ヘリコプターに乗る2

不思議な乗り物

ヘリコプターの名称は、螺旋を意味するギリシア語のhelixと､翼を
意味するギリシア語のpteronとを合成して作られたものだ。まずは
その歴史をかいつまんで眺めてみよう。

ヘリコプターを定義すると、｢回転軸に取り付けられた回転翼(ロー
ター)を動力で回転させ､そこから発生した揚力を利用して飛行する
航空機｣ということになる。我々にも容易に想像つくことだが､その
基本は｢竹とんぼ｣に始まる。つまり螺旋状に回転する力によって空
中で揚力を発生させるという考え方だ。

15世紀には､レオナルド･ダ･ビンチが｢螺旋ねじ型ローターをもつ回
転翼機｣のスケッチを残している。つまりねじを回して前進させる
ように、螺旋ねじ型ローターを回転させて揚力を得ようとしたもの
だ。おそらくこれがヘリコプターについての最も古い記述だろう。

しかし、実際に人が乗ってヘリコプターが空を飛んだのは20世紀に
入ってからである。ライト兄弟が世界初の動力飛行実験に成功した
のは1903年(明治36年)だが、ヘリコプターは、その４年後の1907年
(明治40年)にフランスで飛んでいる。ポール・コルニュという人物
が、２ローターのヘリコプターで地上30cm、滞空時間20秒という飛
行記録を残しているのだ。初フライトの歴史は案外と古い。

飛行機は、ライト兄弟の成功から瞬く間に改良が重ねられてその飛
行実績を伸ばし、実用性を急速に高めていった。しかしヘリコプタ
ーは残念ながら、飛行機と同様の速さで発展していったわけではな
い。実用になったのは飛行機に遅れること30 年ほどである。

その理由は、ヘリコプターの飛行原理そのものに由来している。巨
大なローターを高速で回転させ、強力な下降気流を起こして飛ぶヘ
リコプターは、その下降気流の中において機体の振る舞いを安定さ
せにくいのだ。流体力学的に、飛行機ほど単純ではないといえる。

例えば、最近は身近な玩具としてよく知られるようになったブーメ
ランの飛行原理は､実のところ完全に解明されているわけではない｡
回転しながら揚力を起こし、しかも手許へ旋回飛行してくるその軌
道は、流体力学的にきわめて難解な原理が潜んでいるといわれる。

同様に、ヘリコプターにおける飛行の際の流体力学的な空気の流れ
についても、現在なおその研究が進められているという。そして流
体力学的な新発見がヘリコプターの新しい操縦法を生み出すことさ
えある。ヘリコプターの飛ぶ姿は、身近な感じであるが、その飛行
原理からいえば、実に不思議な乗り物だということができよう。

また、巨大なローターの回転によって飛ぶヘリコプターは、そこか
ら生まれるさまざまな力や振動をどう抑えるかという工夫に満ちて
いる。その代表的な例がテールローターと呼ばれる機体後尾の小さ
なプロペラだ。

ヘリコプターは、ローターの回転によって機体にローターとは逆回
転の力(トルク)が生ずるが、この力をテールローターで逆方向に回
転させる力を生み出して方向安定させる。これでヘリコプターは機
体を一定方向に維持できるのだ。

ちなみに、ヨーロッパ製とアメリカ製ではこのテールローターの設
置位置が異なる。おおむねヨーロッパ製はメインローターの回転が
時計回りのためテールローターは機体後尾の左側にあり、アメリカ
製では反時計回りのため機体後尾の右側にある。なぜヨーロッパ製
とアメリカ製でメインローターの回転方向が逆なのだろうか。面白
い違いである。

この他、機体細部を眺めると、思わぬ不思議な風景を発見する。例
えば胴体後部に付けられた小さな翼、水平安定板がそれだ。これは
前進する際にローターを傾けても機体が急激に前のめりにならない
よう、飛行機の翼を裏返したようなかたちで取り付けられている。
つまり機体後部を押し下げる逆揚力をこれで得ているのだ。

また真後ろから機体を眺めると、飛行機の尾翼にあたるものがまっ
すぐについていない。いや、機体の下側に付いている尾翼は機体の
軸に平行である。しかし上側についているものは少し斜めに取り付
けられている。これはローターが起こす気流が機体の上側と下側で
は違うことからきているという。

ヘリコプターには、この他にも空力安定や振動安定のための装置が
いたるところに施され、安全に飛ぶ工夫が凝らされている。こうし
た細部を学んでいくのもヘリコプターの不思議を知るひとつの喜び
であるかもしれない。

[3]へ続く