オートローテーション

オートローテーション：ヘリコプターの緊急着陸技術

ヘリコプターがエンジン停止などの緊急事態に遭遇した場合でも、安全に着陸するための技術をオートローテーションといいます。これは、メインローターがエンジンの動力ではなく、空気の流れによって回転し続けることを利用した高度な操縦技術です。まるでオートジャイロのように、ローターが空気の力で回り続けることで、制御された降下を可能にします。

オートローテーションの仕組み

通常飛行時、ヘリコプターのメインローターはエンジンによって回転しています。しかし、エンジン停止時には、フリーホイール機構という特殊なクラッチが作動し、エンジンとローターを分離。これにより、ローターは自由に回転できる状態になります。その後、ヘリコプターが降下することで、ローターの下から上へと空気が流れ込み、ローターブレードを回転させ続けます。この空気力学的な現象とフリーホイール機構によって、制御された降下が可能になるのです。

この技術は、単発エンジンのヘリコプターにとって特に重要です。型式証明を得るためには、オートローテーションによる安全着陸能力が必須条件となっているほどです。

オートローテーションの歴史

オートローテーションという用語は、ヘリコプター開発初期の1915年から1920年頃にはすでに使われていました。その歴史の中で、最も有名な事例は1972年にジーン・ブーレがアエロスパシアル・ラマで達成した、高度12,440mからのオートローテーションによる安全着陸でしょう。極低温下でのエンジン停止という厳しい状況下において、この技術が命を救ったのです。

オートローテーションの実施と着陸

オートローテーションは、エンジン故障やテールローター故障、ボルテックス・リング・ステートからの回復など、様々な緊急事態に対応するために用いられます。着陸の成否は、オートローテーション開始時の高度と速度に大きく依存します。

パイロットは、コレクティブ・ピッチ（ローターブレードの角度）を調整することで、降下率をコントロールします。降下速度は、対気速度によって変化し、最適な対気速度が存在します。この速度はヘリコプターの種類や重量、高度、気象条件などによって異なるため、パイロットはこれらの要因を考慮した上で操縦する必要があります。

着陸時には、ローターに蓄えられた運動エネルギーを利用して衝撃を緩和します。そのため、極端に高いまたは低い速度での着陸は危険を伴います。最適な滑空角は通常17～20度とされています。

オートローテーション領域

ローターディスクは、被駆動領域、駆動領域、失速領域の3つの領域に分けられます。それぞれの領域の大きさは、ブレードのピッチ角、降下率、ローター回転速度によって変化し、これらのバランスがオートローテーションの成否を決定づけます。パイロットは、コレクティブ・ピッチの調整を通じてこれらの領域のバランスを制御し、ローター回転速度を維持します。

被駆動領域はローターブレードの先端部にあり、大きな抗力を発生させます。駆動領域は、オートローテーションに必要な揚力を発生する領域です。そして、内側の失速領域では、ブレードが失速し抗力を発生します。これらの領域の相互作用が、ヘリコプターの降下とローターの回転を制御しているのです。

ブロークン・ウィング賞

アメリカ陸軍では、緊急事態においてオートローテーションを成功させた隊員に「ブロークン・ウィング賞」が授与されます。これは、優れた操縦技術と機転によって、危機的状況を乗り越えたパイロットの功績を称える名誉ある賞です。

まとめ

オートローテーションは、ヘリコプターパイロットにとって必須の技術であり、その習得には高度な訓練と深い理解が求められます。この技術は、緊急事態における安全着陸を可能にし、多くのパイロットの命と航空機の安全を守ってきました。今後も、ヘリコプターの安全性向上に大きく貢献する技術として、その重要性を保ち続けるでしょう。

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