ローター翼

ローター翼は回転して揚力を発生させるローターまたは翼です。一般に、ローターは垂直または左右方向(翼幅方向) にほぼ揃った軸を中心に回転します。3 つのクラスすべてが揚力ローターとして研究されており、いくつかのバリエーションが実物大の航空機で飛行していますが、ヘリコプターなどの回転翼航空機では垂直軸回転翼のみが普及しています。

いくつかのタイプは前進速度がゼロのときに揚力を提供し、ヘリコプターのように垂直離着陸(VTOL)を可能にします。他のタイプ、特に無動力の自由回転タイプは、オートジャイロのように固定翼航空機と同じように前進速度を必要とします。多くの機種は、必要に応じて前進推力も提供できます。

ローターの回転を揚力に変換する独創的な方法が数多く考案されている。このようなローター翼は、ローターの軸によってさまざまな種類に分類できる。種類には以下のものがある: ^{[1] [2]}

垂直軸

• 現代の回転翼航空機で使用されている従来の回転翼。

スパン方向の水平軸

• ウィングローター: 主な揚力を生み出す翼断面の水平軸ローター。
• マグナスローター: マグナス効果によって揚力を生み出すローター。
  • フレットナーローター: ディスクエンドプレートを備えた滑らかな円筒形のマグナスローター。
  • トムローター: スパンに沿って複数のディスクを備えた滑らかに回転するシリンダー。
• サイクロイド ローターまたはサイクロローター: 水平軸ローターの縁の周りを回転する水平方向の揚力翼のセット。(動力付きま​​たは動力なしの場合があります。) サイクロイド ローター翼を持つ航空機は、サイクロジャイロと呼ばれます。いくつかの例としては、中央のマグナス シリンダーの周りにサイクロイド ローターを備えたハイブリッドがあります。
• クロスフローファン: 成形ダクト内のスラット付き円筒形ファン。

縦方向水平軸

• ラジアルリフトローター: 周期的なピッチ変化によって揚力を生成する、ほぼ前後軸のローター。
  • 自走翼またはラジアル リフト ローター: 回転軸が気流に対して角度を付けられ、ピッチの周期的な変化とラジアル リフト成分を生み出すプロペラまたはローター。
  • サイクリックピッチ制御を備えたラジアルリフトプロペラ：横方向の揚力成分を生成できるプロペラ。

従来の回転翼航空機は垂直軸ローターを備えています。主なタイプには、揚力と推力の両方を提供する動力ローターを備えたヘリコプターと、揚力のみを提供する動力のないローターを備えたオートジャイロがあります。また、さまざまなハイブリッドタイプ、特に動力ローターと独立した前進推進力を備えたジャイロダインや、前進飛行中にローターの回転が停止して固定翼として機能するストップローターもあります。

回転体が回転軸に対して直角に空気中を通過すると、3次元で横方向の力が発生します。このマグヌス効果は、1872年にグスタフ・マグヌスによって回転する円筒で初めて実証されました。円筒の軸が幅方向（左右方向）に揃っている場合、空気中の前進運動によって揚力が発生します。回転体は円筒である必要はなく、多くの関連する形状が研究されています。^{[2] [3]}

フレットナーローターは、両端にディスクエンドプレートが付いたマグナスシリンダーで構成されています。アメリカのプリムスAA-2004 水上機は主翼の代わりにフレットナーローターを搭載し、1924年に短距離飛行を達成しました。^[2]

クロスフローファンは、中心軸と平行に放射状に並んだブレードの配列で構成され、ファンは部分的にまたは完全に成形ダクト内に収納されています。この特殊な形状により、ファンを回転させると、ダクトの一端から空気が吸い込まれ、ファンを通過して他端から排出されます。

FanWingはこの原理を利用した揚力ローターです。空気を後方に排出することで前方への推力を生み出すと同時に、空気を下方に引き寄せることで非常に低速でも揚力を増強することができます。^[4]プロトタイプのUAVは2007年に飛行しました。

第二次世界大戦中、フォッケウルフは機体胴体の腰部にチップジェット駆動の回転翼を備えたトリープフリューゲルを提案した。提案された運用方法は、翼を従来の回転翼として使用し、テールシッターとして着陸および離陸することだった。その後、機体は水平飛行に傾き、回転翼の周期的なピッチ変化によって揚力が得られ、翼端ラムジェットが前方推力を提供するように角度が付けられた。^[5]

数年後、アメリカのヴォート社製 XF5U 円形翼戦闘機の試作機が、大型のラジアルリフトプロペラを搭載して設計された。機体が地上にあるときはプロペラが上向きに傾いており、機体が前進しているときには、ブレードの迎え角またはピッチ角に周期的な変化が生じる。この周期的な変化により、水平回転時にブレードにラジアルリフト成分が生じ、翼の揚力を増強することが意図されていた。^[1]試作機は完成したが、試作機が飛行する前にプロジェクトは終了した。

• 電動リフト
• コンバーチプレーン

• Foshag, WF および Boehler, GD、「揚力水平軸回転翼航空システム (HARWAS) のレビューと予備評価」、Aerophysics Co.、1969 年。
• Seifert, Jost、「航空学におけるマグナス効果のレビュー」、Progress in Aerospace Sciences Vol. 55、Elsevier、2012 年、17 ～ 45 ページ。