ヘリコプター(航空機)

作成日：2015/11/02 Mon 20:26:47
更新日：2024/01/10 Wed 18:49:51
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28週後… VTOL カプコンヘリヘリコプター回転翼航空機垂直上昇航空機飛行機

ヘリコプターとは、航空機の形態の一つである。日本語では回転翼航空機と訳す。

▽目次

概要
ヘリの理屈とか原理とか
ヘリの構成要素
ヘリの操縦
エンジンが止まった!さあどうする?
代表的な機種
ヘリコプター弦楽四重奏曲
ヘリコプターがモチーフのキャラクター
関連項目

概要

回転する翼(回転翼)で揚力を発生させ、垂直離着陸を可能とする航空機。
ヘリコプターの意味はラテン語で「螺旋」(Herix)と「翼」(Ptero)を合わせたものだってさ。
なんで略し方としては「ヘリ」より「ヘリコ」の方が合っているとか。
~~だから厳密にはタケコプターという複合の仕方はおかしいとか言わない約束。~~
また中国語では「直昇機」と表記するとか。

垂直離着陸や空中静止(ホバリング)など、固定翼機(普通の飛行機)ではできない芸当が幾つかできるので、TVの取材や人命救助などには非常に便利。
特に人命救助の場合、洪水とか地震とかで滑走路が使えなくなったらヘリの本領発揮。
その一方で固定翼機に比べて燃費が悪い、最高速で劣る(それでも下手な乗り物より速いが)などの難点も抱えている。
また飛行中、近くに非常に激しい騒音と暴風を発生させる。
遥か上空を飛んでいるにも関わらず地上でもそのローター音が聞こえるのだから当然でもあるが、
エンジンを回しながら地上や低空にいる間は数十m程度の距離では大声でなければ隣の人間と会話できず、
また砂地や舗装されていない場所では砂や小石が巻き上げられてまともに目を開けていられず、服やポケットの中が砂利まみれになるほど。
創作等でも描写されている通りヘリの中にいる者は大抵ヘッドセットを着けているが、
理由は単純、ヘッドセット無しでは音がうるさすぎて会話などできないからである。
会話相手など無くてもヘッドセットのノイズキャンセリング無しでは単純にうるさ過ぎて気分が悪くなる。
この性質上、救助のためとはいえ迂闊にヘリを災害現場に向けて飛ばすと助けを求める声までローター音で掻き消してしまうという問題もある。

また当然といえば当然だが、ヘリコ自体の重量も結構あるので軟弱な地盤や建物には着陸できず、
本当の意味で「どこにでも降りられる」訳では無い。
創作ではビルの屋上でもヒョイヒョイ降りて飛び立っているが、
実際にはそれなり以上にしっかりした建物でなければ建物が崩落する恐れもある。
建物やフネに「◯の中にHの字」が描かれた場所（いわゆるヘリポート）があるが、
あれは「ここはヘリコが降りても大丈夫な強度が確保されていますよ」という目印なのだ。
（ちなみに世界最高峰のヘリパイロット集団である米軍ナイトストーカーズ等の軍隊のトップヘリコパイロットは「ヘリが降りられない建物の屋上ギリギリの空中にホバリングして後部ハッチだけを屋上に接地させ、人を乗り降りさせる」という神業をやってのけたとか）

創作物に於いては、滑走路が不要で、垂直上昇から空を飛ぶ事ができる、ある程度の人数や荷物を収容できる、飛行機よりは小回りが利く、空中で静止可能という事で、
『脱出手段』『市街戦での航空戦力』として登場する事が多い。
勿論現実的には高層ビル群の真っ只中でヘリコなど飛ばそうものなら大変な事になるがそこは創作物、
建物の合間を縫ってカーチェイスならぬエアクラフトチェイス、ヘリチェイスを繰り広げる事もままある。

ちなみに某社のゲームソフトに登場するヘリは高確率で墜落することで、ゲームファンの間ではちょっと有名。

ヘリの理屈とか原理とか

翼を持つ飛行機は基本的に、凧と同じように翼の表面を流れる気流を使って揚力を発生させることにより浮上する。
言い方を変えれば主翼にある程度の対気速度が発生していないと浮き上がれない。

だがここで逆に考えてみよう。
「機体が静止状態でも翼だけをなんとかして動かして十分な対気速度を得れば、揚力を起こして浮き上がれるんじゃないか?」
そう、要するに対気速度を得てしまえば揚力を起こせるのだから、動力を使って主翼を動かして「自作自演」で対気速度を発生させてやってもいいのだ。
そういうわけで主翼を機体に固定するのではなく、動力を使ってグルグル回せるようにして「回転して」対気速度を得られるようにする…
というのがヘリコプターの大まかな理屈である。

なに、わかりにくい?
身近なもので例えると、扇風機の風には当然軽い物を吹き飛ばす力がある。そしてこの風を板か何かでガッチリ遮り続けると、今度は逆に扇風機の方が押され始める現象と同じ。これを下向きにして宙に浮く位スケールアップさせたものといえば合っているだろうか。
下向きでゴツくした扇風機なので、使う度にけたたましい騒音や砂埃が舞うのも納得というものである。

ヘリの構成要素

機体

機体は固定翼機のように細長いものよりも、寸詰まり気味となっている場合が多い。
また広い視界を得られるようにするため前面窓が大きめになっていることもよくある。

ローター

ヘリの主翼に当たる部品。
慣用的に「プロペラ」と言われる場合もあるが、機能や機構としてはプロペラとは若干違う。
ヘリコプターはこのローターの回転面の角度を変える(つまりローターの角度を変える)、
或いは特定の場所でのみブレードの角度を変えることにより移動を行う。
シングル、同軸反転、ツイン…等々、様々な種類がある。

テールローター

シングルローターのヘリコプターの尾部に装備されている小型のローター。なんでこんなものが必要なのかというと…
ヘリはローターを回して浮き上がる航空機である。ローターを回転させるということは、当然機体にはそれ相応の反トルク(ローターと逆向きに回転しようとする力)がかかる。
（この力は回転動力を生み出す機械すべてに生じる。感覚的に分かりにくい概念だが、たとえば電動ドリルで固いものに突っ込むとドリルを握る手の方が捻られる事がある。）
つまりメインローター1個を動力で回しただけでは、機体はローターとは逆向きに「あ～れ～」と回ってしまう。
そんなことになったらまずものすごくかっこ悪いし、前進もクソもなくなる。乗員も目を回してしまう。
実際にヘリコプター開発黎明期の記録映像でこの手の失敗をしている物が多数見られる。
ま、要するに現実にタケコプターやロボコンみたいなプロペラ1個「だけ」で飛行するは無理なんである。
そういうわけでその反トルクをテールローターで相殺しているのだ。
テールローターが作る推進力で、機体を回転させようとする反トルクだけを相殺させ安定させているのである。
（じゃあプロペラ1個で飛ぶ昔の戦闘機はどうやってたの？という話になるが、あちらは機体の左右の重量バランスを意図的に偏らせたり垂直尾翼に敢えて反トルク相殺分の角度のズレを盛り込む事で相殺安定させていた。また、二重反転プロペラや双発以上の機体ではエンジン一発毎に回転の方向を左右対にして相殺する方式が早くから採用されていた。）
基本的にはローター翼を露出したままの物が一般的だが敢えて尾部内にローターを仕込む「ダクテッド方式」も有る。この方式は尾部が大きく動力周りの構造も複雑になるが露出させる方式よりも機体の重量バランスが良くなったり静穏化などのメリットも有る。

その他の反トルク対応機構

テールローターは機体の全長を伸ばして邪魔になり、軍用であれば長い尻尾は格好の的。なのでこれを打ち消す方法が色々と考えられた。

空気の噴射で反トルクを打ち消す(ノーローター、略してノーター)
メインローターを二段重ねにし、互い違いに回転させる（二重反転プロペラ）
メインローターを複数備える
- 胴体を前後に伸ばし、縦に2機配置する「タンデムローター型ツインローター」
- 胴体の左右にブームもしくは主翼を伸ばし、左右に2機配置する「サイドバイサイド型ツインローター」
- ローター3機以上の配置
ローターを単体で回転させるチップジェット方式

が、機体が大型化したり機構が複雑で高価になったりするため、スタンダードなテールローター型が今でも主流。
テールローターが無いタイプは「機体後部に近付いても比較的安全」という点からドクターヘリとして使用される事もままある。

エンジン

ローターを駆動するための動力源。
黎明期のヘリにはレシプロエンジンのものもあったが、
今では余程の小型機ではない限りはジェットエンジンの親戚であるガスタービンエンジン(ターボシャフトエンジン)を動力とするのが普通。
また機体側に回転力を発生させる動力源を仕込まずに、
ローターの先端に噴射口やジェットエンジンなどを付けて推力で回転させる「チップジェット」という方法もある。
チップジェットの場合、ローターは機体と独立して勝手に回っているという状態なので機体に反トルクがかからないため、
トルク相殺の機構が不要になるという利点もある。
採用例として有名なのは、ドイツのジェット竹とんぼことトリープフリューゲルや、
イギリスのフェアリーロートダインやパーシヴァル P.74辺りが該当する。
但し燃費や騒音の面で不利なので、実用機ではめったに使われることはない。
(そもそも今のヘリすら燃費や騒音の面ではかなーり残念な面が多いのに、チップジェットなんかにしたら更に悪化する)

降着装置

地上に駐機するときに機体を支える装置。
ヘリはその特性上、地上をわざわざ滑走する必要も(理屈の上では)ないので、「車輪」ではなくただの「ソリ」とする場合も多い。
ただ理屈の上では地上滑走は不要だけど、実際に運用するとなると「とりあえず滑走路までは地上を走行してね」と言われることもあるので、
超低空をホバリングして表面上だけでも「地上走行してまーす」とかやることもある。

ヘリの操縦

ヘリコプターは固定翼機とは異なる特性を持つ航空機であり、コクピットの機器の操作も固定翼機とは異なる部分がある。

サイクリックレバー(コントロールスティック / サイクリック操縦桿)

ヘリの操縦桿(飛行機のハンドル)に当たるレバー。
むちゃくちゃ乱暴にいえば「倒した方向に機体が進む」レバーである。
で、サイクリックレバーを倒した時に何が起こっているのか?

…サイクリックレバーを倒すと、回転中のローターのブレードがある部分に来た時だけ角度が変わる。
な、何を言ってるのかわからねーと思うが俺にもry。
で、「ある場所でだけ」ブレードの角度が変わるっつーことは「その部分だけ」揚力が偏るってことになるので、
それにつられて機体が傾き、進行する。

コレクティブレバー

こちらは「高度を上げ下げするためのレバー」。
これを操作するとローターのブレードの角度が一斉に変わるので、揚力を変化させることにより高度を変えられる。

ペダル

固定翼機のペダルは補助翼を操作して機体の傾きを変えるものであるが、ヘリのペダルはテールローターなどを操作して機体の「向き」を変えるものである。
あと反トルク相殺の調整もペダルで行う。

ここで気づいた人もいるかもしれない。
「あれ?スロットル、つまり車でいうアクセルはどこ行った?」
…ヘリは余程のことがない限りスロットルでエンジンの出力を微調整する必要はないので、あまりいじらなくてもいいのだ。

エンジンが止まった!さあどうする?

ヘリコプターは「回転翼を動力で回転させて揚力を発生させる」飛行機である。逆に言えば、動力が無くなったら揚力を起こせなくなってしまう。
「そ、それってつまり、エンジンが止まったらそのままヒュー、ストンってことか?」

…実はヘリはある程度以上の高度であれば、エンジンが止まっても落下するときの風圧でローターを回転させて揚力を生むことができる。
要するにアレだ、カエデの種が空中でグルグルしながらゆっくり降りていくようなもんである。(え、カエデの種なんて見たことない?)
これを利用して「落下中の風圧でローターを回転させ、地上付近で一気に速度を落とす」ことにより、エンジン停止してもそこそこ安全に着地できる。
『トリビアの泉』でも紹介されたことがあるね。

これは「オートローテーション」といい、ヘリのパイロットには必須のテクニックとなっている。
…但しオートローテーションを発動させるためには結構厳しい条件が要るってことはナイショだぞ?

代表的な機種

OH-6

ヒューズ・ヘリコプター(現ボーイング)製の小型ヘリ。
愛称は「リトルバード」、「フライングエッグ」など。
小さくて軽快なヘリなので軍民問わず幅広く使われた傑作機。(民間向けはマクドネル・ダグラスMD500)
日本では陸自が観測機としてシリーズ累計で300機以上も導入し1969年から2020年まで使用していた。
この導入数は民間仕様なども含め生産を請け負った川崎の総生産数の8割を占めていた。

UH-60ブラックホーク

シコルスキー製の汎用傑作ヘリ。UH-1イロコイの後継機。映画の題名になったこともある。
なお米軍ではヘリコプターの命名則は基本的に「ネイティブアメリカンの部族名」となっている。
日本では航自・海自では救難ヘリ、陸自では多用途ヘリとして導入された。
陸自ではUH-1の後継機にする予定であったが単価が高かったためハイローミックスする計画に変更された。
空自では空中給油能力を持たせた改修機が存在している。
海自では救難用以外にもUH-60をベースに哨戒機の能力を持たせたSH-60も導入している

AH-64アパッチ

ミサイルなど武装満載のマクダネル・ダグラス製の攻撃ヘリコプター。アパッチってカッコイイよな!な!
大きくわけでA～Cまでのアパッチ、D以降のロングボウに分類される。
外見上の違いはD以降は名前の由来でもあるロングボウレーダーがローター上部に装備されているが、一部輸出型ではオミットされている。
自衛隊でもAH-1の後継機として導入決定したが諸事情によって僅か13機で打ち止めとなった。
なお高高度は飛べないのでレーダー察知や対空兵器を喰らいやすく、
かといって低空飛行だと歩兵すら対空兵器をポンポン繰り出す時代で危険極まりない上に操作や姿勢制御の関係で攻撃が難しい情勢。
過去に戦車不要論の一要素になっていた敵歩兵や戦車への攻撃性能・威圧感は変わらず評価されているが、生存性（生還確率）・運用の課題・コストを考えると厳しい時代になってきている。

V-107/CH-46

ボーイング・バートル製のタンデムローター式大型ヘリ。
日本では「しらさぎ」という愛称を設けたが専らメーカーである「バートル」の名前で呼ばれる事が多い。
全ての自衛隊で導入され空自では救難ヘリとして運用されたが後継機に前述のUH-60が選ばれ徐々に姿を消していった。

CH-47チヌーク

V-107の後継機。アメリカ軍の輸送ヘリコプター。登場から60年を経てもこれを置き換えるモデルが出てこないという西側大型輸送ヘリの大御所。
陸自でもV-107の後継機として導入され貴重な大型輸送ヘリとして運用されている。
空自ではレーダーサイトなどの陸路での輸送任務が難しい基地への輸送機として運用されている他、体験搭乗できる機体として頻繁に利用されている。

OH-1ニンジャ

川崎重工製の国産観測ヘリコプター。
宙返りにバレルロール、90度近い角度での上昇など、「ヘリってなんだっけ…」と言いたくなるような動きをすることで有名。
しかし事故でローターに問題があることが発覚し飛行停止、更にエンジンにも不具合が見つかったことから更に飛行停止が延長してしまった。
ガールズ＆パンツァー劇場版にもちょっとだけ登場。

ミルMi-12

旧ソ連製の世界最大のヘリコプター。左右の主翼の上にローターを設置したサイドバイサイド型ツインローター式ヘリ。
「主翼」や垂直尾翼を備えている事や太長い胴体と相俟って、見た目はほぼ飛行機である。
積載量40tってあんた本当にヘリコプターか!?
残念ながら量産はされず試作止まり。

ミルMi-24"ハインド"

旧ソ連製の攻撃ヘリコプター。特にD型が有名。2つの丸いキャノピーが特徴的だが、初期型のA型の頃は四角かった。
戦闘ヘリとしてはかなりの大型機であり、豊富な武装と頑丈な機体、高い輸送能力を兼ね備えている。
ソ連・ロシアの戦闘ヘリとしては屈指の有名所であり、創作での出番も多い。

ミルMi-32

旧ソ連のヘリコプター。計画止まりで実機は建造はされていない。
見た目は一言で言えば「空飛ぶトライアングル」。本当にプロペラが3つ付いたトライアングルとしか言いようが無い。
ヱヴァンゲリヲン新劇場版:序と同じく破にて少しだけ登場している。

カモフKa-50

旧ソ連製の攻撃ヘリコプター。
二重反転ローター式戦闘ヘリの代表例の一つ。
現状はアパッチと似たような状況で、大きな脅威として君臨しているが人も含めたコストが高いという問題を同じく抱えているとされる。

ヘリコプター弦楽四重奏曲

さて、ヘリコプターという飛行機について語る上でぜひとも語っておきたい音楽がある。
そのタイトルは「ヘリコプター弦楽四重奏曲」。
作曲者はカール・シュトックハウゼン。オペラ「光」の中で演奏される曲の一つであるわけだが、この曲の誕生に関してはこんな逸話がある。

オペラ「光」の劇中曲の作曲を頼まれたシュトックハウゼン、だが伝統的な音楽には少し飽きていた。
しかしある時かれはこんな夢を見た。

音楽家がヘリコプターに搭乗し、上空を旋回しながら演奏しているという夢を。

シュトックハウゼン「その発想はなかった」

…というわけでその夢を「現実」にしてみた結果がこれだよ！！！
どうしてこうなった…。

そう、「演奏者がヘリコプターに搭乗し、上空で演奏を行う」というぶっ飛びすぎる曲なのだ。

編成は、バイオリン×2・ビオラ×1・チェロ×1・ヘリコプター×4でお送りします。
もちろん、演奏者以外にもヘリパイやミキシング担当の技師も加わる、何気に大掛かりな曲である。

演奏者がヘリに搭乗して演奏するという特性上、演奏は会場に「中継」されることとなる。というか、そうしなければ聞くことが出来ないのだが。

最初に演奏した演奏者曰く「自分の演奏している音が聞こえないという不思議な感覚に包まれた」そうである。

ヘリコプターがモチーフのキャラクター

キリがないので、マットジャイロやバリブルーンのような意志を持たないヘリコプターそのものは割愛する（人間型等に変形するものは記載）。

アニヲタWiki(仮)

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