Die Aerodynamik von Hubschraubern beinhaltet ein komplexes Zusammenspiel zwischen Schwerkraft, Schub und Richtungskräften, was sie zu sehr manövrierfähigen Flugzeugen macht, aber auch viel ineffizienter als herkömmliche Flugzeuge sowie eine geringere Höchstgeschwindigkeit und eine kürzere Reichweite. Die drei Richtungskräfte Gier, Nicken und Rollen müssen während des Fluges eines Hubschraubers jederzeit berücksichtigt werden. Es arbeitet auch nach einzigartigen aerodynamischen Prinzipien, die von der Hauptrotorscheibe, dem Heckrotor und Translations- oder Bodeneffekten aufgrund seiner Vorwärtsbewegung und Schubänderungen bei Annäherung an Land oder Gebäude gesteuert werden.
Während die Flugprinzipien der meisten Helikopter der Öffentlichkeit von Senkrechtstarts, Schweben und Seitwärtsbewegungen während des Fluges gut bekannt sind, ist dies nicht die Grenze der Leistungsmerkmale eines Helikopters. Die Hauptrotorscheibe eines Helikopters kann in jede Richtung gekippt werden. Wenn Sie ihn nach vorne neigen, wird der Abwärtsschub verringert und ein Vorwärtsimpuls bereitgestellt. Der Rotor kann aber auch seitlich oder hinten am Hauptkörper des Helikopters gekippt werden, wodurch es dem Fahrzeug möglich ist, die Geschwindigkeit schräg zu erhöhen oder rückwärts zu fahren.
Dieses Merkmal des Hauptschubmechanismus in einem Helikopter macht ein Verständnis der Gier-, Nick- und Rolleigenschaften in der Helikopter-Aerodynamik wichtiger, als man zunächst erkennen kann. Gieren ist eine Bewegung nach links oder rechts, die oft von einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung begleitet wird. Roll ist eine Kombination aus Gier- und Nickbewegung, bei der ein Helikopter von seiner Hauptflugrichtung abwinkelt, indem er nach links oder rechts auf- oder abrollt, die alle direkt von der Neigung des Rotorblatts selbst sowie der Höhe des . beeinflusst werden Strom, der auf die Klinge ausgeübt wird.
Keines dieser Manöver ist jedoch ohne die Tandemeffekte des Heckrotors möglich. Die Steuerung des Winkels und des Schubs der Hauptrotorscheibe erfolgt über einen Handheld-Zyklus oder Steuerknüppel, während der Spin- oder Drehmomentgrad des Heckrotors über Fußpedale gesteuert wird. Der Heckrotor wirkt der Drehung des Helikopterkörpers direkt entgegen, der ansonsten außer Kontrolle geraten würde, um der Drehung des Hauptrotors zu entsprechen. Durch Erhöhen oder Verringern der Heckrotorgeschwindigkeit mit den Fußpedalen kann der Hubschrauber während des Fluges die Richtung ändern, in die er gerichtet ist. Dies wird am häufigsten bei Starts und Landungen durchgeführt, da, sobald das Fahrzeug eine signifikante Vorwärtsbewegung hat, die Richtungsänderungen unter Verwendung der aerodynamischen Prinzipien des Hubschraubers von Roll und Nick erfolgen. Aus diesem Grund sind die meisten Helikopter nicht mit Heckklappen am Heckende zur Richtungssteuerung ausgestattet, da diese unnötig sind.
Die anderen großen aerodynamischen Kräfte, die Hubschrauber im Flug beeinflussen, sind der translatorische Auftrieb und Bodeneffekte. Ein Helikopter-Rotorblatt ähnelt einem Propeller an einem Starrflügelflugzeug, ist jedoch flacher und flexibler, da es so konstruiert ist, dass es beim Rotieren die Luft aus dem Weg drückt, anstatt es zu durchschrauben. Wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt und an Geschwindigkeit gewinnt, wird die Luft um die Karosserie und den Rotor herum weniger turbulent, was einen besseren Auftrieb durch translatorische Aerodynamik ermöglicht, die eine Art Vorwärtsträgheit für das Fahrzeug erzeugt.
Der Bodeneffekt ist das Gegenteil davon und ist ein abstoßender Effekt, der erfahren wird, wenn sich das Fahrzeug dem Land nähert. Wenn der Abwärtsschub auf eine feste Oberfläche trifft, erzeugt er einen erhöhten Aufwärtsschub, der kompensiert werden muss. Dies kann auch im Flug passieren, wenn der Helikopter dicht an einem Gebäude oder einem anderen festen Hindernis vorbeifliegt.
Der für die Helikopter-Aerodynamik verwendete Hauptrotor muss während des Fluges einer Vielzahl von konkurrierenden Kräften ausgesetzt sein. Die moderne Helikopter-Aerodynamik muss die Asymmetrie des Auftriebs durch die Verwendung von Blattschlag berücksichtigen. Wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt, verdreht sich das Rotorblatt während der Fahrt, um größere Auftriebseffekte aufzunehmen, die vorne am Blatt erzeugt werden als hinten, was zum Rollen des Hubschraubers führen kann. Um dies auszugleichen, wird das Blattschlag verwendet, indem ein flexibles Rotorblatt hergestellt wird, das sich an der Vorderkante nach oben und an der Hinterkante nach unten biegt. Dies gleicht die Auftriebskräfte aus, und diese Flexibilität zeigt sich bei geparkten Hubschraubern, bei denen der Rotor am Rand nach unten durchhängt.
Die Komplexität der Helikopter-Aerodynamik ermöglicht es ihnen auch, sicher zu landen, wenn die volle Leistung des Rotors verloren geht. Anders als die landläufige Annahme, dass ein Helikopter mit Leistungsverlust wie ein Felsbrocken abstürzt, ermöglicht die Form des Fahrzeugs und das noch drehende Rotorblatt im Notfall ein Autorotationsmanöver, das sogenannte Segelfliegen. Der Abstieg des Fahrzeugs treibt den Rotor tatsächlich mit einer konstanten oder erhöhten Geschwindigkeit an, wenn das Kupplungssystem ausgerückt ist, wodurch der Rotor frei drehen und das Fahrzeug mit einer höheren als der normalen, aber sicheren Geschwindigkeit landen kann.