10年前に大学病院の救急医療部の働きかけにより、 私たちの街にも河川敷にヘリポートが作られましたが、 これまでめったに使われたことはありません。 ヘリコプターで時速200kmで飛べば、 13分間で大学病院に到着します。 また、 ここから最寄りの原子力発電所まで車で40分間かかりますが、 直線距離にするとたった20kmしかありませんので、 ヘリコプターを使えば、 6分間で到着します。
ヘリコプターが浮き上がったり前に進んだりするのは、 メインローターによります。 ローターとは回転翼のことです。 その構造は飛行機の翼と同じです。 つまり、 翼の断面図は類似しており、 揚力により反り返るような柔軟性を持っています。 メインローターの翼の数は2〜6枚の複数です。 前に進みたかったら、 機体全体を前傾させてメインローターの回転平面を前に傾け、 スピードを落としたかったら、 機体を後ろに傾けます。 飛行機は自分が前に進むことによって翼に揚力を受けますが、 ヘリコプターは翼を回転させることで翼に揚力を得ています。 揚力は、 翼が空気を下に落とそうとする力の反作用ですので、 ヘリコプターが浮いているときには、 地上に向けて上からの風が発生しています。 メインローターを反時計回りに回転させますと、 機体は上昇します。 その場合、 機体の運動方向は、 メインローターの角速度ベクトルの向きに一致します。 角速度ベクトルの向きは、 右ネジの法則により、 回転方向と垂直になります。
【 問 題 】
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ヘリコプターの尾から頭の方向を前向きとします。
ローター( プロペラ )の回転の角速度の反対方向に風を送るようになっている場合で考えてください。
メインローター( いわゆるヘリコプターのプロペラ )を回転させると機体は上昇しますが、 同時に、メインローターの回転の反作用として、 機体にはメインローターの角速度と反対向きのトルク( 力のモーメント )がかかり、 機体はプロペラと反対方向に回転しようとします。 そこで、 テールローターが必要となります。 では、ここで問題です。 機体が回転しないようにするために、 テールローターはどの方向に回転させなければならないでしょうか? その角速度の向きを示しなさい。
※ 角速度やトルクの向きと実際の回転方向は、右ねじの法則に従います。
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機体にかかるトルクの向きは下向きです。
したがって、 テールローターの角速度の向きは右向きにしなければなりません。
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