ヘリコプター

ヘリコプターが回転翼（ローター）によってその揚力を得ているという事実は、その飛行に影響を与える要因を非常に複雑にしています。なぜならローターは回転するだけではなく、羽ばたくように上下に動き、ヘリコプター自体の水平または垂直方向の動きによって影響されてしまうのです。 通常の航空機の翼型とは異なり、ヘリコプターのローターの翼型は通常、左右対称である。 ローターのコードラインは、翼のコードラインのように、翼の前縁から後縁に引いた仮想線である。

相対風は、翼に対する風の方向である。 飛行機では翼の飛行経路は前方への飛行に対して固定されているが、ヘリコプターではローターの飛行経路は円運動をする過程で前方（ヘリコプターの機首まで）、後方（ヘリコプターの尾部まで）へ進む。 相対風は、常に飛行経路と平行で反対方向にあると考えられます。 ヘリコプターの飛行を考える上で、相対風はブレードの回転、ヘリコプターの水平移動、回転翼の羽ばたき、風速と風向きの影響を受けることがあります。

プロペラのように、ローターにはピッチ角があり、これはローターディスクの水平回転面と翼のコードラインとの間の角度である。 パイロットはこのピッチ角を変えるために、コレクティブピッチコントロールとサイクリックピッチコントロール（後述）を使用します。 固定翼機では、迎角（相対風に対する翼の角度）が揚力を決定する上で重要である。 ヘリコプターの場合も同様で、ローターブレードのコードラインに相対風が当たる角度が迎え角となる。 ローターブレードのピッチ角を変化させると、迎え角が変化し、その結果、揚力が変化する。 ピッチ角を大きくすると（失速点まで）揚力が増加し、小さくすると揚力が減少する。

ロータースピードも揚力を制御し、毎分回転数が高いほど揚力は大きくなる。

固定翼機と同様に、空気密度（気温、湿度、気圧の結果）はヘリコプターの性能に影響を与える。 密度が高いほど揚力が大きくなり、密度が低いほど揚力が小さくなります。 固定翼機と同じように、揚力が変化すると抗力も変化します。 ピッチ角、つまり迎え角を大きくして揚力を上げると、抗力が大きくなり、ローターの回転が遅くなる。 そのため、所望の回転数を維持するためには、さらなるパワーが必要となる。 このように、ヘリコプターは従来の航空機と同様に揚力、推力、重量、抗力の影響を受けるが、その飛行様式によってさらなる影響を受ける。 ヘリコプターが無風状態でホバリングするとき、ローターの回転面（チップパス面）は地面と平行になり、重量と抗力の和は推力と揚力の和と正確に釣り合う。 垂直飛行では、重量と抗力の成分は真下に向かう単一のベクトルに結合され、揚力と推力の成分は真上に向かう単一のベクトルに結合される。 ヘリコプターの前進飛行では、ローターの回転面を前方に傾けている。 (ヘリコプターのローターマストは傾くのではなく、回転面内の個々のローターブレードのピッチ角が変化することを理解する必要があります）。 横方向への飛行の場合、ローターの回転面を所望の方向に傾ける。

ローターには動力があるので、ローターと反対方向に機体を回転させる傾向のある、等しくて反対のトルク反作用がある。 このトルクを相殺するのが、胴体先端にあるテールローター（アンチトルクローター）です。 パイロットはフットペダルによってテールローターの推力を制御し、必要に応じてトルクを中和する。 つまり、ヘリコプターの前進によって生じる揚力の非対称性で、前進するブレードはより多くの揚力を持ち、後退するブレードはより少ないという結果になるのである。 これは、前進翼は翼速度とヘリコプタの速度の合成速度を持ち、後退翼は翼速度とヘリコプタの速度の差を持つために起こります。 この速度の差が揚力の差となり、前進するブレードの方が速く動いているため、より多くの揚力を発生させることができます。 このため、ブレードが前進している方が揚力が大きく、制御しないとヘリコプターが横転してしまいます。 しかし、この揚力差はブレードの羽ばたきと周期的なフェザリング（ピッチ角の変更）により補われます。 ブレードは水平方向にはばたくヒンジでローターハブに取り付けられており、垂直面内を移動できるため、前進するブレードははばたき上げて迎え角を小さくし、後退するブレードははばたき下げて迎え角を大きくすることができます。 この組み合わせにより、揚力が均一化される。 (また、ブレードはハブに対して垂直ヒンジで取り付けられており、各ブレードが回転面内で前後に動くことができる。 この垂直ヒンジが振動を緩和し、加速・減速の影響を吸収する) また、前進飛行時には、サイクリック・ピッチ・コントロールの位置によって同様の効果が得られ、揚力の均一化に寄与している。

その他、ヘリコプターに働く力としては、遠心力によってブレードが上向きに曲がるコニング効果、羽ばたき運動によってブレードが回転軸に近づく（加速）または離れる（減速）コリオリ効果、ホバー時にテールローターの推力でヘリコプターが動く傾向であるドリフト効果などがある

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