タンデムヘリコプターの機動

質問

タンデムヘリコプターは、どういう仕組みで機動しているのでしょうか？
たとえばＺ軸に対する回転では１軸のヘリならテールローターの出力増減でできますがタンデムヘリコプターでは？
また機首の上下は前後のローターの出力を変えるの？
１軸のヘリに比べるとできない機動があるの？
などなどわからないことたくさんです。

回答No.3

ichi-pei · ベストアンサー

まだ締め切られていないので、少し書き足してみます。

下の回答で見て頂いたラジコンの機体なのですが、よくあるような
シングルローターの機体のサイズから考えると、意外にバートルでは
小さなエンジンが使われています。

テールローターがエンジンに掛ける負担は相当なものがありますので、
それを無くして全部メインローターに使えると、ペイロードだけは
相当に稼げることが分かると思います。

ペイロードといえば、カマンK-MAXなんて機体もありましたね。

参考URL：

http://www.246.ne.jp/~heli-ss/KMAX.html

お礼

なるほどテールローターってある意味効率が悪いのですね。でも操縦性を考えたら逆によい方法なんでしょうね。
アメリカのブラックホークはテールローターが少し下を向を向いていて、もしかしたらテールローターにも
揚力を乗せているのかもしれません？
カマンははじめてみたときすごくいいアイデアだなぁと
感心しましたけど、操縦性やローターの一部故障のときとかどうなんでしょうね。

回答No.5

ichi-pei

カマン方式で作ったラジコン機を飛ばしている現場を見たことがあります。
機体の熟成度が足りない事もありましたが、ピッチ方向の操縦安定性が
あまり良くないようで、ちょうどブランコのような揺れが始まると
だんだん修正が追いつかずに墜落してしまいました。

故障したらどうなるか興味深いのですが、ローターの回転の同期が
ズレてしまえば、双方で叩き合って落ちるしかないでしょうね。

またまた私の勝手な推測なのですが、ローターディスクが中央で重複
する配置のせいで、空力的な損失が少なくないと思いますので、あまり
高速で飛べない・・・と。
（他にもいろいろあるのでしょうが）

ですから、カモフのような同軸反転の方が、トータル的な操縦性は
良さそうですね、おそらく。

ちなみに、よくあるシングルローターの機体で重量物を吊っていると、
テールブームに強い曲げ方向の力が掛かって、ミシミシ音を立てる
ことがあるそうです。ですからテールローターを駆動するシャフトは、
端から端まで１本の棒では折れてしまいますから、途中で曲がるように
カップリングを介してありますね。

お礼

タンデムヘリだけでなくいろいろ勉強になりました(^^)/
ありがとうございました。

回答No.4

ichi-pei

確かにブラックホークのテールローターは、オフセットが強いですね。

私なりにこの理由を考えたのですが、テールローターの軸を高い位置に
据えているので、テールブームに掛かる捻りモーメントをこれで補正して、
実際に操縦したフィーリングを改善する狙いがあるように思います。

もしオフセット無しで機首を左に振れば、機体ごと右に傾くクセも出て、
パイロットは余分な操作を強いられるはずですよ。

という事で、この程度のオフセットでは揚力に貢献しないでしょうね。

カマンについては、また後で考えてみます。

回答No.2

ichi-pei

そういえばバートルの前身だった「パイアセッキ」はご存知ですか？

たまたまディスカバリーチャンネルで、この開発中の映像を見たことが
あって、操縦システムを確立するまでに何度も何度も失敗を繰り返して
いましたが、低空のホバリング状態で方向を変えるときの動き方は
ちょうど、お殿様が乗る「籠」が、ぎこちなく回っているような感じが
したものです。原理的にも同じですよね？

またラジコンでかなり忠実に作ったものがありますので、これも参考に
してみて下さい。
http://model2.hirobo.co.jp/products/0406-903/

実際に買った人の話では、操縦システムをつなぐリンクの仕組みが
普通のヘリと違って、全くわけが分からない動きをするもので、
とにかく説明書の通りに組み立てる他にないそうです。

どちらにしても、ジャイロなどで安定を高めてやらないと操縦は難しい？
みたいですね。

参考URL：

http://www.anri-net.co.jp/html_kou/p8.html

お礼

詳細メカニズムまではわかりませんがおおよそ分かりました。
ラジコンでも難易度高いのですね。

回答No.1

ichi-pei

もっと詳しい方の登場もぜひ期待したいのですが、とりあえず私が知っている範囲で述べてみたいと思います。

まず先に知って頂きたいのが、ローターの出力増減という概念をもってしまうと、ちょっと混乱するのではと思いましたので、これについて。

実をいいますと、メイン・テールを問わず、ヘリコプターのローターは「ひねる」角度を細かく変えて運動できる仕組みになっているのですが、「ひねる」角度が大きくなると、空気の抵抗が強くなるためにローターの回転数が落ちてしまうので、それを防ぐ意味でエンジンの出力を増しているのです。（ほとんどの機体は自動でやります）

ですからホバリングの状態で、テールローターのひねりが強くなる方向に操作すると、エンジンの負荷が増えて、わずかに高度が下がる傾向があるので、それを細かく補正してしまう人が上手なパイロットといえます。

少し前置きが長くなりましたが、タンデムの形式ですと、Z軸の運動はあまり得意ではなさそうで、たとえば機首を右に向けたい場合、前のローターが右横に移動して、後ろのローターが左横へ、という具合になるので、よくある１軸の機体と比べて長さもある関係でカッタルイ感じだと思います。

また機首の上下、つまりピッチ方向の運動では、ローター全体の角度を前後で交互に変えて動かしています。

これだけで十分とは思いませんが、大まかな事は理解してもらえれば幸いです。ヘリコプターは知れば知るほど面白いものですし、まだ分からない事も多いので、ぜひいろいろな本を読んでみて下さい。

補足

なるほどです。
出力の増減ではなくて、ピッチの変更によるローターの揚力変化を利用しているのですね。
言われてみれば、なるほどそのとおりです。
ヘリコプターの技術も日進月歩のようで技術的にすごくおもしろいですよね(^^)/