ヘリコプター

質問

戦闘機などは空気抵抗が少ない高度が高いと燃料消費
は少ないといわれています、ヘリコプタというのは目で
見える比較的高度が低い上空を飛んでいるのは、何か
事情でもあるのでしょうか
宜しくお願いします。

回答No.4

noname#226229

運用範囲の違いです。
航空機としては効率が悪いのがヘリコプターです。
しかしヘリには最大の特徴である垂直離着陸が出来てホバリングが可能という物がある。
これが活きる用途としては低空が手なのです。

高空を高速で長距離移動する目的ならヘリは全くもって非効率的です。
だからオスプレイなんてハイブリッドが生まれた訳です。

お礼

ありがとうございます。

回答No.3

t_ohta

勘違いしている人が多いようですが、ヘリコプターが空中に浮かぶ原理は飛行機の翼と同じ原理です。

ヘリコプターはローターの上面と下面を通過する空気の速度差によって浮力を発生させて浮いています。
飛行機は機体を前進させることで翼に空気を当てて浮力を発生させ、ヘリコプターは翼（ローター）を回すことで空気を当てて浮力を発生させています。
ヘリコプターはローターのピッチ（角度）を変えることでローターの回転数を変えずに浮力の調整を行いますが、これは飛行機が翼のフラップを調整することで浮力の調整を行っているのと同じ原理です。

ヘリコプターが高高度を苦手とする原因は翼を自ら回さなければいけない事に起因します。
戦闘機など高高度を飛ぶ飛行機は翼の面積を多くし、飛行速度を上げることで空気が薄い所でも十分な浮力を得ています。
ヘリコプターで同じ事をしようとすると、ローターの幅や長さを大きくして高速で回転させなければいけなくなりますが、回転体を大きくして高回転で回すと大きな遠心力が発生し、ローター自身や取付部の強度が問題になり、回すエンジンのトルクも増やさなければいけなくなります。
軍用のヘリなどはローターにカーボンファイバーを使うなどして大きくて高回転で回るようにして高高度が飛べる性能を出していますが、やはり物理的限界がありますし、大きなローターを振り回していると機動性が落ちるのでヘリコプターのメリットが減ってしまいます。

お礼

ありがとうございます。

回答No.2

noname#237141

高高度では空気が薄いですよね。
ヘリコプタは回転翼を回して大気を下へ押して
浮かんでいるので空気の薄い高高度まで行けないのです。

ヘリコプタを浮かせるための空気が薄いということですね。
高度が低い場所を飛ぶ理由は、高度が高いところまで
行けないから、ということです。

お礼

ありがとうございます。

回答No.1

twin-dog

ヘリコプターはローターを回転させることにより揚力を発生させて浮上するのですが、この揚力はローターの回転によって発生された下降気流が大地に向かって流れることによる空気の圧縮気流により浮上できるのです。ただし、ローターの回転速度の限界があって、いくらでも回転数を上げられるのではありません。
理由はローター先端の速度が音速近くになると衝撃波により気流が剥離してしまうので揚力を発生しなくなってしまいます。気流の剥離＝失速ですから、即墜落となります。
で、ローターによって発生された気流の対地速度が0の場合、機体が前後左右どちらにも移動しません。この状態がホバリングです。ホバリング時の揚力はすべてローターによって発生させた下降気流のみで得てますから、下降気流が地面に当たる事による対地効果が非常に重要です。通常飛行時はローターで発生した揚力だけでなく、機体で発生させた揚力も浮上に有利に働くので飛行効率にも有利に働きますが、それでも飛行機の翼ほどの揚力は得られません。
そのため機体が移動している場合はローターによる下降気流の対地効果が低くても飛行が可能ですが、ホバリングはあくまでもローターによって発生した下降気流が地面に当たって跳ね返る気流により機体を浮上させているので、あまり高度が高いと空気が薄いため揚力を発生できなくなるのです。
そのためホバリング状態での限界高度は現在の機種では3000～4000m前後くらい。飛行時の限界高度はもっと高いのですが、ジェット機ほどの高高度までは上昇できません。
そのため巡航高度も飛行機よりかなり低く、その理由は低高度の方が気圧も高く、ローターによる空気の圧縮効率が良いからです。
飛行機でもジェットエンジン機は飛行高度が高いほうが気圧が低く空気抵抗が少なくて」効率的な飛行が出来ますが（ジェットエンジンはエンジン自体が空気の圧縮効果があるので高高度でもエンジン出力はあまり落ちない）、レシプロエンジン機はプロペラを回転させて機体を前進させて翼で揚力を発生させる関係上、あまり高度が高いとエンジンの出力が落ちるし、プロペラの圧縮効率も落ちるので、あまり高高度だと返って性能が落ちるのと同じです。
（第二次世界大戦中に日本はターボ加給器を実用化できなかったので、ターボ加給器を搭載した B29に巡航高度と速度で太刀打ちできず、結果日本中が焼け野原になったのと同じ。）

お礼

ありがとうございます。