ヘリコプター
エンジン回転数を一定に保ちながら、必要な馬力に応じてエンジンのスロットルを開閉させて出力トルクを増減させるため、コレクティブピッチレバーの位置に連動してエンジンのスロットルが動くようになっており、コレクティブピッチレバーの先端には、コレクティブピッチレバーの位置はそのままにエンジンの回転数だけを修正するスロットルコントロールグリップがあり、グリップを回すことでエンジンのスロットルが動くようになっている。
前縁部にガラス繊維一方向材(ロービング)製のスパーと呼ばれる部分と後縁部にハニカム・コアや発泡材製の充填材を内部に充填したガラス繊維布製のスキンと呼ばれる部分で構成されており、前縁部には、砂塵や雨滴による摩耗や腐食を防止するための、エロージョン・キャップが取付けられており、内部には前縁ウエイトが内蔵されている。翼型の形状を変えるなどの複雑な形状のブレードを製作し易やすく、柔軟性に富み、衝撃に強く、腐食が発生せず、疲労強度に優れている長所があるが、剛性が低く、製造での機械化が困難なため、製造コストが高くなる短所がある。
ガラス繊維以外にも、炭素繊維強化炭素複合材料を一部に使用するブレードもある。また新たな複合素材の利用も研究されている。
垂直尾翼に相当する部分に、複数のファンを埋め込んだダクテッドファンと呼ばれるタイプも存在する。これは、テールローター周りをダクトで囲むことによりテールローターブレードの翼端損失を減少させ、テールローターの効率を上げると同時に、回転部分に対する接触の危険を低減させたものである。
かつてはアエロスパシアル特許であり商標からフェネストロンと呼ばれていたが、特許期間満了後は他のメーカーからも同じ方式が登場している。
ダクテッドファンの中には、テールローターブレードを意識的に不等間隔に配列する事で、各ブレードが発生する固有の可聴音を意図的に変更し、各ファンが互いの可聴周波数を相殺するようにして騒音を低減させたタイプもある。この技術は、日本のタイヤメーカーによる騒音低減技術を流用したものと言われている。
ヘリコプターに使用されるメインローター・ブレードの翼型(ブレードを横から見た断面)は、飛行機の主翼とほぼ同じであるが、ヘリコプター用の翼型には次のような特性が要求されている。
揚抗比(揚力と抗力の比)が大きいこと
ブレードの対気速度が音速に近付くと空気の圧縮性により、衝撃波が発生して抗力が急増するが、この速度ができるだけ高いこと
失速がしにくく、大きな揚力が発生すること
ピッチング・モーメント(翼をねじる力)が小さいこと
ブレードの平面形(ブレードを上から見た形)においては、長方形翼・先端翼・変形翼の3種類があり、製造が容易な長方形翼が主流であるが、抗力や騒音、安定性などに配慮して、翼端の形状を変化させた変形翼が使用される場合がある。また、ブレードの後縁には揚力バランスの調整のためのトリム・タブが取付けられている。
ブレードの先端付近では空気は下方向よりもむしろ渦状に流れる。前方から風が吹いている場合、この渦を流れる量が変化し、揚力に不均衡が生じる。それ以外にも、風によりメインローターの角速度が前方と後方で異なり揚力に不均衡が生じる。これらの不均衡や、渦状の空気の流れの変化によるジャイロ効果の結果、機体が左右に傾いたり機首の方向が変化したりする。
フェザリングヒンジ以外のヒンジを持たないもの。全関節型に比べて構造が大幅に簡単になり、信頼性や整備性が優れているほか、操縦性や安定性が向上しており、曲技飛行の機体にも多く用いられている。初期のものは、フラッピング・ドラッギングの両方を動きを許さない構造であったが、現在のものは、ローターのハブまたはブレードの付け根の部分を、曲げ剛性を小さくしてたわみ易い部分とし、弾性変形することでヒンジの機能を果たすことにより、ブレードのフラッピング・ドラッギングの両方を動きが可能となっているが、半関節型ローターと同じく、飛行中でのフラッピングにより発生するコーニングではブレード根元に大きな曲げ応力が掛かるので、元からハブにコーニング角を持たせる「プリコーニング」により曲げ応力を軽減している他、それ以上のコーニング角の変化は、ブレードの付け根の部分をたわみさせることで対応している。この方式は、ブレードの根元に大きな曲げモーメントがかかるため、1970年代に複合材料による強靭なブレードの製造技術の完成によって初めて実現出来た。欠点として、同じ理由で、ある程度以上大型のヘリコプターには採用困難なこととブレードから機体に伝わる振動が増えがちな点があげられる。2008年時点では、無関節型だけに限らず、全関節型や半関節型でも複合材ブレードは一般的になっている。リンクスなどでは、ドラッグヒンジは無くともダンパーのみ備えている。
迎角の変化。フェザリングはブレードの迎角の変化である。フラッピングとフェザリングは関係が深く、フェザリングとフラッピングの等価性と呼ばれている。これは、サイクリックピッチ操作を行うことで、ヘリコプターがホバリングから前進飛行を始める場合、回転面は操作したピッチ角だけ傾き、ブレードの前進側では、操作したピッチ角だけ迎角が減少して揚力が減少し、ブレードの後進側では、操作したピッチ角だけ迎角が増加して揚力が増加して、回転位置において揚力が不均衡の状態となる。ブレードはその不均衡を解消するため、操作したピッチ角だけ回転面が傾いた時に、ブレードの前進側ではフラッピングによるブレードの降下運動により迎角が無くなり、ブレードの後進側ではフラッピングによるブレードの上昇運動により迎角が無くなることで、回転位置での揚力が等しくなり不均衡が解消されるように出来ている。
ブレードが前後左右のいずれかの位置で常にフェザリング角が大きくなるようにすれば、そちらの側だけ揚力が増すため、メインローターの回転面が傾いてゆく。反対に前後左右のいずれかの位置で常にフェザリング角が小さくなるようにすれば、そちらの側だけ揚力が減るため、やはりメインローターの回転面が傾いてゆく。
固定翼機で行われる曲技飛行の機動の多くは、飛行方法の異なるヘリコプターでの実行は困難だが、1949年にヘリコプターでは世界初とされるループ(宙返り)がシコルスキー S-52で記録されている(つまり、映画「ブルーサンダー」のクライマックスのような光景は実際には不可能ではない)。 1970年代にもS-67 やCH-53 といったシコルスキー機はデモンストレーションにてループまたはロール(横転)を披露している。 シコルスキー以外でもヒューズ 500 やベル 407 といった全関節型ローター機の他、ロッキード XH-51、AH-64 アパッチ、ユーロコプター ティーガー、アグスタウェストランド リンクス、MBB Bo 105 といったリジッドローター機、OH-1 やEC 120といったベアリングレスローター機でループやロールの実績がある。
これらの機体が航空祭などで曲技飛行を披露しており、スペイン空軍では練習機として導入したEC 120で飛行教官による曲技飛行隊『Patrulla ASPA』を結成している。
無線操縦ヘリコプターの世界では、ローターピッチをマイナス角に操作する事で背面飛行まで可能となっているのみならず、固定翼機でも考えられない激しい機動を実現している。
『耐空性審査要領』には「耐空類別」として以下に分類されている。
回転翼航空機普通N類 - 最大離陸重量3,175kg以下の回転翼航空機
回転翼航空機輸送TA級 - 航空運送事業の用に適する多発の回転翼航空機であって、臨界発動機が停止しても安全に航行できるもの
回転翼航空機輸送TB級 - 最大離陸重量9,080kg以下の回転翼航空機であって、航空運送事業の用に適するもの
なお日本の航空法では回転翼航空機の曲技について規定されておらず、民間機の曲技飛行は行われていないが、耐空類別の対象外である陸上自衛隊のOH-1などが航空祭でループやピボットターンを披露している。
これ以降、ジェット・ヘリというヘリコプターの一分野が作られてゆく。
軍事目的では、第二次世界大戦末期に実戦投入され、英領マレー(現マレーシア)での対ゲリラ戦や朝鮮戦争でも利用されているが、その用途は連絡や哨戒、航空救難など補助任務にとどまり、本格的な運用としてはジェット・ヘリが実用化されて以降のベトナム戦争が初めてである。以後、ヘリは航空戦力として必要不可欠な存在となった。
日本では、1903年に歌人・発明家の丸岡桂が制作した人力式の二重反転式ローター「丸岡式人力ヘリコプター(昇空器)」 や、1937年頃に馬淵清一が制作した「馬淵式ヘリコプター」の記録があり、1944年には横浜高等工業学校で広津万里教授が助手や学生の協力を得て、双ローター形式のヘリコプター「特殊蝶番レ号」を開発した記録がある。
西原勝『航空少年読本』(1940年)には次の説明がある。
「螺旋翼機」=(ヘリコプター)は人の乗れる竹とんぼで、発動機で廻るプロペラの推進力を垂直に作用して、上昇するものです。
1945年には、太平洋戦争で敗れた日本を占領した米進駐軍が使用し日本人を驚かせた記録が残っている。1952年に読売 Y-1や萱場ヘリプレーンや萩原JHXヘリコプターが開発されたが、どれも飛行には至らなかった。全日本空輸の前身である日本ヘリコプター輸送が1952年12月27日に宣伝活動を目的に設立されている。
機体上部で回転する翼のことで、これが回転翼の名称由来になっている。回転する事により飛行に必要な揚力を得る。また、回転面を傾ける事により、前後左右の飛行が可能となる。エンジンで生み出された動力は、メイン・トランスミッションを介して望ましい回転数まで減速させてからメインロータを300 - 400rpmで回転させて飛行する。また型式や配列により、様々な種類に分類される。