CH-47 (航空機) 概要

ウィキペディア

CH-47 (航空機)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/02/09 06:23 UTC 版)

概要

CH-47はもともと、バートル社のV-107をもとに、アメリカ陸軍の要求にあわせて大型化・強化した輸送ヘリコプターである。V-107と同じくターボシャフト双発のタンデムローター機で、貨物・車両の積み降ろしが容易な箱型の胴体の前部にコクピットを設けている。

配備直後からベトナム戦争で実戦投入されており、榴弾砲と弾薬、砲兵隊員を同時に輸送可能という高性能が買われて広く活躍した。またその後も改良を重ねつつ生産が続けられており、日本の自衛隊を含めて、世界的に広く用いられている。

愛称の「チヌーク」（Chinook）は、北アメリカのネイティブアメリカン部族の「チヌーク族」（チヌック族ともいう）から命名された。

開発に至る経緯

1958年6月25日、アメリカ陸軍はCH-21 ショーニー、CH-34 チョクトーおよびCH-37 モハーヴェの後継となる次期中型輸送ヘリコプターの要求仕様を作成し、各メーカーに提示した。バートル社が同年4月22日には初飛行に成功させていたV-107も検討の俎上に載せられて、YHC-1Aとして試作機10機が発注されたものの、機体規模の点で要求仕様に合致せず、3機で納入は打ち切られた。これに対して、同社は既に陸軍の要求仕様にあわせて一回り大型化したV-114の開発に着手しており、1958年9月には同機の採用が決定された。ただし予算処理の関係から、試作機5機の発注は1959年6月に先送りされた。

試作1号機（59-4982）は1961年4月28日に完成したが、地上滑走試験中の事故で損傷したため、初飛行は試作2号機（59-4983）によって1961年9月21日に行われた。その後、順次に試作5号機までが製作されて、ボーイング・バートル社と陸軍によって各種試験に供された。また1960年には早くも最初の量産型（HC-1B）5機が発注され、1961年には更に18機が追加発注されて、1962年8月16日より陸軍への引き渡しが開始された。そして1962年9月の命名法改正に伴い、YCH-1BはYCH-47A、そしてHC-1BはCH-47Aと称されるようになった。

設計

基本構造

機体構造はコクピットとキャビン、後部胴体の3つのセクションから構成されている。各セクションは、アーチ状のフレーム（円框）と前後に延びるストリンガー（縦通材）、そしてコクピット後方のバルクヘッド（隔壁）からなるセミモノコック構造になっており、天井部分や窓の上下などにはロンジロン（強化縦通材）が使われている。

コクピットセクションの後方右舷側にはキャビンドア、左舷側には脱出用ハッチが設けられている。またキャビンセクションの床面にはユーティリティハッチが設けられており、有事の脱出口のほか、貨物のスリング輸送の際の操作・監視にも用いられる。なおこのハッチは完全密閉が可能で、キャビンセクションは水密区画となっている。キャビンセクションには左右3か所ずつ、後部胴体セクションには左右1か所ずつの丸窓が配置されているが、いずれもはめ殺しであり、脱出時にはパネルごと投棄する必要がある。後部胴体セクションの後端はカーゴランプになっている。

コクピットセクションと後部胴体セクションの上方には、それぞれ前・後のローターを設置するためのパイロンが設けられている。これらのローターはいずれも前方に傾斜した形で取り付けられているため、回転するときに互いのブレードが接触しないよう、後部パイロンのほうが50インチ（1.27メートル）ほど高くなっている。また機体の両脇には胴体ポッドが設置されており、燃料タンクや主脚などはここに配置されている。特に主脚をここに配置することで、クラッシュランディングの際にもキャビンセクションに衝撃が直接伝わることを避け、修理の手間を減らせるよう工夫されている。

• 
  キャビン内からキャビンドア、コクピットセクションを見た様子
• 
  スリング輸送作業のため開放されたユーティリティハッチ

動力系統

本機はヘリコプターとしては高速であり、ベトナム戦争に投入された当初、ヘリボーン部隊の火力支援用に用いられていたUH-1B武装ヘリコプターでは追従困難という問題が生じて、専用の攻撃ヘリコプターであるAH-1 コブラの開発につながった。

エンジン

エンジン

陸軍の最初期の要求ではライカミング T55ターボシャフトエンジン3基の搭載が求められていたが、まもなくエンジンの出力向上の目途が立ったことから、V-114は当初から双発機として開発された。後部胴体セクション上部と後部パイロンの基部は一体構造になっており、エンジンはこの部分の側面に取り付けられている。

最初期のCH-47Aは出力2,200軸馬力のT55-L-5を搭載していたが、折からのベトナム戦争において、エンジンが本来の出力を発揮しづらい高温・高地の環境での作戦では不足が指摘され、より強力なT55-L-7が搭載されるようになった。その後も、下表の通り順次にモデルチェンジして、出力の増大など改良を測っている。

エンジンの型式名	出力 (shp)	搭載機の型式名
T55-L-5	2,200	CH-47A
T55-L-7	2,650
T55-L-7C	2,850	CH-47A/B/C
T55-L-11	3,750	CH-47C
T55-L-11D
T55-L-712	3,750	CH-47D
T55-L-714	4,085	CH-47D, MH-47E
T55-GA-714A	4,868	CH-47SD/F, MH-47G
T55-GA-714C	6,000	CH-47FブロックII予定

なお、途中でライカミング社のガスタービン部門がアライドシグナル社に買収され、T55の製造はその傘下のギャレット・エアリサーチ社が行うことになったため、メーカーを表す記号も変更された。その後、アライドシグナル社はハネウェル社となっているが、その際には記号の変更は行われなかった。

伝達機構

CH-47は、前部ローターを左回り、後部ローターを右回りに回転させることで回転トルクを互いに打ち消すタンデムローター方式を採用している。

エンジンからの出力はエンジントランスミッションで約90度変換された後、機体中央のコンバイニング・トランスミッションに入る。ここで2基のエンジンの回転が1つに結合されて、前方および後方に伸びるシンクロナイジング・シャフトに伝達される。このシャフトの回転数や方向は文字通りシンクロナイジングしており、それぞれ前・後部回転翼ドライブトランスミッションに入り、ローターを駆動する。このように、回転翼ドライブトランスミッションをコンバイニング・トランスミッションの前後に配することで、複雑な逆転機構などがなくても回転方向を逆転させることが可能となっている。

ローター

前部回転翼ドライブトランスミッションは約9度、後部回転翼ドライブトランスミッションも4度前傾しており、これらは地上をタキシングする際の推進力を生み出す。

ローターブレードは、前縁側に回転翼ソケットから翼端まで全通する中空の桁材（Dスパー）を配し、その後方にはアルミ製の小骨（リブ）を一定間隔で並べて、これらをガラス繊維製の外皮（スキン）で覆ったボックス構造となっている。CH-47D以降では複合材料の導入範囲が拡大され、Dスパーもガラス繊維製になったほか、リブの代わりに難燃性アラミド繊維（ノーメックス）のハニカム構造をガラス繊維製のスキンで覆ったフェアリングが接着されている。複合材製ブレードは金属製に比べて軽量だが、異物の衝突などによる衝撃には弱いため、前縁部はチタン合金製のフェアリングで守られている。

なお、21世紀以降、ヘリコプターはローターのブレード数を増やすことで効率向上と低騒音化が試みられているが、ブレード間の隙間にもう一基のローターのブレードが入り込む同期を行なっているタンデムローター機ではそのようなことはほとんど行えない（ボーイング モデル360など実例が全くないわけではない）。

2009年に、アフガニスタンで従軍記者をしていたマイケル・ヨンが、ローターの回転する形に発光しているCH-47の写真を撮影した。この現象は、砂漠など砂が多い状況で、チタンやニッケルでできたローターが回転することで、粒子衝突帯電が連続で発生し、ヘリ本体に蓄積した衝突帯電電荷が、ローターの先端でコロナ放電を引き起こすために起きる。正式な名称は付いていないが、マイケル・ヨンはこの現象を、戦争で命を落とした二人の兵士の名前を取って、コップ・エッチェルズ現象（Kopp-Etchells Effect）と呼んでいる（セントエルモの火）。