サイクリックピッチって何？

webでヘリのローター関係のサイトを見ていると「サイクリックピッチ」なる言葉に遭遇．ヘリを飛ばす上で重要なワードのようなのでこちらで調べてみました．

まず「コレクティブピッチ」と「サイクリックピッチ」があるようです．



コレクティブピッチとは．．．　「ヘリを上下させるためのピッチ」

ディスク上どこでも同じピッチがつく

メインロータが回転すると円盤のように見えるので「ディスク」と呼ばれるそうです．コレクティブピッチは，このディスクのどこでも，同じピッチです（ピッチとはローターの角度のこと）．

固定ピッチ，FP（Fixed Pitch）は固定のピッチなので，ヘリの上下はローターの回転速度の上げ下げで行います．一方，コレクティブピッチ，可変ピッチ機，CP(Collective Pitch)は，ピッチをプラスからマイナスまで変化させることができます。マイナスにすると逆ピッチになるため、背面飛行ができたりするワケです。可変ピッチ機はイメージ的には回転数を一定とし、コレクティブピッチの角度をプラスにしたりマイナスにしたりしてヘリを上げ下げします。角度の付け方によって負荷が変わりますから、それに合わせて回転数を一定に保てるようにモーターの出力を調整する感じです。

以前取り上げた記事では，ドローンとヘリの違いが述べられていましたが，今回の知見と合わせると，一般的なヘリはサイクリックピッチで，ドローンはコレクティブピッチのようですね．



サイクリックピッチとは．．．「周期的に変わるピッチ」

ディスク上の位置によってピッチが変化

サイクリックピッチは「水平(前後左右)移動するためのピッチ」ですが、水平に移動する際、メインローターの回転面＝ディスクが傾くことによって移動しているのは分かると思います。




◇参考サイト
⇒　http://yszone.cocolog-nifty.com/yszone/2009/08/rc09-d4ba.html

2重反転ロータについて

2重反転ロータに興味があります．ドローンを飛ばすなら，この2重反転ロータを使いたい．テールにトルクを消すロータを付ける必要が無いですからね．対称性のある機体ができます．球体とか．以前挙げた，スイスの「GimBall」もこの方式です．

以下wiki転載

2重反転ロータとは，または同軸反転式ローターとはヘリコプターのメインローター形式及カウンタートルク対策である。ローターが同軸上に2つあり、互いに反転して回ることにより、カウンタートルクを打ち消す仕組みを指す。

Ka-50/Ka-52 ホーカム/ブラックシャーク

＜利点＞
・ローターの直径が小さくできる。
・テールローターが不要になり、テールブームをメインローター回転面の外まで伸ばす必要が無い。またテールローターが低空飛行時や着陸時に、何らかの物体や地上の人と接触する事によって起こる事故が無くなり、安全性が向上する。
・メインローターに全出力を回せるためパワーロス低減が可能。
・小型化し易く艦上機あるいは艦載機としての使用に有利となる。陸上機の場合もヘリポートの面積を節約できる。
・ヘリコプターに不利とされる高速性能の追求が容易。
・テールローターを装備する形式と比較して自立安定性が優れているので高度な制御が無くても一定の安定性を維持できる

＜欠点＞
・ローター回転軸やトランスミッションの構造が複雑になる。
・操縦系統の設計が難しい。
・飛行中の応力によりローターが衝突するのを防ぐため上下間隔を広げる必要があり、非常にローターマストが高くなる。このため格納庫の天井を高くしなければならない。このことは、ロシア海軍のように艦載ヘリコプターを2重反転ローター形式の機種のみで運用する海軍では問題になる可能性は少ないが、一国の海軍が艦載ヘリコプターの多機種運用を実施しようとする場合や、多国間運用の際に他国艦船に着艦するような場合に、艦上の格納庫の内寸が機体寸法に適合しないといった不具合が発生する恐れがある。（相互運用性の問題）
・上下の干渉による損失が発生する。(そのため、シコルスキー S-69のように回転翼を剛体化するか、カモフ Ka-25のように上下の回転翼間を離す必要がある。)

＜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、前進側のローターだけでほとんどの揚力を賄う形式であり、後退側の逆流や失速による左右の揚力バランス喪失に対する解決策の1つとされている。この形式ではより高速飛行に向いた翼型のローターを用いることになるため、従来では不可能だった高速ヘリコプターが実現できるとされている。通常のヘリコプターではメインローターの前進側が遷音速に達し衝撃波が発生する速度が限界となり、解決策としてローター先端に後退角をつけ、さらにその部分には遷音速翼型を用いるヘリも実用化されているが、シングルローター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。この問題はABCローターを用いることで後退側ローターに依存しない飛行が可能になるため解決できるという。またリジッドローターはヒンジが存在しないという性質上フラッピング動作も小さいため、高速飛行時における後退側の失速も抑え易く(前述の通り本来は後退側に依存しない形式ではあるが)なり、またローターの衝突防止に上下間隔を広くとるために背が高くなる欠点もある程度解決できる。

＜他の反トルク解決方式＞
ツインローター式
　・チップジェット　：　翼端に噴射口のあるヘリコプターブレードである。翼端噴流式とも。 チップジェットは通常の駆動軸回転式に対してトルクが発生しない為、テールローターが必要ない。
　・ホットサイクル式ローター
　・タンデムローター式
　・交差反転式ローター
　・サイドバイサイドローター式

シングルローター式
　・ノーター式
　・ダクテッドファン式


◇参考サイト
⇒　wikipedia 2重反転ロータ

固定ピッチと可変ピッチ

マルチコプターは固定ピッチ，ラジコンヘリは可変ピッチ，メリットデメリットを理解できます．

⇒　http://www.04u.jp/aerial0d_a03.html


＜固定ピッチのデメリット＞

・固定ピッチは、下降動作と上昇気流に極めて弱い．

＜固定ピッチのメリット＞

・製造コストが安い
・メンテナンスが容易
・軽い




面白いコラムがありました（以下転載）

ラジコンヘリと一眼レフの共通点

Ｑ：2014年現在で、ニコンとキヤノンからフルサイズミラーレス一眼レフが発売されてない理由は？

突然、マルチコプターとは関係ない問いかけからスタートします。
マルチコプターの以下の特徴を確認します。
・マルチコプターは、構造的に単純である
・マルチコプターは、結果として安価に制作出来る
・マルチコプターの基本特許は無い

さて、ここで上記の箇条書きのマルチコプターをミラーレスフルサイズデジタル一眼レフに置き換えて下さい。はい。見事に一致します。どちらの業界も、ニコン・キヤノンやJR・ヒロボーなどの歴史のあるメーカーが単純且つ利幅が狭い新ジャンルに参入出来ていません。例として取り上げたメーカーは、マルチコプターもミラーレスフルサイズデジタル一眼レフもいつでも販売可能。でも、発売はしない。彼らも自社ブランドの位置を良くわかっているのです。安易な新ジャンルへの参入には未来が無い。安価である事が優先される新ジャンルは、どこまで行っても価格が勝負。この世界では、既存メーカーは勝負になりません。

ここで、旧タイプの商品である、「ミラー付きデジタル一眼レフ」と、「従来型ラジコンヘリコプター」を考えて見ます。このどちらも、無くなる事はありません。新ジャンルではカバー出来ない事がどちらにも存在します。ラジコンの世界なら、絶対的な水平移動速度。カメラの世界なら、趣味の分野。

この似通った新ジャンルは、その特性を理解した上で使い分ける必要があります。
ミラーレスフルサイズ＝短フランジバック起因の四隅の画質
マルチコプター＝固定ピッチ起因の軽量性
ひところ、NEX5(APS-C)をマルチコプターに動画撮影用として搭載することが流行った次期があります。
0 [Zero]の眼からは・・・
どちらも、間違った使い方として写りました。
絞り込む動画なら、APS-Cは不要(小さい受光部で十分)
マルチコプターは軽いことが正義(重いなら信頼性の観点から従来型が優れる)
0 [Zero]も、いづれは参入しますが、人物を撮らないCM撮影なら従来型ラジコンがベスト。
人物を撮り、レンズを開ける必要が無いならGoPro。
レンズを開けて人物を撮るなら、そのワークに対応出来る専用設計のマルチコプター。
目的があってから形が決まる。
これが、当たり前の事と考えています。


起業心が湧きますね笑