ヘリコプターの騒音はなぜバタバタ音なのでしょうか

質問

昨日、夜中にヘリコプターが上空を通過しました。
寝てる時は不思議なもので、余計な事を考えてしまいます。
ヘリコプターのプロペラは扇風機のように一定に回転してると思いますが、どうしてバタバタと聞こえるのでしょうか？
まさか、単気筒バイクエンジンと同じ原理で排気音がバタバタと音が出ている訳でないですよね。
排気音とプロペラの回転が重なって、波長がそうなるのでしょうか。

シルベスタ・スタローンの映画で、ヘリが救助に来るときの
あのエンジン音です。

回答No.7

kozaiku · ベストアンサー

飛行中のヘリコプターを真上から見た図をイメージしてください。
回転翼は時計回りに回転しているものとします。

機体の左側では回転翼は進行方向に、機体の右側では回転翼は進行方向逆に進んでいます。
つまり左側では回転翼は（回転翼のスピード＋機体の飛行速度）で空気を切り裂いています。
一方、右側では回転翼は（回転翼のスピード－機体の飛行速度）で空気を切り裂いています。
（対気速度）

さらに左側だけを詳細に見ると、回転翼が時計９時の位置（左９０度）にあるときは回転翼の対気速度は（回転翼のスピード＋機体の飛行速度）です。
しかし８時や１０時の位置では、機体が前進する際の向かい風に対して回転翼は斜めに進むため回転翼の対気速度は（回転翼のスピード＋機体の飛行速度）より小さくなります。
さらに６時や１２時の位置では横風、機体右側に至っては追い風になります。

つまり回転翼は一定の速度で回転しているにもかかわらず、対気速度は速くなったり遅くなったりを繰り返しているのです。
飛行中（前進中）でなくても風が吹いていれば同じことです。

で、バタバタ音ですが、これは回転翼が９時位置を通過した際、対気速度が増大し最大になって、その次の瞬間に減少に入る瞬間に発生する回転翼前面の圧力の急激な変化によるもの…
と私は考えています。（私見ですm(_ _)m)

回転する扇風機の羽根に思いっきり息を吹きかけるとバタバタ音が出ます。相当強く吹きかける必要がありますけど。

お礼

細かく説明いただきありがとうございます。
読んでるあいだ、脳内コンピューター使用率100％です。
ごもっともでございます。
ついでに、お聞きしますと、
No2さんの「２，３，５，６枚のローターでは聞こえないんです」
これの説明はできますでしょうか？たぶん、互いの音を打ち消しあっているのでしょうけど、難しいですね。
ありがとうございました。

回答No.6

Sasakik

イメージとしては、「メインローターで空気を叩き落とし、その反動で上昇している」というところでしょうか？その叩かれた空気の発生する音ではないでしょうか？（扇風機は空気を流しっぱなしだし、何よりも自分自身を動かすほどの強力な風を起こすことは出来ませんからね）

エンジン音は、レシプロ機（農薬散布なんかのロビンソン機など）は車のガソリンエンジンと同じ音ですし、タービン機（いわゆるジェットヘリ）は、キーンといった音になるはずなので、小排気量の２ストエンジン（少なくとも夜に飛べるヘリではあり得ないでしょう）だったら兎も角、すべてのヘリのエンジンそのものからバタバタと言うことはないでしょうね。

＞静粛性を求めたノーター機
静粛性よりも、テールローターが無いことによる安全性の向上（不用意に人が近寄ってもテールローターに触れることがない）、脆弱性（テールローターの損傷による墜落：ジャングル戦、市街戦では墜落原因の上位）がメインだったようです。副次的産物として、低騒音化、排気に冷えた空気を混合することによる赤外線スペクトルの減少（IRH対空ミサイル対策）に有効であったようです。

ところが、そこそこ売れていたノーターヘリですが、開発に熱心だったMDがボーイングに吸収合併された際、MDヘリはベル社に吸収されたのですが、ベルはノーターヘリについては技術の継承を受けません（拒否した模様）でした。
それは、ノーター化によるメリットよりも性能低下が大きかったためのようです。

具体的な例としては、アメリカ陸軍最高のヘリコプター強襲部隊「ナイト・ストーカーズ（コンパスと六分儀だけの60分の飛行で30秒以内の誤差しか許されない凄腕集団）」が、一度は配備されたノーターヘリを数年で、同型の通常型ヘリ（キラーエッグ）に更新した（戻した）事実があります。

ついでに、「テールローター」型の他にボーイング（旧バートル）が得意とする「タンデムローター」型、重輸送ヘリにごく稀に見られる横2連の「サイド・バイ・サイド」、アメリカのカマン得意技、2連ローター軸が接近してローターが交差して回転する「シンクロメッシュローター（交差反転）」型、ロシアのカモフの定番、1つの軸で2つのローターが反転する「同軸反転」型というモノがありますね。

お礼

ヘリについての情報をありがとうございました。
「同軸反転」型もTVで見たときがあります。
ヘリっていろんな種類があるんですね。
勉強になりました。

回答No.5

1stTeam

あれはメインローターとテールローターそれぞれが起こす風によるもの
だと理解しています。
　実際どれだけ静かなのかは知りませんが、静粛性を求めたノーター機と
いうのもあるくらいですから。

お礼

ノーター機、初めて聞きました。
こうゆうタイプもあるんですねーー。
ということは、この機はバタバタしないのかな～。

風だけであの音はすごいですね。
ありがとうございました。

補足

気付いたのですが、みなさんの回答だとエンジンの音は関係ないのでしょうか？私はエンジン音が風によって変音されてると思ってました。

回答No.4

foobar

思いつくものをあげてみると
・主ロータの羽がボディの上を通過するときに、羽が吹き降ろす風が、ボディに当たる音
・主ロータの回転に伴って、ロータの端から後方に渦ができます。この渦と、副ロータ等にあたって起きる音
・主ロータの羽は一回転中に角度などが変化しています。この変化に伴って、羽の吹きおろしかたが変わります。そのためにでる音

お礼

回答ありがとうございます。
ヘリに乗ったことないのですが、乗ってる人はもろにバタバタの音源の中にいることになるんでしょうね。
うるさそうです。

回答No.3

outerlimit

排気音は関係ないつもりの仮説です

自分に向ってくる風切音と自分から遠ざかる風切り音の干渉
ドップラ効果も関係しているかも

お礼

あらら、排気音は関係なしでプロペラのが出す音だけだったのですね、
勘違いしました。
ドップラー効果調べてみました。
http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/nakaniwa/keisoku/doppler.htm
この説明は、私の頭でも分かりやすかったです。
ドップラー効果が関係してますね!!

回答No.2

debukuro

あれねェ
２，３，５，６枚のローターでは聞こえないんです
なぜか4枚ローターでパタパタ音が大きいんです
それとバートル型もパタパタ大きいですね

お礼

昨日、頭上を通過したのは4枚羽根のヘリだったってことですね。
バートル型、初めて聞きました。2連型の呼称ですよね。
ありがとうございました。

回答No.1

outerlimit

推測ですが

旋回翼の回転による風切音の干渉なのでは

3枚羽根であればある場所から見て、羽根が近づいてくる・横方向・遠ざかる

羽根の前方では空気が圧縮され後方では拡散される　この粗密が干渉してパタパタ音になるのかと

回転翼の回転速度や羽根の数で音の間隔が変われば証明になるように思います

お礼

早速の回答ありがとうございます。
んんん～、私の脳内コンピューターが解読に時間がかかりました。
バタバタ音と回転速度が同じ周期だと私の脳みそでも分かるのですが、
排気音の一定のボーーーと、風切音の一定のシャーーーが重なると、
バタバタになるのかいまいち不思議です。
（ボーとシャーは例えばの音です）