ヘリコプターって、どのくらいの高さまで飛ぶことが出来るのでしょうか。小学生に「ヘリコプターで、宇宙に行けるの?」と聞かれ、「宇宙は空気が無いから行けないよ」と答えたのは良いのですが、実際のところどこまで行けるのか気になりました。わたくし、物理は全くダメなのでどなたか理論的に説明してくださる方、お願いします。

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A 回答 (8件)

>エンジンが内燃機関ではなく、モーターのようなものでしたら


>理論的には地球の引力を振り払って宇宙まで行けるという事になるのでしょうか?

その場合もやはり「不可能」といわざるを得ません.
仮に驚異的に軽量でハイパワーなバッテリーと高効率のモータを
搭載したとしても,今度はこれまで投稿されてきた方々の内容のように
空気が希薄になり過ぎてロータでは推力を得られなくなります.

宇宙飛行士高度と呼ばれる高度(81kmまたは100km)での真空の度合いは,
地上の真空容器内で作られる真空の度合いよりも更に高い状態のものです.
このような環境において揚力等の空気力を発生させることは,不可能です.

現在確立している技術でこの宇宙飛行士高度より上空へ行く(つまり宇宙へ行く)
ためには,ロケットエンジンで加速させるしかありません.
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この回答へのお礼

わかりました。ありがとうございます。

お礼日時:2001/07/10 23:18

再び登場 yanron です!



ヘリコプターの最高高度記録は12、442m だそうです (^0_0^)

気温-62℃ さっむ~(>_<)

参考URL:http://www5b.biglobe.ne.jp/~dmbpilot/record04.html
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この回答へのお礼

ほう、こんなページがあったとは・・・。
度々、どうもありがとうございます

お礼日時:2001/07/10 23:21

ヘリコプタの上昇限度は,「高空での空気の低密度化によるロータ推力減少」よりも,


「高高度におけるエンジン出力の低下」の方が原因となります.

ある重量,ある高度,ある速度で飛行するために必要な出力は機種ごとに推算できます.
一方エンジンの出力は高度,温度条件によって変化し,高度が高くなるに従い減少します.
これは内燃機関一般に対して言えることです.

ある重量,ある高度,ある速度で飛行するために必要な出力と,
機体が搭載しているエンジンが実際に出せる出力が一致した場合,
それがその機体の飛行限界となります.それ以上高度を上げようとしても,
エンジンの出力が下がり,必要な出力を満たさなくなるので上昇出来なくなります.
その限界高度はこれまで投稿された方々が示した通りの値です.

強調したいのは,上昇限度は(空気が薄いことによる)ロータ推力の減少に
よるものではなく,高高度におけるエンジン出力低下によるものであるということです.

参考文献:加藤寛一郎,今永勇生:ヘリコプタ入門,東京大学出版会,1985.

この回答への補足

本で調べていただき、大変感謝しております。

ということは・・・。エンジンが内燃機関ではなく、モーターのようなものでしたら理論的には地球の引力を振り払って宇宙まで行けるという事になるのでしょうか?

その点がわかりましたら、教えていただきたいと思います。

補足日時:2001/07/10 00:29
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実用上昇限度については答えが出ているようですので


私はヘリコプターに関する理屈(屁理屈かな?)をば少々・・・

それでは
ヘリコプター(回転翼機)と普通の飛行機(固定翼機)の違いについて
基本的な飛行原理である「翼で揚力を発生させて飛ぶ」は同じですが
普通の飛行機とヘリコプターは翼に当てる風の作り方が異なる航空機です
普通の飛行機はエンジンでプロペラを回し推進力(前に進む力)を作り、前に進むことで翼に風を当てて翼が揚力(浮き上がる力)を生み出します、すなわち速度で揚力を作り出しているわけです。
それに対し
ヘリコプターはエンジンでローターと呼ばれる翼を回転させることで翼に風を当てて揚力を作り飛びあがります、つまり飛行機に対しこちらはローターの回転速度で揚力を作り浮き上がるわけです。
ヘリコプターが前進・後進・左右に自由自在に動けるのはローターの回転面そのものを行きたい方向に傾けることで揚力の方向を変化させ動くわけです。
ちなみに
ヘリコプターのしっぽに付いている小さなプロペラは「テールローター」と呼び、ローターが回転することで発生する反転トルク(ローターの回転方向と反対側に回ろうとする力)を打ち消すために付いています。
このように普通の飛行機は強大なエンジンでプロペラを廻し大きな翼で風を受けて飛ぶため空気の薄い高いところでも飛行することが出来ます。
ですが
ヘリコプターはエンジン単体では飛行機に負けないぐらい強力なエンジンを持っていますがローターのみで揚力を発生させて飛んでいるためあまり高い所まで上がっていけません。

蛇足
ヘリコプターは高くまで上がれない(上がらない?)
固定翼機は強大なエンジンで速度を上げる事が出来るので、高度が上がれば空気の抵抗も少なくなるのでかえって効率は良くなるが、回転翼機の場合は飛行機と違い、ローターの回転で揚力を作ることから飛行高度が上がれば上がるほど空気が薄くなるので効率が悪くなると思う。 それは与圧装置(高く上がると気圧が下がり、温度も下がるため室内を地上と似た環境にしておく装置)があるなしの問題ではないと思うし、航続距離(何処まで飛んで行けるか)の点からも高々度まで上がる必要性はないと航空機メーカーは判断しているんでしょうね。
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 純 数学的・物理学的に言えば、宇宙空間に分子は存在するので、ヘリの原理で推進することは(理論的には)可能です。

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 今までの回答では、全く根拠が示されていません。

典拠や「データ」をある程度示さないと、単なる噂(うわさ)でしか有りえませんので。

http://www.tecc.ne.jp/ahs/helicopter/heli.htm

製造会社 ユーロコプター(仏)
高度限界 7,000m

参考URL:http://www.tecc.ne.jp/ahs/helicopter/heli.htm
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この回答へのお礼

なるほど、ありがとうございます。参考にします。

お礼日時:2001/07/10 00:27

ヘリコプターは空気分子をプロペラによって下方に押し出して揚力を得ているものと考えられます。


ヘリコプターの性能にもよりますが、その空気分子を押し出す量が、上空へ上るにつれてどんどん少なくなっていきます。
なぜなら、1立方メートルあたりの空気分子量が少なくなる即ち、空気が薄くなっていますから。

ペリコプターに関してはまったく無知なのですが、
物理的に説明すると、こうなるのではないでしょうか?
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予圧された物がほとんど無いので大体6千メートルというのが最大上昇高度のようですね。



ターボを積んでいないものだと2~3千メートルぐらいです。
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(16.5/5.5)^2だと3の2乗で9になる。
16.5/5.5=3で、2の3乗で8として、1013/8=126.625又は100/8=125。
> およそ何hpa
だから、125hpa(海面を1000と仮定)・126hpa(海面を1013と仮定して小数点下を切捨て)・127hpa(海面を1013と仮定して小数点下を四捨五入)あたりが答えでしょう。

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メインローターが左回転の場合は、機体は右回転の力が働きます。
この右回転の力を消すためにテールローターが回る、と知りました。

メインローターが左回転の場合、テールローターは右回転、左回転どちらでもいいのでしょうか。ダメならその理由も教えてください。

ついでにテールローターもプロペラも含めて、右回転、左回転のどちらがいいのか、どちらでもいいのか、理由も教えてください。

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 ちなみに、メインローターの回転方向もどちらでも良いです。実際、左回転・右回転両方あります。救難救助用のヘリの場合は、ホイストの位置関係からフランスの機体を使うことが多いです。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%98%E3%83%AA%E3%82%B3%E3%83%97%E3%82%BF%E3%83%BC#.E3.83.A1.E3.82.A4.E3.83.B3.E3.83.AD.E3.83.BC.E3.82.BF.E3.83.BC.E3.81.AE.E5.9B.9E.E8.BB.A2.E6.96.B9.E5.90.91

2.テールローターの位置も尾部の左右どちらのタイプも存在します。メインローターの回転方向に対し、尾部を推すタイプをプレッシャータイプ、尾部を引っ張るタイプをトラクタータイプといいます。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%98%E3%83%AA%E3%82%B3%E3%83%97%E3%82%BF%E3%83%BC#.E3.83.86.E3.83.BC.E3.83.AB.E3.83.AD.E3.83.BC.E3.82.BF.E3.83.BC.E3.81.AE.E5.9E.8B.E5.BC.8F

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Q気圧と高度の関係

お世話になります。
皆さんには簡単なことかもしれませんが、、色々ネット検索してもわからなかったもので、、、
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3000m位になると700hPa位になるそうですが、
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この右回転の力を消すためにテールローターが回る、と知りました。

メインローターが左回転の場合、テールローターは右回転、左回転どちらでもいいのでしょうか。ダメならその理由も教えてください。

ついでにテールローターもプロペラも含めて、右回転、左回転のどちらがいいのか、どちらでもいいのか、理由も教えてください。

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http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6081994.html

>ギモン1
>メインローターが左回転の場合、テールローターは右回転、左回転どちらでもいいのでしょうか。ダメならその理由も教えてください。
「テールローター」には「右回転、左回転」の区別は付けられないのですが、強いて言うならば
「下側が前方に」回る方向というのが多いと思います。理由を明確に書いたものを見てはいま
せんが、前進飛行時にテールローターの上半分と下半分では受ける空気の速度が違い、
「前進側」の方が発生推力が大きくなります。これは「ジャイロの摂動(プリセッション)」によって
90°ずれて作用し、テールローター回転面を傾けようとします。今、「上から見て右回転」の
メインローターで「機体右側に」付いて「下側が前に回転」しているテールローターはこの
作用で前半分が「機体から離れる」方向に傾けられます。逆方向に回っていると「機体に
接触する」方向に傾けられることになります。恐らくこれが「下側が前方に」回っている理由
です。実際にはテールローターには「デルタスリーヒンジ」が使われ、この傾きを自動修正
するようになっています。

>ついでにテールローターもプロペラも含めて、右回転、左回転のどちらがいいのか、どちらでもいいのか、理由も教えてください。
プロペラに関しては、基本「前から見て」左に回るものが多いと思います。理由はエンジンが
その方向に回るのが一般的だからです。例外もありますが、多発機でも、全部のエンジンの
プロペラが同じ方向に回るものが多いと思います。

どちらがいいか、とは別に飛行機のプロペラもヘリのメインローターも回転方向による
「癖」ともいえる左右非対称の特性が生じます。プロペラではエンジン、プロペラの回転
質量や相対風の方向の違いによってジャイロプリセッションやP-ファクターと呼ばれる
機体をある特定方向に回そうとする作用が起きます。ヘリコプターでは、「ドリフト」と
呼ばれるテールローター推力によって横にスライドしていこうとする作用が起き、ラテラル
サイクリックピッチコントロールでメインローターを傾けてこれを止めています。
特にヘリの操縦では、メインローターの回転方向でこの「癖」の方向が左右正反対に
なるということになるので、常にペダルやスティックに力を加える方向も逆になり、
機種で回転方向が違うというのは操縦者には難儀な事になっています。

ついでに言うと、実機では左右をすべて「操縦者から見た方向」で言うことになっており、
また回転方向は「時計回り(clock-wise)」か「反時計回り(counter-clock-wise)」と
呼びます。従って「上から見て」右回転のメインローターのヘリは、実機としては
「反時計回り」であり、「前から見て」左回りのプロペラは実は「時計回り」だということ
になります。(私が回答に「~から見て」という断りをつけているのはそのためです。)


>ギモン2
>テールローターは尾部の右側、左側どちらに付けても構わないのでしょうか。それともメインローターの回る方向、この場合なら左回転と関係するのでしょうか。
>するならその理由も教えてください。
これは7月27日付でご質問された
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6067610.html
にも回答が出ていると思うのですが。設計上の思想で付いている向きは違う訳で、結果的
にはどちらでも良いことにはなるのですが、理由として破損時の考慮、推力の効率などが
関係し、機種で異なっています。

前回及び同文面のご質問とその回答があるので、多分に重複したものになってしまうのですが。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6067610.html
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6081994.html

>ギモン1
>メインローターが左回転の場合、テールローターは右回転、左回転どちらでもいいのでしょうか。ダメならその理由も教えてください。
「テールローター」には「右回転、左回転」の区別は付けられないのですが、強いて言うならば
「下側が前方に」回る方向というのが多いと思います。理由を明確に書いたものを見てはいま
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Q高度計、GPS 、気圧などの機能が付いた時計は非常に高いのですが海外のスント、バリゴ、ラドウェザーな

高度計、GPS 、気圧などの機能が付いた時計は非常に高いのですが海外のスント、バリゴ、ラドウェザーなどは信じられないくらいリーズナブルです。果たして使えるのでしょうか?直ぐに働かなくならないでしょうか?

Aベストアンサー

・腕時計を趣味で収集、修理しています。(現有620本くらい)

>高度計、GPS 、気圧などの機能が付いた時計は非常に高いのですが。。。

・CASIO数個とラドウェザー持ってます。
 そんなに高くは無いと思いますが。。。(実売1万台から5千円台まで)
 スントは数万ですから高い部類です。

 大量生産のセンサー類はスマホなどの普及で
 部品としては安価に生産できますし、
 腕時計自体が樹脂ケース、ベルトの場合
 腕時計自体の生産コストも安いです。


 所有しているラドウェザーはGPSではなく、電子コンパスです。

 ラドウェザーは購入時、生産国を調べましたが不明でした。
 
 実際の腕時計の裏蓋にも生産国表示されていませんし、
 説明書にも、保証書にもメーカー連絡先どころか、
 メーカー名すら記載がありません。不思議です。

 ただ購入後、2年近くになりますが、今でも安定して作動しています。

 取扱説明書紛失でもYouTubeで操作方法が細かに出てきますし、
 そんなに悪い商品とは思えません。

Q弦理論やM理論を究極的には点粒子理論に還元できないか

弦理論やM理論で紐や膜は,素となるものとして,扱われていますが,振動モードや結合や切断といったパラメータを取ることから,
究極的には,紐や膜はそれらを構成する点の集まりから成っていると捉えると
素は点粒子から成っていると考えることが出来ないだろうかと思います。
そして,この場合,理論の(唯一の)パラメータは点が他の点に及ぼす作用と考えます。
その作用の有り様から紐や膜を作るような結合力ができるようになっているのだと解釈することは出来ないでしょうか
(* これらの理論に関して,全くの素人なので,素朴な疑問として浮かびました)

それから,これも素人の勝手な想像ですが,理論物理の発展過程において,
古典論 → 相対論,量子論 → ヒモ理論 を説明する一つの考え方として,
主観時空と客観時空という概念を用いて,説明することが出来ないかと思います。

古典論 では、… 主観時空を客観視していたことにより精度の限界があった
相対論 では、… 主観時空を客観視したままになっている。
古典論と比較できるところは,主観時空の全体的構造を捉えるようになったこと
量子論 では、… 主観時空を主観視することができるようになった
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というようなことを考えることはできないでしょうか?

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>紐や膜が振動する以上、それらは剛体とはいえないので

結論はまだ出ていないことですが、こうゆうことです。
1)プランク長以下の世界は直接観測されておらず、
  観測にかかる範囲だと、ヒモは振動と回転を
  もった存在のように見えること。
  
 *電子のスピンが電子が実際に回転しているというのと
  は違うというのと同じです。
(発端は1968年のベネチアーノの有名な論文です。)


2)ヒモは硬い時空を背景として定義してあるだけで、
  空間とヒモや膜との繋がりがよく分かっていない。
  ヒモが振動している空間(背景)があるわけで、
  ヒモだけで空間を表現する方法が確立されていない。

  これについては、ロジャーペンローズの
  スピンネットワークという理論をベースにした
  ループ量子重力理論を応用する方法に期待が持たれて
  いる。
  スピンネットワークはスピン(回転)という
  物理量をもとにして、空間を定義する方法で、
  これをヒモの回転成分に応用できれば、ヒモから
  時空の状態が定義できる可能性がある。

  ニュートン力学のように、まず暗黙のうちに
  空間、あるいは固定した空間座標があると
  して、運動を定義していくのではなく、
  物理量がまずあって、そこから空間が決まって
  いくというもの。
  物体の運動によって空間が歪むとする相対性理論
  で、すでに運動が空間を変化させることが分かった
  が、スピンネットワークではさらに一歩進んで
  運動がなければ空間もないという考え。
  物質の間の関係だけを考えたのが、相対性理論で
  この相対性が物質と空間の間にもあるというもので、
  この考えの発端は、アインシュタインが相対性理論
  の論文の冒頭で引用した、エルンストマッハの
  回転の相対性についての考え方。

>紐や膜が振動する以上、それらは剛体とはいえないので

結論はまだ出ていないことですが、こうゆうことです。
1)プランク長以下の世界は直接観測されておらず、
  観測にかかる範囲だと、ヒモは振動と回転を
  もった存在のように見えること。
  
 *電子のスピンが電子が実際に回転しているというのと
  は違うというのと同じです。
(発端は1968年のベネチアーノの有名な論文です。)


2)ヒモは硬い時空を背景として定義してあるだけで、
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Q気圧が高度の高いところほど低くなるのは"上空ほど、それより上にある空気の重さが小さくなるからである”

気圧が高度の高いところほど低くなるのは"上空ほど、それより上にある空気の重さが小さくなるからである”と書いてあったのですが


これはこう決まっているものなのですか??

決まっていない場合は中2でも理解できる様な理由ですか??

そこまで難しくなく、理解できそうであれば教えてください!!

Aベストアンサー

気圧とは、空気によって生じる圧力のことです。
書いている通り、上空になるほど、それより上にある空気の量が減る為、受ける圧力は低下します。
普段感じないけれど、空気にも重さがあるという事ですね。

空気を水に置き換えた場合、気圧は水圧になります。
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簡単に言えば、海面の高さでは水圧は最小で、気圧は最大ということになりますね。
(厳密言えば、海面より下に空気がある場合は、海面よりそちらの方が気圧は高いということになったりします)

もっと分かりやすく例えれば、
人間の上に人間が乗ります。その上にまた人間が乗ります。
一番上の人は誰も上にいないので、重くありません。
上から2番目の人は、1人上にいるので1人分の重さがかかっています。
上から3番目の人は、2人上にいるので2人分の重さがかかっています。
上から10番目の人は…もう潰れちゃうくらい重たくて耐えられないかもしれませんね。
空気は人と比べて物凄く軽いですが、同じようなことが起こっているのですよ。

Q相対性理論のウラシマ効果と平行宇宙について

相対性理論のウラシマ効果(光速の近づくほど時間が速くたつ(仮説かもしれませんが))は移動しているものすべてに適応できると思いますが、小説村上龍の5分後の世界(SFですが)は全く違う世界になっています。この解釈でいうと移動体すべてが別々の平行宇宙(これも仮説ですが)に移ってしまいます。
しかし、現実にはこんなことは起こりえるはずがありません。
これをどう解釈したらよいでしょうか?

Aベストアンサー

SF小説はあくまでも小説として…

ウラシマ効果は現実に観測されている現象です。宇宙線のうち大気圏近くで生成されるある種の粒子は寿命が短いですが、光速に近い速度で降り注ぐため、地上まで消滅せずに(他の粒子に崩壊せずに)到達します。

平行宇宙は主として量子力学の解釈問題(観測問題)で唱えられている「まじめな」説です。量子力学では観測によって物理量が瞬時に決まる(状態が光速を超える速さで確定する)とされていますが、不自然な部分もあって、多世界解釈ではさまざまな平行宇宙のひとつが選ばれるとしています。

また平行宇宙はタイムトラベルの際、問題となる、いわゆる「祖父殺し」のパラドクスを解決するために、保護仮説として唱えられています。タイムトラベルの可能性もまじめに科学論文で議論されているので、この保護仮説の動機も非科学的なものではありません。

さて、「現実にはこんなことは起こりえるはずがありません。」と書いていらっしゃいますが、起こりえます。起こりえないという論拠は何ですか? 日常の常識が正しいとは限りません。起こりえないのは、単にタイムトラベルが現在では科学的・技術的にできないから、詳細を体験していないに過ぎません。将来的には、現在のSF小説が現実のものになる可能性はあります。SFは嘘と切り捨てる科学者は、現実の課題に手一杯なだけです(ほとんどすべての科学者がそうですが)。

SF小説はあくまでも小説として…

ウラシマ効果は現実に観測されている現象です。宇宙線のうち大気圏近くで生成されるある種の粒子は寿命が短いですが、光速に近い速度で降り注ぐため、地上まで消滅せずに(他の粒子に崩壊せずに)到達します。

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Q気温や気圧、高度が計れる防水のデジタル時計の購入を検討してます。例えば

気温や気圧、高度が計れる防水のデジタル時計の購入を検討してます。例えばタイメックスのエクスペディション WS4には大気の温度を測る機能が付いていますが、水に浸ける事で水温を計る事はできるのでしょうか。また、計る事ができるとしたら、正確な水温を測る為にどれくらいの時間、水につけておく必要がありますか?

Aベストアンサー

タイメックスの品ではないのですけど、

気圧や方位を計測することと比べたら、温度計は余り使い勝手は良くないかもしれません。
腕につけていると、どうしても体温を拾います。放置しておいても普通の温度計よりも計測に時間がかかるようです。

私の使っているものは、カシオのものですが、一応計測してみましたので。
室温32.5℃→水温24,4℃ まで約4分近くかかりました。
デジタルですので、刻々と数字が変わりますが、最後の完全に動かなくなると決める時点にも寄ります、もう動かないかと思ってから0,1度動いたりします。厳密に考えなければ3分程度でしょう。
気温と水温の差が大きい時、小さい時で違いそうです。

余談かもしれませんが、タイメックスのエクスペディション WS4 この品は5気圧防水とのこと。
5気圧は日常生活防水ですので、完全に水没させる使い方は望ましくないと思われます。
私は10気圧防水を使ってます。

Qもし戦闘機が宇宙を飛べば

M2,4ほどの戦闘機が宇宙空間で飛ぶとしたらどれぐらいの速度がでるでしょう?変な質問ですみません

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酸素がない宇宙空間ではジェットエンジンが点火しないとか気密性が宇宙船より低いのでパイロットがどうとか細かい話は置いておいて、純粋に何らかのエネルギーで牽引されるか推進するかして進むと仮定した場合、今の物理論では限りなく光の速さに近づいていきます。
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