벌어진다. 한마디로 이 게임 시리즈는 그야말로 헬리콥터 아포칼립스인 것이다(……).

〈돌격 남자훈련소〉에서는 헬리콥터가 중국 산간 지방에서 쓰이던 이동방법 중 하나에서 유래했다고 설명하고 있는데, 그 방법이란게 봉을 머리 위에서 빙빙 돌려서 부양 후 이동(…). 20세기 초에 헬리콥터의 개발자가 이곳을 방문했다가 이 장면을 보고 아이디어를 얻어 만들어졌다고 한다. 헬리콥터란 이름은 이 방법을 쓰던 중국인의 이름 헬리 코타이에서 따왔다고(…). 이 만화는 골프도 중국인 오룡부(吳龍府 일본식 한자 발음으로 고 류후로 골프의 일본식 발음인 고루후 와 비슷)라는 사람이 고안했다는 만화다. 개그만화니 그냥 그런게 있다고 하자.

만화 도라에몽에서 등장하는 도라에몽이 쓰는 도구중에서 머리등에 붙여서 쓰는 자그만한 대나무 헬리콥터가 있다. 대나무로 만들었고 사이즈도 손바닥 안에 들어갈 정도로 작디으며 어떠한 조종장치도 없지만 완벽하에 작동한다. 어차피 만화이니까..
컴퓨터 형사 가제트도 머리위에 헬리콥터가 나오는 기능이 있다.

도라에몽의 것은 매우 상당히 작아서 과학적 잣대를 들이대면 엄청난 고속으로 회전해야 사람하나 들어올릴 힘을 만들 수 있다. 즉 머리위로 엄청난 바람이 계속 내리쐬어서 사람이 견디기 힘들 것으로 예상된다. 하지만 도라에몽 것이나, 가제트 것이나 사실 로터가 1개만 있고 로터의 반작용을 상쇄시켜주는 어떠한 기구도 없기에 실제로 사람이 이걸 탔다간 로터의 회전방향과 반대방향으로 미트스핀초전자 스핀을 시전하게 된다.

그렇기에 이후 도라에몽에선 '프로펠러의 회전력으로 뜨는게 아니라 날개에서 직접 반중력을 생성하여 납니다.'라는 설정으로 변경되었기에 지금와서는 이런 설정태클은 무의미하게 되었다.

미소녀 전사 세일러 문 시리즈에서 텐오 하루카와 카이오 미치루가 가끔 타고 다닌다.열도의 흔한 마법소녀의 이동수단 참고로 애니에선 적과 싸우기 위해 이동할 때 탔지만, 원작에선 이거 타고 등교도 한다(...)

중국의 한 20대 농부가 나무와 쇠파이프, 오토바이용 엔진등으로 헬리콥터를 만들었다고 한다. 흠좀무 참고로 그 농부는 이전에도 소형 비행기 등을 손수 제작한적이 있다고 한다. 과연 대륙의 기상. 하지만 안타깝게도 나는데에는 실패하였다.

인력비행기는 어느정도 제법 비행이 가능한 반면, 인력 헬리콥터는 아직도 매우 힘든 상황이다. 현재로서는 탑승자가 죽어라 페달을 밟아도 겨우 몇 cm정도 잠깐 뜨는 수준. 비행기는 일단 앞으로만 날아가면 양력이 생겨서 바로 떠오르지만, 헬리콥터는 스스로 양력을 만드는 구조이기 때문이다.

ArmA3의 헬리콥터 DLC가 나오면서 현실적인 헬기 조종 구현으로 눈길을 끌고 있다. 제작사인 보헤미안 스튜디오는 이전에도 Take on Helicopter라는 헬기 시뮬레이션을 제작한 경험이 있어 이를 바탕으로 DLC를 제작한 듯. 현 문서 내의 대부분의 내용이 구현되어있다.

루리웹 팬만갤에선 관리자 도베르만헬기를 빗대서 짤릴 것 같은 작품에 "헬기 날아오르는 소리 들린다"는 식으로 드립을 치기도 한다.

헬리콥터에 저먼 스플렉스를 거는 캐릭터도 있다

1.12 헬리콥터 사고

• 1992 제7기동군단 헬기추락 사건
• 광주 수완지구 헬기 추락사고
• 서울 삼성동 헬기 추락사고 - 2013년
• 조근해 - 공군참모총장으로 공군사관학교 졸업식 예행연습 참관을 가던 중에 헬기가 추락하여 순직했다.
• 육군 CH-47 올림픽대교 추락 사고 - 올림픽대교 문서 참고.
• 원주 미군 AH-64 추락 사고

2 기타프릭스·드럼매니아의 수록곡

ヘリコプター 참고.