なぜヘリコプターは飛べるのか?内部構造と仕組みを解説!

 

【書き起こし】【10分で分かる】ヘリコプターの仕組み

(00:03) 今日はせいろです 皆さんはなぜヘリコプターが飛行できるの かご存知でしょうか ヘリコプターは現在さまざまな用途で使用 されています 軍事用で当たりテレビ中継用の ヘリコプターであったりさらには近年では 急病人を運ぶためのドクターヘリなんかも 有名です ヘリコプターの歴史ま去年3席ヨーロッパ におけるレオナルドダヴィンチのスケッチ が有名なようにアイデアとしては中世から ありました 実際に現在のようにパイロットを乗せ ローターを使って地上を離れたのは 21世紀になってからのことです 今回は損なヘリコプターがなぜ飛ぶことが できるのかということにフォーカスして いきます ヘリコプターの飛ぶ仕組み ヘリコプターは空を自由自在に飛びさらに は空中でホバリングすることも可能な非常 に便利な乗り物です 何故このような飛行ばできるのでしょうか ヘリコプターの上部に大きな回転翼があり この改定よくのことをローターと言います
(01:10) この回転翼の角度が重要なポイントです 角度が0度つまり水平の場合は上向きの力 である両力は発生せず機体が浮き上がる ことはありません ブレードの角度を変えて行革を大きくして いくと揚力が発生します しかしある角度を過ぎると提携の力は揚力 を上回り翼の角度が90度直角になると また揚力は発生しなくなってしまいますぺ リコプターのブレードは行革を兄に今 トロールすることによって上昇する際には ブレードの仰角んを大きくし逆に加工する ときには水平に持っていくことで硬化する のです 名としてはだけトンボの翼の部分を考えて いただければ想像しやすいと思います 竹とんぼの回転翼の部分には角度がつけれ ています 竹とんぼは角度がついた回転翼が回転する ことで揚力つまりは浮き上がるのです ヘリコプターが前進したり空中に留まる ホバリングができたりすることにもメイン
(02:16) ローターの回転面の角度が大きく関わって います メインローターの回転面を前に傾けると力 が働く方向がやや後方に向き前に進むの です そのためメインローターを前に傾けると いうことはヘリコプターの姿勢を前に倒す ということになりますつまり運転席側が下 を向くような形が全身体制ということに なります テールローターの働き ヘリコプターの構造として欠かせないのが テールローターです テールローターがないとブレードが回転し た際に作用反作用の法則により機体が ブレードの回転方向と逆方向に回転して しまいます メインの大きなローターと垂直に設置し 機体が回転してしまう力ではるトルクを 打ち消す役割です 一般に支流のシングルローター式と呼ば れるヘリコプターはメインの大きな ローターとテールローターがセットになっ ています 一方でテールローターがないタイプの ヘリコプターも存在します
(03:20) このタイプはベールローターの代わりに 空気を吹き出して姿勢を制御しています 同じ大きさのローターを2基装備する ツインローター式というタイズもありこれ はメインローターと同規模のローターを逆 回転させることで姿勢を保ちます よく映画のシーンデイテールローターを 損傷しヘリコプターがくるくると回り ながら墜落するシーンがありますが実際に テールローターがん何らかの理由で動か なくなるとヘリコプターは同じような挙動 を示します ヘリコプターの最高速度 テクノロジーの進化とともに乗り物の性能 は良くなるというのが一般的ですね ヘリコプターの最高速度については実は それほど進歩していないのです ヘリコプターが軍事的に本格運用されたの はベトナム戦争からと言われていますが 当時から現代に至るまで巡航速度は時速 200キロから250キロ前後 最高速度は時速300キロ前後でほとんど 変化がないそうです
(04:24) ヘリコプターが前に進むためにはメイン ローターを傾ける必要がありますがよく 考えてみるとヘリコプター自体は前に進む ための推力を発生させる装置を持っている わけではないのです エンジンの推力をすべて前に進む為に使う 航空機と一部しか前に進む為に使えない ヘリコプター そこに大きな違いがあります このことはエンジンをパワーアップさせれ ば単純に速くなるわけではないことを示し ています 現在実用化されている中で最高速度の上限 は時速300キロ程度 理論値でも時速400キロ程度が限界で あり航空機とはかなりの差があります 各部ごとの作用ローターヘッド トランスミッション ヘリコプターにとって重要部品がローター ヘッドとトランスミッションです ヘリコプターは飛行するために回転する ローター全体での迎角の変化と1回転する 中での周期的な6改革の変化の両方が必要
(05:29) でありローターヘッドと トランスミッションは事情24ユニット です ローターヘッドは回転するローター ブレードがとリスク軸の部分でその 取り付け部にはローターブレードが回転 する際に発生する遠心力がかかります さらには機体の重量を支える部分でもあり さまざまな方向から強い力が加わる部分 です ヘリコプター用トランスミッションは キャビンの上部に据えられたまざまな複雑 な役割をこなしています まずはエンジンの-力をメインローターと テールローターに減速して伝える役割です その他にメインローターで発生するよう力 を期待に伝えず威力とそれに反する効力を 受け止めるなどの役割を打っています このようにローターヘッド トランスミッションはヘリコプターにとっ て非常に重要度が高いユニットです ちなみにエンジンは排気ガスでタービンを 回して回転力を得るタイプが用いられます これからのヘリコプター
(06:33) これからのヘリコプターとしてまず目指す のはヘリコプターの高速たです 有名なものとしては軍用機のオスプレイに 用いられるキルドローター方式でローター の角度を離着陸時には上向きに水平飛行で は前向きに変化させるタイプです メリットは飛行時にはローターを前方に 向け プロペラ機のように飛ぶことができること でこれが速度アップの大きな要因です 速度だけでなく半分プロペラ機となるため 航続距離の増加も大きなメリットです しかし一方で垂直飛行から水平飛行に移行 する際のコントロールの難しさと ホバリング性能の低下です これはローターの角度を変化させる際に 機体の姿勢制御が難しくなる点に起因し ます 次世代のヘリコプター開発という点では jaxa が研究を進めるコンパウンド ヘリコプターも有力候補の一つです了力を 発生させるメイン daughter と 高速水平飛行のための水深プロペラを 併せ持つ方式で外見的にはヘリコプターと
(07:40) いうよりも航空機に近いフォルムです 小型の主翼と電動のアンチトルクプロペラ を備え飛行時のスピードと姿勢制御の両立 を目指したものとなっていますフェリ コプターの形は 1940年代の シコルスキー vs 300によって確立 されたメインローターとテールローターと いうスタイルかなそれほど変わっていませ ん 今航空技術の言及者たちがヘリコプターの さらなる性能アップを目指して新たな スタイルを継承しておりもしかすると ヘリコプターの主流の形が大きく変化する 日も近いかもしれません まとめ ここまでヘリコプターがなぜ飛行できるの かというテーマでお話ししてきましたが いかがだったでしょうか ヘリコプターというアイデアは中世だけ トンドについて古代中国でもあったそう です そういった時代から現在の形になり様々な 形で利用され始めたのが 1960年代あたりからです 空中でホバリングできるという利点は軍事
(08:45) 連で考えると非常に大きなメリットであり 物資や人員の輸送あるいは地上への攻撃 などさまざまな部分で活躍しました もちろん民生分野でも人の輸送や撮影など 大活躍しています ヘリコプターの進化という意味では現在 新たな形が模索されています 現在の形では最高速度が理論的に限られる という部分で打破するためには大きな形の 変化が必要です より速くより遠くへという部分を追求する のは乗り物の改良の宿命です ヘリコプターがどういった進化を見せるの か楽しみにしていきたいところです それでは最後に質問です 皆さんはヘリコプターの飛行原理について どのように思いますかぜひ皆さんの コメントお待ちしております 最後までご視聴いただきありがとうござい ました この動画が良かったらチャンネル登録 コメントよろしくお願い致します それではまた次の動画でお会いしましょう

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00:00 intro
00:51 ヘリコプターの飛ぶ仕組み
02:42 テールローターの働き
03:54 ヘリコプターの最高速度
05:10 各部ごとの作用『ローターヘッド・トランスミッション』
06:30 これからのヘリコプター
08:18 まとめ
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