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回転翼航空機、ローターウィング航空機、またはロータークラフトは、垂直マストの周りを回転して揚力を発生させる回転翼を備えた、空気より重い航空機です。[ a ] [ b ] 1 つのマストに取り付けられた複数のローターブレードの集合体は、ローターと呼ばれます。
回転翼航空機とは、一般的に、ヘリコプター、ジャイロプレーン、オートジャイロ、ジャイロダインなど、飛行全体を通して1つ以上のローターが揚力を発生させる航空機を指します。複合回転翼航空機は、ローターに加えて、追加の推力エンジン、プロペラ、または静止揚力面を備えています。ヘリコプターなど、垂直離着陸が可能な機種もあります。垂直飛行にはローターの揚力を使用し、水平飛行では固定翼の揚力のみを使用する航空機は、回転翼航空機ではなく、コンバーティプレーンと呼ばれます。
ヘリコプターは、エンジンによって回転翼が飛行中ずっと回転し続ける動力付き回転翼航空機であり、垂直離着陸、ホバリング、前進、後退、横方向への飛行を可能にする。ヘリコプターには、1つまたは複数のメインローターを備えた、いくつかの異なる構成が存在する。
単一の軸駆動式メインリフトローターを備えたヘリコプターは、テールローター、ファンテール、NOTARなどの何らかのアンチトルク装置を必要とする。ただし、ほとんどトルクを発生しないチップジェット推進を使用するヘリコプターは例外である。
オートジャイロ（ジャイロコプター、ジャイロプレーン、ロータプレーンとも呼ばれる）は、動力のないローターをオートローテーション状態で空気力によって駆動し、揚力を発生させ、固定翼機と同様のエンジン駆動のプロペラで推力を発生させます。外観はヘリコプターのローターに似ていますが、オートジャイロのローターは回転を生み出すためにローターディスクを上向きに通過する空気の流れが必要です。初期のオートジャイロは、当時の固定翼機に似ており、翼と機体を牽引するトラクター構成の前方搭載エンジンとプロペラを備えていました。後期のオートジャイロは、推進式構成の後方搭載エンジンとプロペラを備えています。
オートジャイロは1920年にフアン・デ・ラ・シエルバによって発明された。推進式プロペラを備えたオートジャイロは、エティエンヌ・ドルモワが自身のブールA-1オートジャイロで初めて試験飛行を行った。
ジャイロダインのローターは通常、離着陸時にはエンジンによって駆動され、ヘリコプターのようにホバリングします。前進飛行時の反トルクと推進力は、短い翼またはスタブ翼に取り付けられた1つまたは複数のプロペラによって供給されます。プロペラへの出力が増加すると、ローターが前進推力を発生させるために必要な出力は少なくなり、ピッチ角とローターブレードのフラッピングが減少します。巡航速度では、推力の大部分またはすべてがプロペラによって供給されるため、ローターにはプロファイル抗力を克服し、揚力を維持するのに十分な出力のみが発生します。この結果、回転翼機はオートローテーション中のオートジャイロのフリーホイールローターよりも効率的に動作し、高速飛行時のヘリコプターの後退翼失速による悪影響を最小限に抑えることができます。
ローターカイトまたはジャイログライダーは、動力を持たない回転翼航空機です。オートジャイロやヘリコプターと同様に、1つまたは複数のローターによって発生する揚力を利用して飛行します。ヘリコプターとは異なり、オートジャイロとローターカイトはローターを回転させるエンジンを搭載していません。オートジャイロはローターを回転させ続けるための前進推力を発生させるエンジンを搭載していますが、ローターカイトにはエンジンが全く搭載されておらず、他の航空機から空中に運ばれて投下されるか、車やボートに牽引されて空中に浮かぶかのいずれかの方法で飛行します。
回転翼の特徴はブレードの数にある。一般的には、駆動軸1本あたり2枚から6枚のブレードが用いられる。
回転翼航空機は、1つまたは複数のローターを備えることができる。ローターの構成は様々である。
回転翼機の中には、前進飛行時にローターを停止させて固定翼のように機能させる設計のものがある。垂直飛行やホバリング時には回転して回転翼（ローター）として機能し、高速での前進飛行時には停止して固定翼として機能し、必要な揚力の一部または全部を提供する。安定性や操縦性を向上させ、補助揚力を得るために、追加の固定翼が設けられる場合もある。
初期のアメリカの提案は、ロッキードF-104スターファイターを三角形の回転翼に改造することだった。このアイデアは後にヒューズによって再検討された。 [ 4 ]シコルスキーS-72研究機は広範な飛行試験を受けた。
1986年、シコルスキーS-72ローターシステム研究機（RSRA）に、Xウィングとして知られる4枚ブレードの停止型ローターが搭載された。しかし、このローターが実際に飛行する前に、2年後に計画は中止された。
後のカナードローター/翼 (CRW) コンセプトでは、従来の尾翼に加えて「カナード」前翼が追加され、ローター翼の負荷を軽減し、前進飛行中の制御が可能になった。垂直低速飛行では、主翼はジェットエンジンの排気によってヘリコプターのローターのように先端駆動され、テールローターは不要である。高速飛行では、翼は3面航空機の主翼のように翼幅方向に停止し、エンジンは通常のジェットノズルから排気される。 2003年から2枚のブレードローターを備えたボーイング X-50 ドラゴンフライの試作機が2機飛行したが、両方とも正常に移行できずに墜落したため、プログラムは終了した。[ 5 ]
2013年に米国海軍研究所（NRL）は、2011年12月6日に特許を取得した垂直飛行から水平飛行への遷移方法と関連技術を発表し、これをストップローター回転翼航空機と呼んでいます。[ 6 ][7]オーストラリアの企業StopRotor Technology Pty Ltdは、ハイブリッド回転翼（HRW）航空機のプロトタイプを開発しました。[ 8 ] [ 9 ]この設計では、高アルファ気流を使用してすべてのローターブレードに対称的な気流を提供するため、遷移中にほぼ垂直に落下する必要があります。[ 9 ]固定モードから回転モードへの飛行中の遷移は、2013年8月に実証されました。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
別のアプローチでは、離陸時に揚力面がローターとして機能し、機体が水平飛行のために傾き、ローターが停止して固定翼として機能するテールシッター構成が提案されている。 [ 13 ]