ヘリコプターの操縦装置

ヘリコプターの操縦と飛行状態

ヘリコプターは、複雑な操縦装置とローターシステムによって飛行を制御します。本稿では、ヘリコプターの操縦装置、飛行状態、そして様々なローターシステムにおける操縦方法について詳細に解説します。

操縦装置

ヘリコプターの主要な操縦装置は、サイクリック、コレクティブ、アンチトルク・ペダル、そしてスロットルの4つです。複雑な機種では、これらの操作を統合するミキシングユニットが搭載されている場合もあります。小型機では、ローター速度をパイロットが手動で調整する必要があるため、手動スロットルも操縦装置として扱われますが、ガバナーを搭載した機種では、ローター速度は自動制御されます。

サイクリック

サイクリック・スティック（または単にスティック）は、メインローターのブレードの迎え角を周期的に変化させ、ヘリコプターの移動方向を制御します。ホバリング時は前後左右の移動、前進飛行時は機体の傾斜や機首の上下動による飛行軌跡の変更に使用されます。スティック操作によって、各ブレードの揚力が回転位置に応じて変化し、ヘリコプター全体が傾き、所望の方向へ移動します。この操作には、位相遅れと呼ばれる現象が関係しており、これはローターシステム固有の振動特性によるものです。

コレクティブ

コレクティブ・レバーは、全てのメインローターブレードの迎え角を同時に変化させ、ローター全体の揚力を調整します。これによってヘリコプターの上昇・下降や加速・減速が行われます。水平飛行では高度の変更、機体が傾いている場合は加速にも影響を与えます。CH-47チヌークのようなタンデムローター機では、スラストコントロールとして、2つのローターを個別に制御することで同様の効果を得ます。

アンチトルク・ペダル

アンチトルク・ペダルは、テールローターの推力を制御し、ヘリコプターの機首方向（ヨー）を調整します。固定翼機のラダーペダルと同様の役割を果たし、機体の向きを制御するのに用いられます。

スロットル

スロットルはエンジンの出力を制御し、ローターの回転速度を維持します。ピストンエンジン機ではパイロットが手動で調整する必要がある場合が多いですが、タービンエンジン機や一部のピストンエンジン機では、ガバナーが自動的にローター速度を調整します。

飛行状態

ヘリコプターには、ホバリング、前進飛行、オートローテーションといった主要な飛行状態があります。

ホバリング

ホバリングは空中で停止した状態です。ヘリコプターは動的に不安定なため、パイロットは常に操縦装置を操作して姿勢と位置を維持する必要があります。サイクリックは水平方向のずれ、コレクティブは高度、アンチトルク・ペダルは機首方向の制御に使用されます。これらの操縦装置は相互に影響し合うため、高度な操作技術が必要です。

前進飛行

前進飛行では、サイクリック、コレクティブ、ペダルの操作によって飛行軌跡を制御します。サイクリックは機首の上下動と速度、コレクティブは高度の調整、ペダルは機体のバランス調整に使用されます。操作方法は固定翼機と類似した部分が多く、パイロットはこれらの操作を組み合わせて高度と速度を制御します。

オートローテーション

(オートローテーションの説明は省略。本文からは説明がありませんでした。)

差動ピッチ制御

二重反転式ローターやタンデムローター、サイドバイサイドローターなど、複数のローターを持つヘリコプターでは、ローター間のピッチ角を差動させることで機体の姿勢を制御します。

二重反転式ローター

同軸上に配置されたローターが反対方向に回転する二重反転式ローターでは、ヨー制御は、回転方向の異なるローターのコレクティブピッチを調整することでトルクの不均衡を作り出し行われます。

タンデムローター

機首と尾部にローターを持つタンデムローターでは、コレクティブピッチの差動によってピッチ姿勢、サイクリックピッチの差動によってヨー制御が行われます。前進時にノーズを下げるには前方ローターのコレクティブを減らし、後方ローターのコレクティブを増やすことで、重心周りの回転を生み出します。

サイドバイサイドローター

横にローターを持つサイドバイサイドローターでは、コレクティブピッチの差動によってロール姿勢、サイクリックピッチの差動によってヨー制御が行われます。

本稿では、ヘリコプターの操縦装置と飛行状態を詳細に解説しました。ヘリコプターの操縦は複雑で高度な技術を必要としますが、本稿がその理解の一助となれば幸いです。

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