ヘリコプターの急降下と急上昇について

質問

普通のヘリコプターで地上200m程度の高さで静止して、その後垂直に急上昇または、急降下する場合どのくらいのスピードで上昇、降下できますか。

単位がわかりません。毎秒○○メートルなのか、時速○○キロなのか。
静止状態から急上昇、急降下する場合と、継続的に上昇、降下する場合はまた条件が異なると思いますが、・・・。

素人には全く想像もつきません。常識的な回答でもかまいません。
教えて下さい。

回答No.4

joshua01 · ベストアンサー

こんにちは。追加のご質問をいただいていましたね。
私も実際の機材を扱ったことがなく、自信がないのですが、どうやら、次のような状況をイメージすれば良いようです。

まず、「クラッチ」とは、おっしゃるように、概ね自転車の一方向クラッチをイメージしていただいて間違いないですね。これにより、エンジンの回転が極端に下がったり停止した場合、ローターは、もとと同じ方向であれば自由に回ります。

　オートローテーションとはこの状態を利用して滑空します。適度に高度を下げ、その降下の勢いを使って前進し、その際に前から来る風を使ってローターを回転させ、揚力に変換します。
（実はこの部分の理屈はちょっと難しいようです。ある意味で、ローターの前方下面から風を受け、その際に見かけ上風に逆らう方向にローターを回転させるので、帆船が帆の角度を工夫して向かい風の方向に走るような原理とのこと。もちろん船の場合、進行方向と風の角度は多少ずれる必要があり、完全に逆らっては走れません。）

　こちらも正確なデータはないのですが、ある機種ではオートローテーション時の前進速度を時速約１１０Kmに維持するように機体やローターの角度を調整するよう指示されています。この際の真下への速度（降下率）はわかりませんでしたが、航空機の滑空比（１ｍ落ちる間に何m前に進むことができるか）が２０くらいであることを参考に考えると、正面に時速１１０Kmであれば、下向きの速度は時速５Kmくらいであり、多分、妥当なところでしょう。
　もっとも、着地の瞬間は正面に時速100km以上出ていてはそれだけで危険なので、最後の瞬間はローターを思い切り上向きにして風を受け、前進速度を極端に下げますが、このエネルギーでローターの回転数を上げることができるため、エンジンが回っているときと何ら変わらない静止状態に近い静かな着地が可能とのこと。

遅くなってすみませんでしたがいかがでしょうか。

お礼

白鳥などの大型の鳥が着水するイメージでしょうか。

目からうろこです。

回答No.3

noname#26663

既に明回答がありますので。

メインローターにはフリーホイールクラッチが付いていますので、エンジン回転を下げてもダイレクトには回転が下がりません。

この為、メインローターのピッチ（迎え角）を下げて降下になります。
（揚力ゼロじょーたい。）

でも、相当落ちそうです。＾＿＾；
（迎え角度ゼロ。コーニング角をいっぱいまで上げる）＾＾

多分、
このデーターは無いと思います。＾＾

補足

有難うございます。「フリーホイールクラッチ」のことは、初めて聞きました。素人ですのでよくわかりませんが、機能とすれば、自転車のチェーンと後輪のギアとの関係に似ているのでしょうか。つまり、ペダルを止めても、ギアがはずれた常態で後輪は回り続けます。
これと同じでしょうか。

回答No.2

joshua01

こんにちは。
　この種のご質問はマニアの皆さん（私も含めて）がたくさん回答されるかと思っていたのですがなかなか集まりませんね。

　次のような回答ではいかがでしょう。
確かに、特に「普通の」というご質問はなかなか答えにくいですが、「大体の桁で・・」とのご質問として考えてみます。

　上昇の速度については「上昇率」が使えるでしょう。
例のひとつとして、ユーロコプター社NH90という機種で「毎分５２２ｍ」という数字がありました。時速にして約３０Kmですから結構な速度で真上に行かれるのと考えていいでしょう。
　ただし、この機種は輸送ばかりでなく戦闘用にも利用されるもので、結構な武器装備をつけて動き回ることも想定しているものなので、結構な上位ランクです（おまけに空荷の状態の数字）。
　遊覧飛行用などで使われるものは例えばこの１／３～半分以下を想像すると良いでしょう。
　また、ヘリは空気が薄くなるとてきめんに上昇力を失うので、高度３Km～４Kmであっぷあっぷです。
（空気力学の仕組みからローター（プロペラ）を速く回しても浮力にならない限界があるので浮いているのがやっと。この点、翼のある飛行機は、エンジンからの噴射さえあればどんどん速度を上げて翼の浮力を維持できるので旅客機だって１５Kmくらいまで上がれます）

　さて、降下速度ですが、いわば、「落ちていく」ので、高いところから落ちるならいくらでも速くなる・・・というところでしょうが、実際には水平状態で落っこちる場合は胴体もローターも空気抵抗になるので限界がありますね。（エンジン故障の場合は、オートローテーションと言って、この空気抵抗を上手に使ってローターを回し、「滑空」します）
　データが見つからないのですが、直感的に時速で100km以上は難しいでしょう（ちなみに人間がスカイダイビングするときは姿勢を正しても最高時速200kmくらいで、空気抵抗のためにこれ以上は上がらない）。
　軍用ヘリの一部では、宙返りや背面飛行をするためにローターを逆ピッチ（風を上向きに吹かせるようにする）機能もありますので、これを使えばもちろんさらに速くなります（落ちるより速い）が、現実的ではないかと。

さてさて、ご質問の主旨に合っていたでしょうか。
お役に立てば幸いです。

補足

ありがとうございました。よくわかりました。
ついでに、もうひとつ教えて下さいませんか。
オートローテーションというのは、初めて聞きました。言われるとごもっともです。この場合のスピードはどのくらいでしょうか。

回答No.1

Scull

ヘリコプターによって性能が違いますので「普通のヘリコプター」では回答できかねます。

基本的には自重、貨物（乗員）搭載量、エンジン出力、ローターの形式・形状などで変わってきます。また、同じ機体でも「どれだけ貨物を搭載しているか」によって違いますから、上昇速度については「何も言えない」と思います。

降下速度については「重力加速度が最大」だとは思いますが、安全に復帰できるかどうかもありますので、これもデータも判らない状態では何とも言えないでしょう。

速度の単位については普通に考えて「km/h」でしょう。そうでなければ他のデータと比較できませんから。