航空機の操縦について

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航空業界のお仕事はパイロット、グランドスタッフ、整備士、客室乗務員、運航管理業務スタッフ、

グランドハンドリングスタッフなどの多くの職種があります。

特にパイロットは、飛行機を操縦しているイメージがあります。

飛行機を安定的に飛行するという大きな任務があります。

天候変動を考慮して縦横無尽に操縦する姿は、カッコいいです。

飛行機について

飛行機の操縦は、巡行時の力のつり合い、モーメントのつり合いを適切に崩す事で行われています。

力のつり合い…エンジンの推力を制御して、推力を上げる事で速度が増します。

これは、水平飛行を維持する事によって速度の上昇に繋がります。

速度の上昇による運動エネルギーの増加を高度の上昇に変換する事が可能です。

モーメントのつり合い…機体を回転する事ができます。

機体の回転は、ピッチ、ロール、ヨーと3軸の成分に分解できます。

それぞれの回転は、主翼の補助翼(エルロンです)、方向蛇(ラダーです)、

昇降蛇(エレベーターです)を操作する事で可能になります。

飛行機はヨー、ピッチ、ロール、推力の4つを操作するメカニズムがあります。

推力は、物体を運動すべき方向に推し進める力です。

ちなみに無人機の場合は、

遠隔操作用のプロポのスティックを操作する事によって4つの操作が可能です。

プロポは、ラジコンの制御方法のプロポーショナル式の1種です。

操縦方法は、2本のスティックを同時に操作します。

高度を変更する場合は、エレベーターを操作して、

ピッチを上げて揚力を上昇させますが、ピッチの上昇は同時に空気抵抗の増加に繋がります。

これは速度が低下して、エンジンの推力も同時に上げる必要があります。

ちなみに旋回は、エルロンを操作してロールの回転を発生させます。

これは、機首を内向きに曲げる為にラダーも操作しています。

同時に機体が傾き揚力の垂直成分が減少する為、エレベーターや推力も操作します。

マルチコプターについて

マルチコプターは、回転翼機の1種です。

プロペラを直結して、プロペラの回転数を変更する事で飛行制御を行います。

プロペラの回転が作る反作用トルク(反トルクです)をバランスさせる為に、

半分のプロペラは逆方向に回転させます。

トルクは、固定された回転軸を中心に働き、回転軸の周りに力のモーメントです(力学です)。

全てのプロペラの回転数を上げる事や下げる事によって、

トルクのバランスは失われないので姿勢を維持したまま上昇や下降が可能です。

上下、前後、左右、向きの変更の4つの自由度をコントロールをする為に、

最低4つのプロペラが必要です。

機体の向きを変える方法は、トルクのバランスを崩す事によってできます。

そして前後や左右の移動は、機体を前後や左右に傾ける事によってできます。

ちなみに6枚型構造の場合はをヘキサコプター、8枚型構造の場合はオクトコプターです。



ヘリコプターについて

ヘリコプターは、機体上部にあるローター(回転体です)のピッチ角(迎角です)の傾きを変更する事によって操縦を行えて、

同時に機体後部にあるテールローターの推力も操作します。

ホバリングから機体を上昇する為には、ローターの揚力を増加させます。

これはローターのピッチ角を増やす為に、スワッシュプレートが利用されます。

スワッシュプレートは、ピッチ角を変更するロッドが取り付けられた回転円盤、

操縦用のロードが取り付けられた非回転円盤が接しています。

そして非回転円盤を上昇すると回転円盤も同時に上昇します。

回転するローターのピッチ角を増やします。

しかしピッチ角が増すと抵抗も増して、エンジンの回転数も上げる必要性があります。

ローターの揚力と遠心力が、

バランスするフラッピング角(コーニング角です)が付いてローターは回転します。

エンジンのスロットルとピッチ角を同時に操作する事は難しいので、

同期して操作できるようになっています。

機体を前後や左右に移動方法は、ローターの回転面を傾けています。

スワッシュプレートを傾けるとローターのピッチ角は回転中に変動するので、

ローター面を傾ける事ができます。

そして機種の向きを変える方法は、テールローターの推力を変更させる事で可能です。

 
 
    

Thank you