プロペラファクターについて

質問

航空専門学校に通っています。

航空力学の授業でプロペラファクターについて以下の例題が出されたのですが、

“右回転のプロペラを持つ単発機が、左から右への横風を受けた。プロペラファクターにより、機首はどう振られるか”

教官の答えは「機首は下を向く」だったのですが、

教科書を読む限り、機首は上を向くと思うんです。

教科書例題を応用した問題なので、答えはどこにも書いていません。

どちらが正しいのでしょうか？

回答No.3

funflier

私が持っている資料からすると「どちらも違う」になると思います。日本航空技術協会発行の
「航空工学教室　タービン発動機」にプロペラの項目が付属しているのですが、Ｐファクター
の項目にはこうあります。
「回転面におけるスラスト差は、流入方向に応じ飛行機に新たに、偏揺れまたは縦揺れの
モーメントを生じ、（中略）前者をプロペラのＰファクタ、後者を垂直力と区別している。」
従って、プロペラ流入空気が回転面に直角でないときに生ずるスラスト差によるモーメントで
飛行機のピッチングに影響を与えるものは「垂直力（normal force）」と定義され、Ｐファクタ
とは呼ばないと解釈できます。

名称はどうでも、ではどっち側なのかということになると、一般に理解されているＰファクタを
整理すると、「後方（操縦者）から見て右回転（clockwise)のプロペラ機が機首上げをした際、
左に機首偏向しようとするので右ラダーを踏まねばならない。」現象として説明されます。
http://www.cfijapan.com/study/html/to199/html-to125/107e-1_P-Factor.htm
http://www.sepia.dti.ne.jp/faa/pfactor.html
http://www.yamaura.jimusho.jp/teatime/teatime40.html
これは複数のサイトや文献で書かれているので質問者様も教官様も異存はないと思います。

今、左からの風を想定しているのですから、飛行機を右９０°ロールさせた姿を想像します。
この飛行機が「機体の下から」空気流を受ける機首上げ姿勢と同じ風を受けると「機体を左
に」偏向しようとするのですから、回転対称であるプロペラのことだけを考えると、この機体を
９０°戻して水平姿勢に戻してもプロペラでは同じことが起きる筈です。つまり機首は上に
上がると思います。ただし正確には「垂直力というノーズアップモーメント」と言うべきでは
ないかと思いますし、多分既に学習されていると思いますが、飛行機に横風が当たった際に
働くモーメントはこれだけではないので、あくまでプロペラの空気流入角度差だけを取り上げ
た思考実験で実際に飛行機で起こる現象では無いという前提の話です。

回答No.2

foomufoomu

（飛行機のしかけをよく知らないので、怪しい回答ですが）

右回転のプロペラに左から右の横風、ですから、プロベラの上半分は風速が減るので推力が減り、下半分は風速が増えるので推力が増えます。
これにより、ベルヌーイの法則で、翼上部の気圧が増え、翼下部の気圧が減るため、機首が下がるのではないでしょうか。

回答No.1

uzu_sp

力学的には、機首は下を向くと思います。

右回転のプロペラの左側では、下から上へ回転するので空気は押し上げながら後方に流れます。
このとき、風が左から右へ吹くとこの風はプロペラの左側に当たるので空気は風の分上に押し上げられるので、反作用で機首は下向きの力を受けて下がるはずです。