飛行機に見るデザイン Flight-2 (2005廃棄のブログ再生)

極限の合理性に基づくような飛行機のデザインにも意外と面白い個性がある。

F-1:ドイツのデザインより(完)    F-2:前翼機 (完)    F-3:Burt Rutan(続)   

  F-4:怪しいやつ(完)      F-5:注目のプロジェクト(続)


 

初期の試み 最近の前翼機民間機 戦後の軍用機と実験機
-極限の合理性に基づくような飛行機にも意外と面白い個性がある。

今回から3回にわたり前翼式のデザインを持った飛行機の特集。

カナード(Canard)、エンテ(Ente)、先尾翼式、前翼式等、いろいろな呼び名があるが、基本的には同じもの。通常の水平尾翼に当たるもの、つまり昇降舵の付いた翼が、主翼より前にあるデザインの事。(ちなみに垂直尾翼が前に付いた機体はまだ成功していない。小さな補助の垂直翼を持ったものはあるが。)
1903年に初めて動力飛行に成功したライト兄弟のフライアー号もこの形式。

ライト兄弟のグライダー(1902年)

 

ライト兄弟の初の動力飛行機"Flyer 1"(1903年12月17日初飛行)

 

また現在の戦闘機にもこのアイデアが取り入れられているものが増えている。
共通して言える事はかなりマニア好みの「ひねくれた」考えの人間がデザインしている事。

もっとも昔と今ではその使用目的はかなり異なる。
初期の目的はひ弱なエンジンの力をカバーするために、前翼にも揚力を持たせたかった事。機体を上昇させようとすると通常の尾翼では下向きに尾部を下げなければならず、主翼の揚力に逆らう形になるのに比べ、前翼式ではより強い迎え角によって機首側の揚力を増して上昇する。この為エネルギーのロスは少ない。また機首を上げすぎたとき前翼から先に失速して機首が戻るとも言われていた。
それに比べて現在の目的は機敏な運動性の追及。戦闘機には特に魅力あるシステムとなる。

しかし勿論欠陥も大きく、この為今まで飛行機の主力とはなっていない。特に大きな欠陥は安定性の欠如とそれに伴う操縦の難しさ。現在戦闘機中心に増えてきた原因はコンピューターによる機体制御が可能になった事や、技術・材料の向上により強い後退翼が作れ、前翼式の欠陥を補う事が出来るようになった事。

(1)今回は初期の試みの特集。

Alberto Santos-Dumont製作の14 bis

ライト兄弟のFlyerが完全な自力による離陸ではなく、カタパルトの力を借りて打ち出されたのに比べ、自力で離陸した記念すべき機体。1906年11月飛行。箱型の凧のような機体はこれも前翼式。



Reissnerの前翼式機

Hans Jacob Reissner はJunkers社で特に前翼式の機体開発に力をそそぎ、同社の波型金属板による機体製作技術を使用し独特なデザインを行った。当時としては革命的な機体。

1912年の第1号




1913年の第2号




Alexander Lippischの前翼式機

彼は無尾翼機や初のロケット戦闘機の開発で有名だが、前翼式機もその過程で手がけている。
1928年には、フリッツvonオペルおよびサンダー企業(ロケット・モータのメーカー)が、小さなロケット付きの機体をLippischに要求。無尾翼や前翼式のロケット機が試作された。

 

FW 42

 

フォッケウルフは1931 年に前翼式の爆撃機を設計した。設計は何度か変更され、最初設計は胴体の上に前翼を取り付けられており、垂直尾翼にも何度か変更が試みられた。最終的には前翼は胴体の底へ降ろされている。脚は引き込み式。
モックアップが原寸で作られ、ロシアや日本への輸出又はライセンス生産が目論まれたが契約はされなかった。詳細はドイツ敗戦時消去されたものと思われていたが、後年ほとんど完全な形で発見されると言うドラマもあった。

 

Henschel hsP75

 

1941年から1942年にかけて設計された前翼式単座戦闘機。推進式のプロペラ等下の震電とも共通点が多いが、下にのびた垂直尾翼が面白い。

 

九州飛行機 J7W1 震電



大戦末期、試作機が二機完成。上記のhsP75とも共通する推進式プロペラは、前方視界が良好になり、さらに機首大型機関砲を取り付ける事が可能となりB29等迎撃という目的にそったものだった。




========================================

3回にわたり前翼式のデザインを持った飛行機の特集。今回はその2回目

カナード(Canard)、エンテ(Ente)、先尾翼式、前翼式等、いろいろな呼び名があるが、基本的には同じもの。通常の水平尾翼に当たるもの、つまり昇降舵の付いた翼が、主翼より前にあるデザインの事。

(2)今回は最近の前翼機民間機の特集。

いずれも非常に美しい機体をもっている。前翼式というデザインにこだわる設計者のセンスを感じさせられる。前回の初期前翼機や次回の戦後軍用機や実験機と異なり本当の意味で飛行機を愛する人達の作品だと思う。
一番初めのビーチクラフト機を除き、いわゆるホームビルダー機が主体。これも通常のデザインに飽き足らず、前翼機にこだわるマニアの心意気と言ったところか。

ここで忘れてならないのは現在の前翼機の創始者とも言えるBurt Rutan。
今では民間宇宙船SpaceShipOneであまりに有名だが、この前翼機の普及も彼無しでは考えられない。彼のデザインは自由奔放、しかも目標と本質をしっかり捕らえており、天才と言うしかない。SpaceShipOneやそうした機体については、この後特集したい。



なお、それぞれの欄、製作者とバージョンにより沢山のバリエーションがあり、写真も新旧入り混じって整理されていませんがお許し下さい。

Beechcraft Starship

 

 

Burt Rutan の設計。1988年にFAAの飛行証明を入手したが、当初の設計から乗客座席を減らされ商業性が損なわれてしまい生産数は計画より少ない。

 

Vari-Eze

 

 

これもBurt Rutanによってデザインされた。
第1号機は1974 年に設計された。フォルクスワーゲンのエンジンを改良し使用。2号機からは本格的なエンジンを搭載されている。
先翼機の先駆者として抗力減少のための低重量の複合材料、軽量エンジン、革新的な空力設計、長い翼及び主翼先端の垂直尾翼に似たWingletと呼ばれる整流板等、数々の新機軸を取り入れ、以後の前翼型ホームビルト機のお手本ともなっている。
Vari-Ezeのホームビルト機は主翼と先翼は両方取り外し可能で、前輪は機体を収納し易い様に地上でも胴体に引き込む事が出来、他機もそれに習う場合が多い。

 

以下Cosy(コージー)やez(イジー)と呼ばれ売られているさまざまなホームビルト機を紹介する。

   





なお、ジェットエンジン付きのCozyjetもホームビルト機。美しい機体を誇っている。ただし幅が狭くサイドバイサイドの座席はかなりきつそう。

 

 

Speed canard
Gyroflug Ingenieurgesellschaft GmbH社製。日本では桂文珍さんの愛機として有名。

 

 

Velocity 
プロトタイプが1985年に初飛行したホームビルト用キット機だが、胴体の幅が他機より広くサイドバイサイドの2+2人座席。収納スペースもあり、ホビー以上のより実用的な機体を目指している。

 

 




========================================

3回にわたり前翼式のデザインを持った飛行機の特集。

カナード(Canard)、エンテ(Ente)、先尾翼式、前翼式等、いろいろな呼び名があるが、基本的には同じもの。通常の水平尾翼に当たるもの、つまり昇降舵の付いた翼が、主翼より前にあるデザインの事。

(3)3回連続の前翼機、最後は戦後の軍用機と実験機。

前翼機がその機敏な運動性を買われて特に戦闘機に増えている。
ただし、こうしたミリタリー物は専門のホームページが嫌になるほど多いので、簡単な紹介のみ。
目立つのはイスラエルとそこから技術輸入した中国の動き。

イスラエル
I.A.I Cfir C7 & I.A.I Lavi

 

狭い国土周辺の殆んどの国を敵視するイスラエルにとって、戦闘機は短距離での離陸後即、戦闘に参加する必要があり、機敏な運動性が欠かせないのだろう。前翼機に関してかなり積極的に取り組んでいる。

 

中国 
Chengdu J-10 / F-10

EUのTyphoonに形は似ているがイスラエルとの共同開発。

 

ロシア
Mikoyan Mig 1.44 / Sukhoi Su-37

この分野でもロシアはMigやSu等、激しく開発を重ねている。

 

フランス
Dassault Rafale.A

前翼機と言うにはやや小さい前翼だが。

 

スウェーデン
Saab 37 Vigen

 

 

 


高速道路をサブ空港として戦闘機用に使用するなど、特異な防衛体制を敷いているスウェーデンのサーブ社の機体2種。ロシアの脅威は減ったとは言え、戦闘機に対する要求とそれに対する結果はイスラエルと良く似たものになるのだろう。

 

EU
EF 2000 Typhoon

どこの国の要求にも合致するよう作られたマルチな機体。

 

アメリカ
North American XB-70 Valkyrie

 

 

  

ここでは戦闘機ではなく、試作爆撃機XB-70を取り上げる。最高速度マッハ3.2や様々な新機軸と高性能を誇ったが値段が高すぎ実用化はされなかった。




Xシリーズの実験機
アメリカの実験機Xシリーズは第1号のX−1が音速突破してから常に航空機の最先端技術を引っ張ってきた。しかし航空技術と宇宙技術がオーバーラップし、また軍部の意向が強く、かなり方向が変わってきている。下記も非常に特殊な機体ばかり。

X-29

 

NASAの新技術導入を目的とした実験機。主翼は前進翼。 高速であおられ破壊しないよう、複合材料によって作られ、X-29は、超音速で飛ぶことのできる初めての前進翼機となった。方向制御システムは複雑で前翼、主翼、エンジンノズル部左右のフラップで行う。 主翼は断面形状を飛行中に最適の形に変化させることができるがコンピューター制御があって初めて可能な方式。 軍用機のステルス性を重んじる現在、尖端部の増える前進翼機はあまり陽の目を見ないが、特に上から(下から)見るシルエットは美しい。

 

X-31

 

前翼方式による激しい旋回等の動きと操縦者の対応に対する実験を行った実験機。

 

X-36

 

さらに未来の戦闘機の機敏な運動性等の可能性を追求する目的でNASAとBoeing が開発した無人実験機。
操縦には機首のビデオを使用、地上局の操縦者によって遠隔制御された。最後の写真で以外に小さい機体である事に気が付く。折り紙のイカ飛行機に似ていて、個人的に好きなデザイン。

 

X-50

 
これも無人機。主翼が回転翼にもなり垂直離陸も可能なVTOL実験機。
前翼機と言うにはやや無理がある。ツイン翼機とも言えるだろう。かなり軍用色が強く、戦闘ヘリや地上攻撃機の未来の形としても考えられている。ここまで来るとアニメの合体ロボットのようで、「飛行機」と言う気がしない。

 

End