ヘリコプターの世界


ヘリコプターの飛ぶしくみ

1. ヘリコプターに働く4つの力


ヘリコプターには常に4つの力が働いています。


この4つの力の大きさを変える事により、Helicopter は上昇、前進、降下、後進、さらにはホバリング(空中停止)をすることが出来ます。

 

2. テールローターのある理由


中学生の頃に習った作用反作用の法則を覚えていますか?

今、ヘリコプターのブレードが左方向に回転し始めたとします。そうすると、作用反作用の法則により、ヘリコプター自身(機体)がブレードの方向と逆方向に回転し始めてしまいます 。これをトルク(Torque)と呼んでいます。


このままではヘリコプターは飛べません。そこで、ヘリコプター自身の回転を止め、真っすぐ飛ぶ姿勢を得るために、その回転方向と反対方向の力を発生させるために、テールローターが取り付けられています。また、このテールローターにより得られる力を利用して、左右方向に360°ターンすることも可能です。
   
テールローターはブレードが回転することにより発生するトルクを解消する 目的で取り付けられているため、アンティ・トルク・ローターとも呼ばれています。

 

3.飛行中のローター回転面の動き


ここではブレードに発生した揚力をどのように使用して、ヘリコプターが前進・後進・上昇・降下等を行っているかを説明します。


ヘリコプターは、基本的にローターの回転面を傾けることにより好きな方向に進むことが出来ます。


ホバリング時は、基本的に推力・抗力は存在せず、揚力と重量のつりあいのみで空中停止していることになります。


ホバリングから前進飛行に移るときには、上向きに使っていた揚力の一部を、ローターの回転面を前方に傾けることで、推力として使用し前進できます。また、このとき揚力を変化させる(増やしたり、減らしたり)ことで、前進しながら上昇したり、降下することができます。

同じ理論で、ローターの回転面を傾けることで、ヘリコプターを左右に進めたり、後進させたりすることができます。

4.ヘリコプターのコントロールについて


車を運転するときは、ハンドルで方向を操作し、アクセルとブレーキで速度を調整します。また、スピードメーター(速度計)やその他の計器があります。
ヘリコプターの場合、車に比べれば制御する必要のある数は遥かに多くなりますが、コックピットにコントロールや計器類があり、パイロットは両手・両足を使用して操縦します。

ヘリコプターには以下のコントロールがあります。

AS365N2のコックピット例
  • コレクティブ ・レバー
    機長席(右側)・副操縦士席のそれぞれ左側に位置しています。パイロットはコレクティブ ・レバーを操作することにより、出力をコントロールし、高度・速度を変化させることが出来ます。

  • サイクリック ・スティック
    パイロットは、サイクリック・スティックを傾けると、それに連動し回転しているローター回転面を傾けることが出来ます。前方に傾ければ、ヘリコプターを前方に傾き、ヘリコプターは前進します。パイロットは、サイクリック・スティックを傾けることにより、任意の方向へ機体を進めることが出来ます。

  • ラダー ・ペダル
    コックピットフロアーの左右の足元には、それぞれ 1つずつペダルがあります。このペダルにより、パイロットはテールローターの揚力コントロールが出来ます。先に説明しましたが、テールローターは機体の姿勢を真っすぐに保つためにあります。このテールローターから発生される揚力の大きさを変えることにより、機体を回転させることが出来ます。機体は右ペダルを踏むと機体は右方向へ回転し、左ペダルを踏むと機体は左方向へ回転します。