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マストバンピング [航空機事故]

堺市でのロビンソンR22の墜落事故についての続きです。

事故報告書に「マストバンピング」という言葉がでてくるせいか、一般メディアにも「マストバンピング」という言葉が氾濫しています。しかし、事故報告書での扱い方が中途半端であるせいか、とんちんかんな報道が多い気がします。

そこでマストバンピングについて思ったことを書いてみます。なお、間違っているところがあればぜひ指摘してください。

マストバンピングが何かというのを説明する前に、まずはこのYoutubeの動画をご覧ください。
アメリカ陸軍が作成した動画らしいですが、すばらしいです。もちろん英語ですが、映像を見るだけでも結構参考になると思います。(ただしヘリの構造がわかっている必要はあります。)
「CrustyでOldだが、Timelessだ」とコメントがついていますが、まったくそのとおりでしょう。

Mast Bumping - Causes and Prevention
http://jp.youtube.com/watch?v=_QkOpH2e6tM

この動画はすばらしい。このナレーションを完全に理解したら、マストバンピングについて他に勉強する必要はないでしょう。(なお、この動画についてはテールコーンヒットの話はほとんど出てこないことについてご留意ください。)


あとはFAA(アメリカの航空局)が発行している「Rotorcraft Flying Handbook」も参考になるでしょう。日本語版も売っていますが、英語版はPDFで配布されています。
http://www.faa.gov/library/manuals/aircraft/
これの「Rotorcraft Flying Handbook」をダウンロードしてください。107ページにマストバンピングが出てきます。ごく簡単ですが、まとまっています。

英語ばっかりなので日本語のWebも紹介してみます。

一部で有名なオレゴンチョッパーです。ここのレッスン4にマストバンピングのことが出てきます。実際的な話ですね。
http://homepage1.nifty.com/Heliport-K/or_chpr/

悲しいかな、ヘリの空力などについては、日本語の情報の質は明らかに英語に劣っています。本気で勉強するなら英語を読みましょう。その方が参考になります。



ところで、ヘリのローターは固定されていると思っている方が多いと思いますが、ヒューイやR22などのシーソーローター(semi-rigid)は拘束されていません。基本的には全く拘束されておらず、自由に動くことができます。

ヘリのローターは飛行機のプロペラとは違います。R22のローターなど停止時には手で動かせます。フラッピング方向には余裕で手で動かせます。飛行中には全く固定する仕組みはありませんので念のため強調しておきます。

わたしのホームページの「R22メカニズム解説」のローターヘッドの写真を引用してみます。
http://www012.upp.so-net.ne.jp/jl4ouf/

R22_head.jpg

これを見てもわかるとおり、R22のヘッドはヒンジの拘束はありません。動き放題です。もちろん過剰なフラップダウンを止める部品はありますが、これは飛行時には通常機能しません。万が一機能するとしたら、まさにマストバンピングの時でしょう。(なおR22はシーソーローターですが例外的にフラッピングヒンジを持ちます。なくても多分設計できるでしょうが、ブレードの応力軽減のため採用されています。繰り返しますが空力的には必須の部品ではありません。)


このように無拘束なのに「なぜローターディスクの傾きを機体に伝達できるか」ですが、ここがマストバンピングを理解するポイントになります。

全関節型や無関節型はローターの遠心力が無理やりローターディスクの傾きを機体に伝達します。しかし、純粋なシーソーローターの場合は遠心力は関係ありません。
言ってみれば「重りにヒモをつけて動かしている」だけです。つまりローターの推力の方向を制御することで、重たい機体をその方向に引っ張っているだけです。
そのため、推力がない状態ではローターの傾きと機体の傾きは無関係になります。(概略の話です。)

逆にいうと、ローターディスクの傾きに機体が常に追従するのならば、ローターがマストに干渉する(これこそマストバンピング)もないし、ローターがテールコーンにあたることもありえないのです。シーソーローターで推力が無いと、追従が悪くなるからマストバンピングが起こるわけです。

われながらわかりにくい説明が続いたと思いますが、興味がある方は勉強してみてください。

一応参考書を紹介しておきます。




ロータークラフトフライングハンドブック


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