飛行機に見るデザイン Flight-5 (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)


 

ソーラー飛行機:

アメリカのP.MacCreadyの作品。

スイスSolar Impact 計画

火星探査飛行機:

NASAの計画各種

レーザーやマイクロ波動力機:

日本の試み カナダの試み NASAの試み

 

米航空宇宙局(NASA)は6月20日、無人実験機X43Aが2004年11月にカリフォルニア州沖での最終飛行試験で達成したマッハ9.6が、ジェット機の世界最速記録としてギネスブックに認定されたと発表した。

何とも凄い記録だが、目的の1つが米国から世界のどこでも2時間以内に爆撃出来る爆撃機開発と聞くと、一気にしらけてしまった。

その点、今回のテーマは平和なソーラー飛行機。(ただし高高度偵察機プロジェクトにも関係してしまった面もあるが。)

第一回はアメリカのP.MacCreadyの指揮するチームの一連の作品。
第二回はスイスSolar Impact 計画の機体。

第一回:アメリカのP.MacCreadyの指揮するチームの一連の作品。

彼は1925 年にコネチカ ットで生まれ、青年期には模型飛行機のマニアで, いろいろな新機軸の試みを行った。
第二次世界大戦中、 米国海軍飛行訓練プログラムで飛行を学んだ後、1947 年 にYale 大学から物理学の科学の学位を受け取りその後特にグラ イダーに熱中、1947 年には国際的なsoaring 記録を確立し、その後の競技会でも優勝している。1946-56 年の間に,soaring全般に関わる 技術・に取込み, 対気速度のセレクターを発明、上昇温暖気流間の最適飛行速度を発表、一般に" MacCready 速度" といわれるほどになった。同時に 彼は1948 年物理学の修士号及びカリフォルニア協会からの航空学のPh.D. を得, 1950-51 でアリゾナの天候関連プログラムを管理した。

Gossamer Condor 1976-1977 人力飛行機

1976年人力飛行機の記録を達成、ヘンリー賞を受け取った。前翼式・推進式プロペラとユニークなデザインとなっている。



Gossamer Albatross 1979 人力飛行機

 

DuPont の後援でイギリス海峡を渡る人間動力飛行に与えられる$213,000 のKremer 賞に挑戦、賞を獲得している。これも前翼式・推進プロペラ。

 

Gossamer Penguin 1980 ソーラー飛行機

 

人力飛行のアイデアは、やがてソーラー発電による飛行に移っていき、この機体でソーラーエネルギーによる離陸に成功。ただしデザインはそれまでの人力飛行機にソーラーパネルをただ取り付けただけの中途半端なもの。

 

Solar Challenger 1981 ソーラー飛行機

 

フランス・英国間の飛行に成功。

 

Pathfinder 1993- 無人ソーラー飛行機

 

 

1998年8月に2万4000メートルを超える高度を飛行し、プロペラ機の高度記録を打ち立てた。デザイン的にはこれ以降の全翼機の構成がほぼ完了している。

 

Centurion 1998-99 無人ソーラー飛行機

次のHeliosより小型。言わば人工衛星の代わりに、高高度で6ヶ月連続飛行する事を目的として開発された。

 

Helios 1995-2003 無人ソーラー飛行機

 

 

胴体がなく、幅75メートルの翼をもち、翼の裏には14基のプロペラを備えている。太陽電池で3万メートルまで上昇し、6か月間飛び続けることができるといわれている。高度3万メートルから地上を観測出来、費用が比較的安く、しかも無公害飛行機ということで商業使用が見込まれている。高高度から地球の観測や無線通信の中継などが可能で、気象観測や火山の爆発、地震が発生したさいの情報収集などに利用されることが考えられる。
2001年8月に試験飛行が行われ、最高高度29000メートルを達成した。残念ながら2003年6月に墜落、プロジェクトは中断した。現在の状況についてご存知の方、お知らせ頂ければ幸いです。( 
mail: ypmdesign@hotmail.co.jp  (受信専用 ))

 


第二回:スイスSolar Impact 計画の機体。

1999年、気球による無着陸世界一周を成功させたスイスの医学者兼飛行船操縦士Bartrand PiccardがスイスのESA欧州宇宙機関のバックアップのもと計画を進めている。


2008年初飛行、2010年には世界一周飛行を予定している。飛行には3−5日かかり、夜間の飛行に伴う充分なバッテリーも必要で、高度とスピードの問題等も絡み、かなりの困難があると思われる。飛行はエネルギー効率の良い赤道近辺を西から東に飛ぶらしい。翼幅70mに達する、巨大な機体となる。

 

付録

ソーラーパワー付きモーターグライダーの試み。かなり試みられているらしいが、下記は特に成功した例。

Icare 2 (1996)

ドイツUlm市のBerliner Award 1996受賞。軽量化にかなり苦心した模様。


火星探査飛行機 NASAの計画各種

火星には薄いが大気がある。そのため有翼式の飛行機を火星の探査のため用いる案が何案も出されている。薄い空気でも飛べること、効率の良いエネルギー利用、小さく折りたたんで運べること、軽いこと等、課題はたくさんある。下の図、予算の関係で消えて言ったものも含まれているが、いろいろな試みが興味深い。
その中で特に面白いのは最下端のタイプ。なんと羽ばたき式の翼で飛ぶ昆虫のようなデザイン案。しかしこれならエネルギー効率、折りたたみ、軽重量などの要求にかなり合っており、実現可能かもしれない。楽しみなプロジェクト。

 

 


機体には燃料を積まずに、遠隔地からレーザーやマイクロ波でエネルギーを送るという案。究極のクリーンエネルギーになるのか、殺人光線まがいの危険なものになるのかは不明だが、とにかく試みは各国で進められている。

日本の試み

近畿大の試み

地上からのレーザー光を動力源にする全長78センチの小型飛行機。
河島信樹近畿大教授(宇宙工学)らが開発、大阪市の大阪ドームで2006年3月7日、飛行実験の様子を公開した。上部に帆を張ったカイト形でカメラを搭載し、重さ約800グラム。直径33センチの太陽電池パネルを取り付け、照射されたレーザー光を電気に変換、プロペラのモーターを回す。反射して戻る光を地上で受信、自動追尾する。実験では、高度約50メートルで半径10数メートルの円を描きながら20分以上にわたって安定した飛行を続けた。今後は高度数キロで飛行できるよう改良したいという。

 

MILAX (MIcrowave Lifted Airplane eXperiment、マイクロ波駆動小型模型飛行機実験)計画。1992年8月29日に実験機の飛行を成功。参加機関と最終的な分担は京大・神戸大が全体の統括及びスケジュール管理他、日産自動車や富士重工たマブチモータ鰍ネどが参加。

 

カナダの試み

1987年にはカナダが、地上から送信されるマイクロ波を動力源にする『成層圏無線中継用飛行機』(SHARP:Stationary High Altitude Relay Platform aircraft)の飛行に成功した。

NASA

2003年10月には、NASAが地上からレーザー光で動力を供給する、重さ約300グラムという超軽量機の飛行に成功した。この飛行機はバルサ材とカーボンファイバー管を使った骨組みに、ポリエステルフィルムの一種を張って作られている。

 

 


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