低重力条件

ほとんどの小型飛行機やグライダーは、無重力状態でも問題なく飛行できます。実際、操縦席で無重力状態を体験するのは楽しいものです。無重力状態を実現するには、航空機は弾道飛行経路、つまり基本的に逆放物線を描くように飛行する必要があります。  

対照的に、低G状態はヘリコプターにとって致命的となる可能性があります。このような状況では、ローターが通常の限界を超えてフラッピングし、ブレードの根元がヒンジの限界を超える可能性があります。マストバンプとして知られるこの状態は、ブレードがハブから分離したり、マストがせん断されたりして、システム全体が機体から分離する可能性があります。これは、ロビンソンヘリコプターに見られる2枚ブレード設計など、ティータリングローターを備えたヘリコプターに特に当てはまります。この効果は、ベルUH-1およびAH-1ヘリコプターで多くの事故が発生したときに初めて発見されました。これらの特定のヘリコプターは、明らかな原因もなく墜落しました。後に、これらの事故は通常、尾根を越えて上昇から急降下を開始した後の低地飛行中に発生することがわかりました。関節式および固定式ローターシステムは、0Gまで制御力を失いませんが、フラッピングヒンジがマストからオフセットされている場合は、この状態に遭遇する可能性があります。 

ヘリコプターでは、特にティータリングローター設計の場合、低G条件下で危険な状況が発生する可能性があります。^{[ 1 ]} 1960年代後半、米陸軍は、特定の空力条件、特に低G条件下で、メインローターがヘリコプター自身の尾部に衝突する危険性を発見しました。低G条件下では、ヘリコプターの重量がメインローターから解放され、操縦への入力が危険な状況を引き起こす可能性があります。^{[ 2 ]}

ティータリングローターを備えたヘリコプターは、ローターシステムが胴体の姿勢を制御できないため、低G 状態にさらしてはなりません。これにより、胴体は運動量とテールローターの推力によって制御される姿勢をとることになり、テールブームがメインローターの先端経路面と交差したり、ブレードの根元がメインローターの駆動軸に接触したりして、ブレードがハブから分離する（マストバンプ）可能性があります。^{[ 3 ]} 2020 年代に、ロビンソンはこの種の事故の可能性を減らすために、R66 用の新しい尾部を開発しました。^{[ 2 ]}ジョージア工科大学とメリーランド大学による 2 つの大学によるロビンソンのメインローターの研究では、ローター設計が他のティータリング設計よりも低G 状態に弱いとは見出されず、ロビンソンが継続的に行っている設計の研究と一致しています。それにもかかわらず、ロビンソンは高速ロール安定性を向上させるための新しい尾翼を開発し、2023年にFAAの承認を得た。ロビンソンはこの再設計を他のモデルにも適用したいと考えているが、ロビンソンの設計では、デモンストレーションであっても低G機動は依然として禁止されている。^{[ 2 ]}

低G状態に起因する事故の一例として、2020年にオーストラリアでR44が谷間を飛行中に低G状態に陥ったことが挙げられる。これにより機体が激しく揺れ、最終的に分解した。^{[ 4 ]}

低G状態は、場合によっては固定翼機にも影響を与える可能性があり、主に翼上の気流を乱すことで、空力面による操縦を困難または不可能にする。

操縦翼面による航空機の操縦性は、対気速度のみに依存します。したがって、対気速度を一定に保てば、操縦性は維持されます。通常、揚力を発生させる必要がないため、操縦性は向上します。固定翼機にとって0Gの力は最小限の問題ですが、重力式燃料供給システムを備えた航空機など、例外もあります。