単語記事: 複合ヘリコプター

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シコルスキー s-72 xウイング ( 第2号機 : アメリカ航空宇宙局 登録番号: N-741 NA , 民間機登録番号 : cn 72002 )

定義

複合ヘリコプター、あるいは 「コンパウンドヘリコプター」 (Compound Helicopter)とは、回転メインローター)で「中静止」(ホバリング)や 「垂直・離着陸」を行い、一定以上の速度では「回転」 に推進を全面的に頼ることく 、として別の推進装置 (プロペラ や ジェットエンジンなど ) の機関のから推飛行を行う航空機である。

アメリカ連邦航空局 Federal Aviation Administration、略称FAAの定義によれば、複合ヘリコプターは「ジャイロダイン」(Gyrodyne - Wikipedia- )という「回転翼航空機」の種別にあたる。

ジャイロダインとは、ヘリコプタージャイロプレーン(オートジャイロ) に次ぐ「第三の回転であり、複合オートジャイロヘリプレーンなどと呼ばれるもことがあるが同じ区分である。

なお、日本航空法では ティルトローター (傾斜回転翼)ティルトウイング(傾斜翼) など 『推進装置の度を変えることで垂直離着陸を行う固定』 が 回転航空機に含まれるかは明らかではない。

連邦航空局ではこれらを1997年から Powered Lift という区分に分類し、回転機とは「飛行免許」(フライトライセンス)を区別している。

概要

 ヘリコプター速度を増していくにつれ、回転メインローター)と周りの空気の相対速度によって、羽根ブレード)が前進方向に回っている側の先端は音速に近付き、回転羽根の後退方向に向かっている側の内側から失速が始まってしまう。

そのため一般的に、ヘリコプター速度を増すと大きな振動に見舞われ、揚も失ってしまい、それ以上の加速もままならなくなる。

さらには前進側と後退側の揚の不均衡が発生するので、揚を失った後退側の羽根 (回転の回転方向により異なり、上からみて時計りであれば胴体前後方向を刺しに見立てた中心軸を基準回転軸として 右、反時計りだと 左 ) 方向へ横転に入ることになり、墜落につながる。

その限界速度は概ね 400km/h と言われており、ヘリコプター速度世界記録の「アグスタウェストランド リンクス」の記録も 400.87km/h である。これは世界記録挑戦用の特別仕様の機体で、テストパイロット限界に挑戦した記録であり、この速度えるか、これに近い速度を常用できるようにするのが複合ヘリコプターなのである。

 複合ヘリコプターが従来のヘリコプターを上回る速度で飛行するための基本的な方策としては、速度を上げるにつれて回転を喪失しないように回転速度を安全率を見越して低めに維持し、さらなる前進速度を得るための推進は、回転メインローター)ではなく、ターボファンジェットエンジンプロペラなどの別の推進装置によって得るということである。

 まずは定義上必須となる推進装置であるが、一部ジェットエンジンなどを用いた機体も存在したが、基本的にはプロペラを用いることが多い。

プロペラならばより多くの推が必要な高速域 ( 必要推速度の二乗に例するので、速度を二倍にしたければ推は四倍必要になる ) では、速度を増すにつれて「余剰になる回転を駆動するエンジンの出を流用できる上に、ジェットエンジンの推進効率 ( 燃焼効率 および 燃費 )は低速に強いターボファンエンジンであっても、かなりの速度が出ないとプロペラに劣るものになる。

近年は高速でも推進効率の落ちないプロペラ ( 「プロップファン」 を含む ) が開発されている為、尚更で、ジェットエンジンが効率でプロペラに勝る速度は、もはや回転が邪魔になる段階であり、ヘリコプターで到達するには、回転全に止めたり、折り畳みや変形させて収納するなどの、準の更なる革命的な技術革新ブレイクスルー)が必要となるだろう。

 これに加えてヘリコプターには、回転が1組のみの場合、中で回転を駆動した際の反作用 (カウンタートルク。機体自体を回転させてしまう) を抑える為に 、「尾部回転」(テールローター)が必要である。

複合ヘリコプターである 、ロッキード 「AH-56 シャイアン」などは尾部回転(テールローター)を、推進用プロペラと一緒に双方を装備していたが、通常のヘリコプター同様に、高速巡航時は尾部回転の役割は小さい為、低速時は反作用(カウンタートルク)に対する「抗・反作用」(アンチトルク)、高速時は推進といったように、両方の機を兼用可が試みられることが多い。

フェアリー ジェット・ジャイロダイン」や「ユーロコプターX3」のように、胴体から横にり出した位置に推進式、および牽引式プロペラを付けたものや、「パイアセッキ X-49A スピードホーク」 のように尾部に付けた推進用式プロペラの推方向を偏向できるようにしたもの「推力偏向ダクテッドプロペラ」 ( VTDP )  などである。

あるいは同軸二重反転ローターや、翼端噴流式ローターチップジェット)、ホットサイクル式ロータータンデムローターのように、ヘリコプターとして飛行原理の根本的に尾部回転を不要とする回転の「抗・反作用」(アンチトルク)対策を採用することもある。

 次に高速域で揚を得る手段である。 

回転は飛行速度を上げるに従って、先述の現を抑えられる域まで回転速度を抑制しなければならない。従ってを別の手段で得る必要が出てくる。

 通常、よく用いられるのは飛行機のような固定である。

通常のヘリコプターでもソ連の「Mi-6」のように固定を装備したり、武装ヘリコプターの武器をす「小翼」(スタブウイング)が、多少の揚を生み出すなどといったこともあり、しい概念ではない。

しかし、回転の下にあまり大きな固定を装備すると、ヘリコプターにおいて肝心の要となる「空中静止」(ホバリングそのものや、そこまでいかなくとも垂直離着陸が可な重量を減らしてしまう的な問題、加えて低速時は死荷重(デッドウエイト)になること、なにより使い勝手や視界の面で邪魔になるといった問題点もある。

他に用いられるのは「同軸二重反転ローター」である。

上下に配置された一対の回転羽根が、互いに反対方向に回転することで、回転の左右で均一な揚を生みだし、羽根の回転速度端からの失速が始まらない程度に抑制を掛けたとしても、なお十分な揚を得ることが出来るだろう。

また、「同軸二重反転ローター」の式であれば、回転 の 駆動機構 と 操縦制御機構は複雑になってしまうが、尾部回転(テールローター)が不要な為、、推進プロペラと尾部回転の干渉問題や、長大な延長軸を機体末端で二カ所に動分割することに伴う、尾部の動伝達機構中の偏芯や振動による故障防止対策も考える必要がない。

歴史

始まりは英国から

複合ヘリコプターの始まりは、1947年に英フェアリー社が「FB-1 ジャイロダインをを開発したことから始まる。

ジャイロダインは当時のヘリコプター速度記録を塗り替え、前述の アメリカ連邦航空局 Federal Aviation Administration、略称FAAの「ジャイロダイン」という分類を創設することとなった。

ジャイロダインは乗員2名を犠牲にする死亡事故を起こしてしまうものの、それにもめげず「フェアリー社」は回転チップジェット化した 「ジェットジャイロダイン」の機構を元に大化し、48人もの乗客を運べる都市間輸送用ヘリコプターとして「ロートダイン」を開発するものの、そのチップジェット騒音や、固定旅客機に較べて割高な運航費用などの問題は解決できず中止されてしまう。

その後、フェアリー社が合併した先のウェストランド社は リンクスに固定翼を付けた構想 を提示したり、ウェストランド社がアグスタ社と合併して「アグスタ・ウェストランド」になった後も EH101に固定翼を付けた構想 が提案されるなどしたが、アグスタ・ウェストランド全に「フィンメカニカ」 ( レオナルド S.p.A ) 下のイタリア資本になり、現在ティトローター機「AW609」に注しており、今後複合ヘリコプターが登場するかは不明である。

ドーバー海峡の向こう側、大陸ヨーロッパでは

1953年フランスシュド・ウエスト社が小飛行機に回転が付いた形態の 「 SO.1310 Farfadet 」 (ファーファデット) を飛行させるが、開発は立ち消えになってしまった。

シュド・ウエスト社は「シュド・アビアシオン社」 となった後にも「SA341 ガゼル」に固定を付けた実験機「SA349-2」を飛ばしている。また、垂直離着陸機の開発が盛んだったドイツでも、「メッサーシュミット・ベルコウ・ブローム 」(Messerschmitt Boelkow Blohm) 社が「BO.105」に固定を付けた実験機 Bo.105HGH を飛ばし、Vereinigte Flugtechnische Werke (VFW) 社は「H-3」や「H-5」といったダクテッドファン推進装置を装備した機体を製作していた。

アメリカで「AH-56 シャイアン」の開発が盛り上がっていたときはMBB社も 「BBH」 なる並列双子式・回転形態の攻撃ヘリコプター ( 一見すると、ティトロータ機のように見間違う形態 ) を開発する構想もあったようだが、結局フランスと 「PAH-2 (ユーロコプター EC-665 ・ティーガー) 」を開発することになり、計画は流れた。

VFWは後にMBBに吸収され、シュド・アビアシオン も アエロスパシアルになった後にMBBと合併し、現在エアバス・グループ(EADS ,  ヘリコプター部門は 「ユーロコプター」 こと エアバス・ヘリコプターズ )となっている。

イタリアでもSIAI-マルケッティ社が「SV-20」を開発していたが中止、同社は後にアグスタに買収される。後にアグスタがアグスタ・ウェストランドになった件は英国の項で触れたとおり。

やっぱり一番の財力を持つ国が主役に躍り出る

所変わって新大陸アメリカでも1950年代~1960年代、複合ヘリコプターは軍や軍需を見込むメーカーによって「マクダネル XV-1」 、「ロッキード XH-51A コンパウンド」 、「パイアセッキ 16H」 、「シコルスキー S-61F」 、「ボーイング・バートル347」 といった実験機が次々と製作され、飛行実験が行われた。

そして高速性められる攻撃ヘリコプターのために実用機の開発が行われることになる。

1964年提案要( Rrequest For ProposalsRFPが発行された陸軍の AAFSSAdvanced Aerial Fire Support System  =  ステム  ) 計画では、ロッキード社の CL-840  と シコルスキー社の シコルスキーS-66 といった 複合ヘリコプター 案がぶつかり合った結果、ロッキードの勝利となり CL-840・が 「AH-56 シャイアン 」として本格開発がスタートしたが、開発費用過、技術的トラブルによる死亡事故などで開発は中止。

シコルスキー社もただ見ていただけでなく、その間に不採用になった AAFSS シコルスキーS-66 をベースに「 S-67ブラックホーク 」を開発、陸軍での試験飛行に供されるも採用はされず、終いにはS-67 も 試作機が墜落する死亡事故を起こして開発は中止される。

 その後、シャイアンでのヘリコプター業界への殴り込みに失敗した形となったロッキードはともかくとして、シコルスキー社ではアメリカ航空宇宙局 (NASA) や軍などと共に、同軸二重反転ローターの「S-69」やローターを全に止めてしまう シコルスキー S-72 Xウイング ( ローター・システム(研究)航空機 , Rotor Systems Research Aircraft , RSRA) などの実験機を製作していった。

1980年代後半や1990年代になると、ティトローターの盛とは対照的に、複合ヘリコプターは表舞台から遠ざかっていった。

21世紀に複合ヘリコプターはリバイバルするのか?

シコルスキー X2 「先進羽根概念・回転Advancing Blade Concept roter , アドヴァンスト・ブレイドコンセプト・ローター , ABCローター)・同軸二重反転式・複合ヘリコプター: 技術概念実

しかし2000年代になると、再び複合ヘリコプターを取り巻く状況は賑やかになっていった。

陸軍とパイアセッキ社のX-49 スピードホークの開発。シコルスキー社は自社資X2 技術概念実証機 (デモンストレーター) を開発し、ヘリコプター速度記録を非公式ながら塗り替えた。

そして欧州でもユーロコプター社が自社で秘密裏に開発していた技術概念実機(デモンストレーター)のユーロコプター X3 を発表し、この技術を基礎にした民生用の実用機「Airbus Helicopters H160  ( 以前の名称  X4 ) 」などの開発へ向かう将来展望も明らかにされた。

このような背景には、複合材製のローターやフライ・バイ・ワイヤの操縦装置、アクティブ制御などによる振動抑制装置などの開発が進み、あるいは既に新ヘリコプターには一般的に用いられるようになってきた技術によって、実現の見通しが出てきた為と思われる。

シコルスキー社はアメリカ陸軍の「将来垂直離着陸機」(FVL) 計画への取り組みの一環として、その前段階となる 5.0 t 級の武装偵察ヘリコプター「S-97 レイダー」を開発。 2015年5月に試作1号機を初飛行させている。

シコルスキー S-97レイダー ( Armed Aerial Scout , AAS 装・軽・察 ヘリコプター」 )

先進型羽根概念・回転翼(ABCローター)

二重反転式ローターを発展させた形式として「念・回転Advancing Blade Concept roter , アドヴァンスト・ブレイドコンセプト・ローター , ABCローター) がある。

これは「関節式・回転」(リジッドローター)を用いた二重反転式ローターのこと で、前進側の羽根ブレード)だけでほとんどの揚力を賄う形式であり、後退側の羽根ブレード)が、逆流や失速による左右の揚衡の喪失に対する解決策の1つとされている。

従来ヘリコプターでは速度が増大すると、回転の後退側の羽根ブレード)では、ますます対気速度が減少し、かつ逆流領域も増加するので、迎をより大きくする必要があるが、迎が失速に達すると、それ以上は揚を増加させることは不可能になる。

一方で、前進側の羽根ブレード)では、前進速度と共に対気速度が増加し、音速をえる領域 ( 端的には周速が速い先端部 ) が生じて衝撃波が発生し抵抗が急増する。

従って、回転を回転させる為に必要な(形状抗)は、後退側での失速による抵抗増大と相まって急増する

限界速度付近になると、後退側の羽根ブレード)、ほぼ全面が失速と逆流領域になって、揚を発生させる事はほとんどできなくなる。 そのため、前進側でも揚を発生できないので、揚を発生しているのは回転円面の前方と後方のみとなる。

しかし、なおも速度が増加すると、それらの回転方位も失速が始まり、回転は、もはやヘリコプターを飛行させるだけの推を発生できなくなる

こうして機体を横転させようとする積算(モーメント)が働き、機体は横転しながら墜落することになる。これがヘリコプターの飛行速度限界であり、対気速度400 km/h 付近と見られている。

通常のヘリコプターでは、解決策として回転羽根ブレード)先端に後退角をつけ、さらにその部分には遷音速を用いる機体も実用化されているが、シングルローター式では後退側の逆流と失速による限界があるので、この対策も大きな効果は見込めない。

ABCローターは、後退側の羽根ブレード)に依存しない飛行が可になる為、これらの問題をある程度解決可である。 「先進羽根概念・回転Advancing Blade Concept roter  ABCローター)では、回転の揚負担は、左右両側 の 前進側の羽根のみが荷重の大半を支える ようになっていた。

したがって機体を横転させようとする積算(モーメント)が互いに相殺され、その分だけ速度を上げることができるというのが基本特性である。

また回転の駆動による反作用(トルク作用)も相互に相殺されるので、尾部回転を装備する必要がい。

さらに関節式回転(リジッド・ローター)の為、関節が存在しないという性質上、上下の「羽ばたき」(フラッピング)動作も小さいが故に、高速飛行時における後退側の失速も抑え易くなり、同時に回転の上下間隔を「通常の同軸・二重反転式ローター」より狭めることができる

統合多用途・将来型垂直離着陸機計画 (JMR / FVL)

「 統合多用途・将来型垂直離着陸機計画 」 ( ニコニコ大百科内のミラー記事は左記、 Joint Multi-Role / Future Vertical Lift , 略語JMR / FVL )は、アメリカ合衆国アメリカ陸軍以後「陸軍」と略称する )の軍用ヘリコプターの数種類の系列を全に新規開発する計画である。

出典及び註記

この計画に関する記事は本項の寄稿者yuiyuasa 自らが 2017-01-31 JST 04:50:56 履歴 : に新規作成した 統合多用途・将来型垂直離着陸機計画 - ニコニコ大百科 - 」 記事中から 複合ヘリコプターに関係いので不適当と思われる、

を除外して省略し転記、さらには画像引用条件が寛大なニコニコ大百科の条件に沿い機体画像を追加、略語文字の色分けJoint Multi-Role / Future Vertical Lift , 略語JMR / FVL )などのを施しました。 

ティルトローター機 に興味がある皆様は上に挙げたWikipedia リンク先の記事も参考にしてみてください。 平成29年2月6日() 02: 09:30 JST

ニコニコ大百科内のミラー記事は 「 統合多用途・将来型垂直離着陸機計画 」 にあります。

by ゆい

計画の概要

アメリカ合衆国国防総省 ( Department of Defense , 略称DoD )は、「イラクの自由作戦」( 2003年3月19日開始 )から「不朽の自由作戦」までの通算 12年間を既にえ、現在まで続く泥沼の戦闘の報告分析結果から、米軍回転翼機 ( 軍用ヘリコプター , 2007年12月以降はティルトローター機を含む )の航空団が、度重なる空中機動作戦に参加中のヘリボーン任務によって疲弊していることを発見した。

戦闘の結果、ヘリコプター平和時よりも作戦飛行時間が約5倍も長くなり、これまでの短い飛行時間では露呈しなかった様々な故障などの問題や、回転機特有の短い飛行継続時間の弊について実地航空団より要望が出されており、従来の設計概念に基づく回転翼航空機が特に「航続時間」と「航続距離」(「戦闘行動半径」を含む)に関して、今後の作戦遂行には明らか不足であり、低い巡航速度 と 機体の連続使用に伴う耐久性に関する脆弱性 、整備性においても 固定の地上攻撃機( 特に米空軍管轄の 近接航空支援(CAS)専用機 フェアチャイルド・リパブリック社のA-10 サンダーボルト II など )と較して劣っていることが問題とされた。

本計画に至る以前、既存の「回転航空機」の開発・製造企業の「元となる基本」(プラットフォーム)を戦場の要の変化を踏まえて一から新規に開発・設計することしに、過去の既存の回転航空機系列ファミリーに対して継ぎ足す形で設計と再生産を行い、これらの機種を“ 新機 ”として既存の機体と更新アップグレード)してきた という反点があった。

将来垂直離着陸機Future Vertical Lift , FVL )の概念は、新技術、新材料、新設計を使用して、より高速で、より遠くまで飛行可で、より多くの搭載量(ペイロード)を有して、より信頼性が高く、保守し易く、整備に掛かる人月( マンアワー )と 運用費用を低減し、兵站の足跡 ( footprints ) 回数を減らすことを可とすることを要されていた。

これらの全な新設計の回転機は、ほとんどの陸軍のヘリコプターの従来機種を代替するシステムファミリーを創出することにある。

統合多用途機 ( Joint Multi-Role , JMR )は更に3段階に分割され、

  1. JMR TD」 ( TD , Technology Demonstration )〔 統合多用途ヘリコプター 技術概念実 〕 段階では、実用航空機の基盤〔プラットフォーム〕としての「技術概念実機」(デモンストレーター)を開発する。
  2. JMR フェーズ I 」〔統合多用途ヘリコプター 第一段階〕では、実際に実用機として用いる航空機を開発する。
  3. JMR フェーズ II 」〔統合多用途ヘリコプター 第二段階〕では、実際の運用に不可欠な「航空作戦任務システム」体系を開発・構築する予定である。

陸軍は「将来垂直離着陸機」 ( FVL ) 計画において、最低でも 約 4,000機 もの多数の回転航空機を取得する予定で、2016年に 「将来垂直離着陸機」 ( FVL ) エンジン計画を開始した。

「将来垂直離着陸機」計画は、2009年に提唱・策定されたが、長期的な先進航空工学を維持するだけでなく、アメリカ合衆国国防総省は「垂直離着陸機と技術開発に焦点を当てる解決策ではない。

2011年10月、当時の防副長官アシュトン・カーターは、全ての軍事航空作戦のための次世代垂直離着陸機の共同提案を概説する 「「将来垂直離着陸機」 ( FVL )・戦略計画」を発表した。 戦略計画は、(2011年から) 今後およそ 2540年間、垂直離着陸輸送機の開発を進めることによって、現在の回転機・航空団を21世紀後半の航空科学技術準に見合うだけの高度なに置換するための基盤を提供するという内容だった。

これは、防総の「垂直離着陸・輸送航空団」の約 80が、既存機体の延命措置を施すか、既存機種を退役させるか、次のおよそ 8〜10年以内 に新たな解決策としての全くの新規設計の機種に置換することを示していた。

今後 50年間 以上の垂直離着陸・輸送航空団の運航に影を与える「将来垂直離着陸機・戦略計画」の実施に当たっては、米海軍は、陸軍の共助・軍組織(パートナー)であり、「将来垂直離着陸機は、「MH-60 S / Rヘリコプター」の後継機として、米海軍の「MH-XX 計画」で使用される可性がある。

計画の構成 (表型式)

将来垂直離着陸機計画 ( Future Vertical Lift , 略語FVL )は、2009年に最初の3種類の機体規模が策定され、次に2017年までの間に、現在の全2種類( 将来的には AH-64D を加えて6種類 )の回転翼機を置換するために下記の表区分で 4 :( 重量級 )5 :( ・重量級 )が新たに設定されている ( 各々の区分で、同一設計であるか、異なる設計を選択するかの是非を問わない )。

等級 機体規模区分
( 邦訳 )
代替予定となる従来機種 備考(導入予定など)
1 JMR-Light
( 軽量級 )
OH-58 カイオワを置換する、偵察ヘリコプター区分。 2030年の導入予定。
2 JMR-Medium Light
( 準・軽量級 )
未定 ( 2017年1月末日時点 ) 未定2017年1月末日時点 )
3 JMR-Medium
( 中量級 )
汎用ヘリコプターUH-60 ブラックホーク の置換。
攻撃ヘリコプターAH-64 アパッチ を置換し , 将来的にはAH-64D アパッチ・ロングボウをも置換予定。
2027-2028年の導入予定。
4 JMR-Heavy
重量級
CH-47 チヌークの全系列を代替する貨物輸送機 の区分。 ボーイング社は2060年の予定としている。
一方で陸軍は、2035年までには導入するよう定している。
5 JMR-Ultra
・重量級
C-130J スーパー・ハーキュリーズエアバス A400M アトラス など。
固定の中規模・戦術輸送機 と同等の性を備えた垂直離着陸・航空機用の新しい機級の新区分創設
2025年の導入予定。

米国下院軍事委員会によると、2013年4月現在、従来ヘリコプター、従来機の小翼に代えて「全な操縦面を含む大」を持つ「減速型回転翼」・複合ヘリコプター、およびティルトローター機 の 3種類の「統合多用途」(Joint Multi-Role , 略語JMR ) に有効な航空機の形態に関する機構が検討されていた。

概要の節でも触れたとおり、本計画は準備段階となる「技術概念立機の提案」→ 承認 → 試作機製作および飛行試験 と 実用機開発段階の、以下の2つの計画に分割して順次実施される手はずとなっている。

  1. 「統合多用途ヘリコプター計画 」 ( Joint Multi-Role , 略語JMR )
  2. 「将来垂直離着陸機計画」( Future Vertical Lift , 略語FVL )

「統合多用途ヘリコプター計画 」 ( Joint Multi-Role ,  JMR ) 

  1. 「統合多用途ヘリコプター計画 」 ( Joint Multi-Role , 略語JMR ) については、更に以下の 3段階に細分化される。
区分 邦訳 備考
JMR - TD
(Technology Demonstration)
統合多用途ヘリコプター 技術概念実段階 実際に実用機として用いる航空機の技術概念実機(デモンストレーター)を開発する。
次の段階の「将来垂直離着陸機計画」において製作する実用機の性科学的・合理的に推定し得る程度の機体規模で足りるとされているため、各社とも将来の実用機の 約75% から 同95% までの縮尺率の試作機の製作に取り組んでいる。
基幹となるエンジンも実用機では所定の正規の種類を搭載する前提で既存の旧式で安価エンジンを流用している企業もみられる。
JMR Phase I 統合多用途ヘリコプター 第一段階 実際に実用機として用いる航空機を開発し、その試作機を製造する。
JMR Phase II 統合多用途ヘリコプター 第二段階 実際の運用に不可欠な航空作戦任務システムを開発・構築する予定。

 2 :「将来垂直離着陸機計画」( Future Vertical Lift , 略語FVL )について、詳細は 2017年 1月末日現在全には定まっていないが、製作了した技術概念立機の飛行試験の結果を踏まえて、上記の 5区分( 軽量級から・重量級まで )の審を通過した各社の「技術概念立機」を振り分けた上で、必要性の優先度合いに応じて順次、実用機の開発と試作機および増加試作機の製作に進むことが予定されている。

シコルスキーとボーイング陣営

13.60 t 級: 「SB > 1 デファイアント」 ( Defiant , 不等記号が誤解されやすいため、SB-1とも呼ばれる )

シコルスキー航空機ボーイング社は、計画の第一段階として

13.60 t 級: 「SB > 1 デファイアン」( Defiant , 不等記号が誤解されやすいため、SB-1とも呼ばれる )

垂直離着陸輸送機の機体規模の技術概念実機(デモンストレーター)を共同開発の上で試作した。

なお、この「デファイアント」 ( Defiant ) の名称は英語で 「挑戦的な反抗的な傲慢 (ごうまん) 」 を意味する。

それは2017年に初飛行予定であり、さらなる開発のために陸軍によって評価される。シコルスキー航空機は、以前の「シコルスキー X2」 設計に基づいた回転航空機で第一段階の開発を対抗企業連合に対して引き離している。

ボーイングは戦闘任務システムの技術概念実デモンストレーション)段階である「 フェーズ 2 」( 第二段階 )を、シコルスキー社に対して導的立場で把握リード)する予定である。

ボーイングシコルスキー営は、ヘリコプター設計が軍で最も使用されているという事実と、これまでの開発に成功してきた業績に基づく同形態の設計に対する絶対の自信 により、ベル社が陸軍に提出したようなティトローター技術には、ほとんど関心を持たなかった。

2013年までに、シコルスキーとその共助企業ボーイング社は、試験機「シコルスキー X2」と 軽・武装偵察ヘリコプター 「S-97 レイダー」の2機種に対して 約 2億 5,000万ドルを費やした。


2.72 t 級: シコルスキー X2 「先進羽根概念・回転Advancing Blade Concept roter , アドヴァンスト・ブレイドコンセプト・ローター , ABCローター)・同軸二重反転式・複合ヘリコプター: 技術概念実機 (デモンストレーター)


しかし同チームの回転航空機は、想定される任務が異なることから、飽くまでも軽・武装偵察ヘリコプター である「S-97 レイダー」の設計とは別の機体になる予定である。

5.00 t 級 : シコルスキー S-97レイダー ( Armed Aerial Scout , AAS 装・軽・察 ヘリコプター」 )

営は「SB > 1 デファイアント」( SB-1 Defiant ) の性と信頼性に自信を持っており、総設計費用の半分以上を支払っている( 残りは陸軍から応募企業への助成金 )。 同営のこれまでの最後の共同開発計画は、1980年代に始まり2004年に取り消されるまでに、総額 70億・ドルの大な費用を費やした「RAH-66 コマンチ」(Comanche ) だった。

彼らは、予算削減、「要の変化」(  requirement creep ) 、長引いた開発期間は試作偵察攻撃ヘリコプターRAH-66 コマンチ」に問題を引き起こしたものの、チームの機不全は生じなかった。

RAH-66 コマンチ」計画各社はこの航空機の機体構成の各々異なる部分を分担して製造した。


  1. 1回: 「RAH-66 コマンチ」 ( Comanche ) - LHX 計画に基づくOH-58 カイオワ の後継機。シコルスキーボーイング 連合による開発で、ステルスを持つ全新規開発機だったが、予算過で中止。
  2. 2回:「ARH-70 アラパホ」 ( Arapaho ) - RAH-66契約キャンセル後、ベル社が民間機「ベル 407」を基本に、LHX 計画に基づく OH-58 カイオワ 後継機を提案。試作機の墜落事故、および 予算過でこちらも中止された。


統合多用途機 ( Joint Multi-Role , JMR )段階では、両社の従業員が協し合った。チームは 2015年に「ザ・サプライヤー」(「基幹機体・納品企業連合」)として、自らの営を名付けた。

SB >1 デファイアント」は 250 kn290 mph; 460 km / h )の巡航速度を持つが、費用低減のために「古い」ライカミング T55 , ( ライカミング社内識別名称:「ライカミング LTC-4」)を使用した場合は、より少ない戦闘行動半径になる。

ベル V-280 ヴェイラー」が試みている、陸軍の「将来の手頃な価格のタービンエンジン」計画 (The Army's Future Affordable Turbine Engine (FATE) program ) からの資提供を受けて新規にエンジンを開発した場合は、229 nmi(264 mi; 424 km)の要条件を満たす。


従来のヘリコプター較して、同軸二重反転の主回転翼 と 推進式プロペラは、185 km / h(115 mph)の速度増加、戦闘半径が 60延長され、空中静止の性に関して高温・高地の悪条件下においても、およそ 50優れた性を発揮する。

シコルスキーは、前記の試験機 " X2 " の設計が「垂直離着陸・重輸送機」の設計に適していないとし、代わりに、・重量級( JMR-Ultra )の回転輸送機として CH-53K キングスタリオン ( King Stallion ) の胴体を基本にティトローター機にめた設計を提案している。

しかし、シコルスキーは X-2 に関する航空技術の規模の 大・重量級航空機 に対する不適用性に関する疑念を払うために、フルケール30,000 ポンド ( 13.60 t ) 級 の JMR-TD( 貨物/乗員区画[キャビン])容積が 「UH-60 ブラックホーク」より、約50大きい )を生産する建設する計画である。

SB-1は、機敏な加減速、左右方向への機動性、機尾上げ と 機首下げを、中静止(ホバリング)機を利用して素動的に機動運動する。

SB > 1 デファイアント」の技術概念実機は 従来機である CH-47 " C 型 " チヌーク を駆動する ハネウェルライカミング T55によって動を与えられる。これは、毎分 85 回転までの低速でより良好に動作するように、原機関からわずかに変更される。

2強・開発企業連合への疑念と陸軍回答

シコルスキーエアクフトは、長らく複合企業であるユナイテッド・テクノロジーズの一部門であったが、2015年11月6日付けにて、ロッキード・マーティン社の下となり、軍事産業トップメーカーの一部門となった。

本計画において、シコルスキー社がボーイング社と「SB > 1 デファイアント」を共同開発することの一方で、ベル・ヘリコプターティトローター機「V-280 ヴェイラー」をロッキード・マーティン社と共同開発することについて「シコルスキー社 が ロッキード・マーティン社の下となった事実」を前提として、米国議会より以下の疑念が出されている。

この点に関して陸軍は、

  1. SB > 1 デファイアント」の共同開発の決定は 「S-97 レイダー」計画が正式に開始した2010年 5月[29]からの決定事項であり、新しく親会社となったロッキード・マーティン社の影はなく、また適切な導を行っており、ベル社の「V-280 ヴェイラー」を優位にするために「SB > 1 デファイアント」の開発をロッキード・マーティン側が阻する可性はない
  2. 複合ヘリコプターである「SB > 1 デファイアント」に対して、ティトローター機である「V-280 ヴェイラー」は異なる飛行特性を持つ機体であり、両者は競合する開発ではなく本計画の中量級から重量級の間で従来機種が行っていた任務を各々の機種の特性を活かして代替するものである。したがって陸軍がめる要事項を満たせば、両者が各々の区分を分担する(両者が共に採用される可性がある)。

と同議会に対して説明回答している。

AVX 航空機

AVX JMR-MPS 汎用/攻撃ヘリコプター

AVX 航空機は、同軸二重反転の回転と良好な操向性と若干の追加の前進推提供する双子式のダクトファン設計の航空機を提案した。

それら JMR - TD (統合多用途ヘリコプター 技術概念実段階) 提案機体は 実用機の75%の縮尺において試作される予定である。

それは操縦席の直上の後方から肩式に延びる先尾翼カナード)が40%の揚を分担し、残りの60%17.06 m ( 56ft ) の回転から得られ、230 kn ( 260 mph ;430 km/h )で飛行可である。

設計の困難な障の半分は胴体設計に起因し、残りの半分は回転の機構に由来するため、洞試験は「3分の1に減らす」ことをしている。

回転機構は、2素材の複合材料による可撓性のある桁を持ち、各4枚の羽根の付け根に加えて支柱と基部の間を覆う抵抗減少のための整形フェアリングを備えている。

JMR-Medium ( 中量級 )版は、12,000 kg ( 27,000 lb )の重量で4名の乗員と12人の兵員を輸送し、5,900 kg ( 13,000 lb ) の機外り下げ輸送を持つことが提案されている。

機内は置換標である シコルスキー UH-60 ブラックホーク の2倍となる 1.83 m x 1.83 m ( 6 ft x 6 ft ) 床面積の貨物室(キャビン)であり、3,600 kg ( 8,000lb ) 機内搭載重量を持つ。

この航空機は、12枚のNATO規格担架(二つ折りストレッチャー。縦:約 230 cm , 幅:約 53 cm 取っ手部分:約 20 cm )を輸送可で、遠距離での自己展開(フェリー輸送)のための補助燃料システムを有し、選択機として限定的ながらも人運用が可である。

汎用ヘリコプター攻撃ヘリコプター90の共通性を持ち、ほぼ同じ速度で飛行することを予定されている。 試作航空機は現用の GE-T706 (CT7) ターボシャフトエンジン が装備されるであろうが、しかし AVX は、彼らの設計に対してより高出の 4,800 以上の先進的かつ取得可なタービンエンジンで装備することを期待している。

AVX はロックウェル・コリンズゼネラル・エレクトリックBAE システムズチームを組んだ。

それは容易な貨物処理のための大後部傾斜ランプ)を備えた胴体後部の搬出入を優れた特徴とする。

汎用と攻撃の双方が格納式の着陸装置を持ち、洗練された流線形の形状設計を提供するために必要とされるまで、攻撃は必要な全ての兵装を格納したまま携行飛行する。

AVX社は無人機の概念を ベル V-22 オスプレイ の半分の費用で同機の 80%速度を達成可な「革新的な複合・同軸二重反転ローター形式のヘリコプター」として提案する。

機体は気温が摂氏 35℃( 95 ˚F )の条件下で 1828.8 m ( 6,000 ft ) 高度における中静止(ホバリング)が可であることが見込まれ、給油で カリフォルニア州トラビス空軍基地( 基地コード:SUU )からハワイヒッカム空軍基地( 基地コード:HNL )間の 2,100 nmi ( 3,900 km; 2,400 mi) の距離給油で飛行可となることが見積られる。

AVX は( 25名の従業員のうちの幾人かは V-22 オスプレイ の開発生産にも携わった ) 大規模な防衛関連企業の頭ごなしの企業体質( overhead attributes )の負の遺産、あるいはその負担が双方ともいという較的小さい会社の優位性としての地位がこれら大企業に対して有効であると考えている。

もし陸軍から航空機を供給業者(サプライヤー)するよう選ばれたなら、航空機を供給するために選択されたAVXは、シコルスキーと同様に、組み立て、統合、および生産サポートを扱うことができる別の会社とのチーム契約を結んでいる可性が高い。

AVX 社は重量級・垂直離着陸機の回転の選択として同軸・二重反転式ローターが不適当であると考え、" Capability Set 4 " (「特性・定 第4号」: CH-47 チヌーク の後継機 )の要実現手段として、ティトローター機を示唆している。

機動運動する。「SB > 1 デファイアント」の技術概念実機は 従来機である CH-47 " C 型 " チヌーク を駆動する ハネウェルライカミング T55 によって動を与えられる。これは、毎分 85 回転までの低速でより良好に動作するように、原機関からわずかに変更される。

パイアセッキ航空機

パイアセッキ・エアクラフト・JMR-1 ( 「X-49 スピードホーク」の発展 )

エアバス・ヘリコプターズ (ユーロコプター)


エアバス・グループ(EADS)は、ユーロコプター X3ユーロコプター社の実験複合ヘリコプター )に基づいていると予想される 統合多用途ヘリコプター ( JMR ) の第一段階 ( Phase I ) の技術概念実 ( デモンストレーション ) の提案書を提出する予定だったが、ユーロコプター X3  の 知的財産権米国に移転しなければならない可性があるため、2013年 5月下旬に辞退した。

軽武装・偵察ヘリコプター」 ( Armed Aerial Scout , AAS ) 計画の入札に焦点を当てる( 後にこちらも入札を取り消される )。

同社はまた、高速回転航空機の開発費用は、授与された 7,500ドル の資調達額をはるかに上回っているとも述べている。

ユーロコプター社の提案は、X3の設計に全に基づいたものではなく、その技術の側面を活用したものだった。 

なお、ユーロコプター社は、陸軍が特定の要件を作成したときにFVLの提案書を提出することが可であるに過ぎないもので、この点でも競争に関してアメリカ合衆国固有の企業に対して明らかに不利であった。

武装・軽偵察ヘリコプター EADS AAS-72X

  1. 動画の説明: 軽量・汎用ヘリコプターUH-72 ラコタ」 の 「装・軽・察 ヘリコプター」 ( Armed Aerial Scout , AAS  )  EADS AAS-72X 。 
  2. 民間機 「EC145」である。

日本の複合ヘリコプター

一般社団法人 日本航空宇宙工業会 > 日本の航空宇宙工業 50年の 歩み 

> 各論;岡村製作所 N-52 軽飛行機 ~ 日本航空機製 YS-11 旅客機 まで
> ヘリプレーン1型 側面写真 第100頁 ( PDF では2頁目になります。)

日本でも複合ヘリコプター開発が行われていたことがあり、戦中にオートジャイロ 「カ号観測機」を作っていた萱場工業(現・KYB株式会社, 1985年10月に 「カヤバ工業」 2015年10月に現行社名に) は、石川重工業(現・IHI) 製のラムジェットが先端に付いた 翼端噴流式 チップジェット ) のローターをセス170に取り付けたヘリプレーン製作し、1954年完成させた。 しかし、地上運転中に試作機が大破して開発中止となる。

その後、AH-56 シャイアン など世界的に次世代ヘリコプターはコンパウンドだと盛り上がっていた時期には、例に漏れず日本でも自衛隊向けの高速ヘリコプター開発構想があり、各社に提案を募るところまでは進んでいたが、当然ながら当時の日本航空機産業にはおろか世界航空産業全体にとっても、ちょっと背伸びしすぎていたため結果的に実現はしなかった。

1960年代には川崎航空機 (現在の「川崎重工業・航空宇宙カンパニー」)でKV-107に固定翼と推進用プロペラを装備した KAV-1 の研究などが行われ、富士重工業では複合ヘリコプター開発の第一段階として、1970年自社機のベル204Bに固定翼を付けた XMHを飛ばして試験している。

最近では「宇宙航空研究開発機構」( Japan Aerospace eXploration Agency, JAXA ) でも「将来型回転翼機システム技術」として研究開発が始まるなど、日本でも遅ればせながら再び開発の気運が高まり始めているようだ。

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関連項目

参考文献


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ページ番号: 4766025 リビジョン番号: 2459066
読み:フクゴウヘリコプター
初版作成日: 11/11/17 02:32 ◆ 最終更新日: 17/02/13 21:19
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複合ヘリコプターについて語るスレ

9 : ななしのよっしん :2014/02/09(日) 11:59:23 ID: GmECxWfSJ3
オスプレイべれば複合ヘリコプターの方が先に実用化されそうな見たしてるが、AH-56の失敗で当時のヘリ業界の皆さんが複合ヘリコプターを諦めたんだろうか。
10 : ななしのよっしん :2014/10/16(木) 20:45:02 ID: 7beqG3ZZ2n
シコルスキーがS-97 レイダーの試作機をお披露しとるな。
二重反転ローター形式で巡航速度220ノット(407km/時)。
エンジンブラックホークのを使用…外部装備を装備できる他に兵士六名を搭載可。

とにかくいな。記事本文にある通り400km/時代いってんじゃん。
11 : ななしのよっしん :2015/07/03(金) 13:46:37 ID: ca9KGiJXOD
数年来の航空機の大案件たちがある程度片付いたらヘリの新規開発に人材投入してくれるといいな
産コンパウンド見たいよ
12 : ななしのよっしん :2016/04/25(月) 12:27:31 ID: 3X8uCx+K73
>>9
も良いところだが。オスプレイと違って全身側のローターが衝撃は発生させる用になっちゃうから、それに耐えられるローター作るのが大変。
13 : ななしのよっしん :2016/11/19(土) 19:47:14 ID: HAUW53S3+C
普通の二重反転ローターとABCローターはどこが違うの?
14 : ゆい奈 :2017/02/05(日) 22:32:35 ID: F64pgrtyWZ
「先進羽根概念・回転」(Advancing Blade Concept roter , アドヴァンスト・ブレイドコンセプト・ローター , ABCローター)について解説を加えました。もしわかり辛いときは、この掲示板に返信すれば善しあます。
15 : ななしのよっしん :2017/03/30(木) 11:21:39 ID: HAUW53S3+C
何だこの情報量は・・・たまげたなぁ
で、要するにABCローターってのは、得られる揚の大きい関節の同軸二重反転ローターって事?
16 : ななしのよっしん :2017/05/28(日) 01:11:18 ID: 3X8uCx+K73
>>15
総合的な揚はそんなに増えない。

記事中にも書いてあるが、あんまり機体速度が増すと後退側での失速が起きる。
機体に対して前進側のローターの対気速度は「回転速度+機体速度」になる一方、後退側のローターの対気速度は「回転速度―機体速度」になる。
対気速度が下がれば当然揚も小さくなるし、大きくなれば逆。つまり単一ローターのヘリコプターは、機体速度を上げるほど前進側と後退側の揚差が大きくなり、最終的にはバランスを崩す。
まぁ書いてある通り、前進側も行き過ぎると音速越えて揚を失うんだが、そのころには後進側の揚も死んでるんで普通に落ちる。
後退側に配慮して低速向きのローターにすると前進側が落ちるのが速くなり、高速向きにすると今度は後退側が落ちていく。ローターが単一である限りどうしようもないジレンマ
じゃあローターを二枚使い、後退側は考えないことにしてゴリゴリの高速向けローターで前進だけで揚を産めばいい、というのがABCローター。
高速域ではピザハーフハーフみたく上下のロ
(省略しています。全て読むにはこのリンクをクリック!)
17 : ななしのよっしん :2017/08/03(木) 18:06:48 ID: 2Y2zSOvbdJ
>>16
同軸二重反転ローターでそれやったらフラッピングで上下のローター衝突しない?
ループストッパーみたいなので抑制したとしてもブレードには相当な負荷がかかると思うけど
18 : ななしのよっしん :2017/09/15(金) 01:39:04 ID: 3X8uCx+K73
>>17
関節ローターでフラッピングは大分抑制される。
御察しの通りえげつない負担がローターにかかるが、そこんところはローターの剛性で耐えるのみ。

この辺が難しいから、開発中なのだろう。コスト的なことも含めて解決するのはもう少し先になりそう。
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