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ヘリコプターの仕組み



ヘリコプターとは、機体中央上部にあるメインローター(回転翼)を回転させることにより、揚力と推力を生じさせて飛行する航空機の一種で、回転翼航空機に分類されます。飛行機のように滑走路などの広大な場所がなくても離着陸でき、前後、左右、上昇下降、垂直上昇下降など機動力に富んだ動作が可能なことから、救助や報道、輸送などを目的として様々な場面で活躍しています。

ヘリコプターを動かす4つの力

ヘリコプターを動かす4つの力

ヘリコプターには、「揚力」という機体を上方へ引っ張り浮き上がらせようとする力、「推力」という機体を前進させようとする力、「重力」という機体を下に引っ張ろうとする力、そして「抵抗」という機体を後方へ引っ張ろうとする4つの力が働いており、これらの力の加減により空中で様々な動きをすることができます。特にホバリングと言って空中での停止飛行が可能なことも、ヘリコプターの特徴のひとつです。

動きの原理

ヘリコプターの動きのメカニズムを紹介しましょう。「推力」を機体の「抵抗」よりも大きくすることにより機体が前進し、その逆の力関係になるとバックします。これにより、「前後」に動くことができます。

「上昇下降」はホバリングの状態などからメインローターの回転面を前方へ傾けることにより、「揚力」の一部が「推力」へと移り変わり、前進しながらの上昇が可能になります。この「揚力」の増減により、前進しながらの降下も可能です。

「左右」の動きは、上昇下降の原理と同じようにメインローターの回転面の角度を変えることで、左右に動くことができます。また、「垂直上昇下降」の動きは次のような操作で可能になります。発生する「揚力」を機体重量よりも大きくすることによって機体を垂直に浮き上がらせ、上昇します。下降の場合は、「揚力」を「重力」よりも小さくすることで実現します。「ホバリング」の場合は、前後の力である「推力」や「抵抗」は存在せず、「揚力」と「重力」の上下のつり合いを取ることで空中停止を行ないます。

テールローターの働き

テールローターは、機体後方にあるローターなどを指します。このテールローターは、「カウンタートルク」を打ち消す役割を持っています。トルクとは、メインローターが回転することにより、それとは反対の方向へ回転する力のことで、これを打ち消す力が働かない場合、機体はまっすぐな体制を保つことができず、メインローターとは反対の方向へと回転してしまうことになります。ヘリコプターがまっすぐに飛行できる理由のひとつに、このテールローターの働きが挙げられます。