転換式飛行機

コンバーチブルプレーンは、国際航空連盟（FAI、世界航空スポーツ連盟）によって、垂直離着陸（VTOL）にローター動力を使用し、通常飛行中に固定翼揚力に変換する航空機と定義されています。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]米国では、さらに動力付き揚力機のサブタイプに分類されます。[ 4 ]一般的な用法では、飛行中に揚力を得る方法を変更するために転換するあらゆる航空機が含まれることがあります

転換式航空機の種類

ほとんどの転換式航空機はプロペラ型で、垂直飛行では同じ回転翼がローターブレードとして使用され、水平飛行では前方に旋回してプロペラブレードとして機能します。プロペラ型は、ティルトローター型またはティルトウィング型のいずれかの構成になります。ティルトウィング機構はより複雑になる傾向があります。ヘリコプターと同様に、クロスカップルドツインローター構成の場合でも、エンジン故障は壊滅的な被害をもたらす可能性があります。[ 5 ]

停止ローター型は、前進推力を得るための独立したシステムを備えています。ヘリコプターのように離陸しますが、前進飛行時にはローターが停止し、固定翼として機能します。ジャイロコプターも同様ですが、ローターが回転し続け、かなりの揚力を発生させるため、転換式航空機ではなく回転翼航空機に分類されます。

ティルトローター

飛行中のアメリカ空軍CV-22
様々な航空機の揚力と推力

ティルトローター（プロペラとも呼ばれる）の動力付きローターは、固定翼の先端にある回転軸またはナセルに取り付けられ、揚力と推進力の両方に使用されます。垂直飛行の場合、ローターは上向きの推力を生み出すように角度が付けられ、ヘリコプターのローターのように揚力を生み出します。航空機の速度が上がると、ローターは徐々に回転（前方に傾く）し、最終的にはプロペラのように機体に対して垂直になります。このモードでは、翼が揚力を、ローターが推力を生み出します。翼の効率が高いため、ティルトローターはヘリコプターよりも高速を達成できます。

ベル・ボーイングV-22オスプレイは2基のタービンエンジンを搭載し、それぞれが3枚羽根のローターを駆動する。ローターは、垂直飛行ではヘリコプターと同様に、前進飛行では飛行機と同様に機能する。初飛行は1989年3月19日。アグスタウェストランドAW609（旧ベル/アグスタBA609）ティルトローター機は、V-22オスプレイをベースにした民間機である。この機体は乗員2名と乗客9名を乗せて垂直離着陸が可能である。この機体は2020年代半ばまでに型式証明を取得する予定であった。2023年2月、米国連邦航空局（FAA）のテストパイロットが型式検査認可前の活動としてAW609ティルトローター機を初飛行させた。2つのモード間の移行段階をカバーするための新しいコードが開発される予定であった。[ 6 ]

ティルトウィング

ティルトウィングはティルトローターに似ていますが、ローターの取り付け部分が翼に固定されており、全体が垂直位置と水平位置の間で傾斜する点が異なります

バートルVZ-2は1950年代後半に開発された研究機でした。他のティルトウィング機とは異なり、バートルはVZ-2をプロペラの代わりにローターを用いて設計しました。[ 7 ] 1958年7月23日、この機体は垂直飛行から水平飛行への最初の完全な移行を達成しました。1965年に退役するまでに、VZ-2は34回の完全な移行を含む450回の飛行を達成しました。

停止したローター

停止ローターは、離着陸時には従来の揚力ローターのように回転しますが、格納時または前進飛行時に固定翼として機能する時には停止します。まだ成功した例はありません

シコルスキーXV-2は機体内部に収納可能な単翼ローターを搭載していたが、製造されなかった。 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

シコルスキーX-Wingは、ヘリコプターとして飛行中に圧縮空気を利用して地表での揚力を制御する4枚羽根のローターを搭載していました。高速前進時にはローターを停止し、X字翼構成のタンデム翼として揚力供給を継続しました。このプログラムは、このローターシステムによる飛行を試みる前に中止されました。

ボーイングX-50ドラゴンフライは、離陸時にエンジンで駆動される2枚羽根のローターを備えていました。水平飛行中はローターが停止し、主翼のような役割を果たします。固定されたカナードと尾翼は、遷移時の揚力を確保し、前進飛行時には安定性と操縦性を確保しました。この機体は2機とも墜落により破壊されました。

歴史

2005年に飛行中のベル・ボーイングV-22オスプレイ・ティルトローター

転換式飛行機は航空の歴史の中ではたまにしか登場していません。

1920年、フランク・フォーゲルザングは転換式飛行機の特許を申請したが、設計は実現しなかった。[ 11 ] 1937年から1939年にかけて、イギリスの設計者LEベインズは、ティルトローター式の転換式飛行機であるヘリプレーンの提案を行った。この飛行機は、2つの傾斜式翼端ナセルと、エンジン、プロペラマウント、主着陸装置を備えていた。前進飛行時には車輪は格納されず、部分的に覆われ、ナセル後部から突出していた。提案されたエンジンは、珍しいハイブリッドガスタービン設計で、プロペラは、フリーピストン式高温ガス発生器から供給されるガスタービンで駆動されていた。ベインズは公式の支援を拒否され、この型式の飛行機は実現しなかった。基本設計は約20年間見直されることはなく、最終的には成功を収めたベル・ボーイングV-22オスプレイの基礎となった。[ 12 ]

飛行のパイオニア、リチャード・ピアースは1930年代から1940年代にかけて転換式飛行機の開発に取り組みました。彼の設計はオートジャイロやヘリコプターに似ていましたが、傾斜式プロペラ／ローターと単葉機の主翼を備え、尾翼と共に折りたたむことで従来のガレージに収納可能でした。彼はこの乗り物を（自動車のように）道路を走行するだけでなく、飛行させることも想定していました。

1950年代、このコンセプトは米国でヘリコプターの改良案として短期間注目を集めたが、実験機のマクドネルXV-1とベルXV-3は生産されなかった。[ 3 ]

ベル・ボーイング社のV-22オスプレイ・ティルトローター機は、現在までに生産が開始された唯一の機体であり、2007年にアメリカ軍に配備されました。その設計は、ベル社のXV-3およびXV-15の開発成果に間接的に由来しています。

参照

注記

  1. ^グリーン、W.、『オブザーバーの世界航空機ディレクトリ』、ウォーン社、1961年、134ページ
  2. ^ Engineers, Society of Automotive (1957). SAEトランザクション. pp.  150– 151.
  3. ^ a bリチャード・F・デンパーウォルフ（1954年6月）「コンバーティプレーンズ登場」『ポピュラーメカニクス』第101巻第6号、ハーストマガジンズ、pp.  118– 123, 210。ISSN 0032-4558。 
  4. ^連邦航空規則第1部 2019年2月13日アーカイブWayback Machine www.faa.gov
  5. ^辞書 : V/STOL_Technology 2008年4月30日アーカイブ、 Wayback Machine
  6. ^ Dubois, Thierry (2012年7月9日). 「 AgustaWestland、AW609に高重量オプションを提供」. Aviation International News. 2015年3月13日閲覧。
  7. ^「VTOL設計の問題」Flight誌、1957年10月18日。2009年10月22日閲覧。
  8. ^アレン、フランシス・J. (1993年春). 「マクドネル XV-1」. AAHSジャーナル. 38 (1). ハンティントンビーチ、カリフォルニア州: アメリカ航空歴史協会.
  9. ^ボイン、ウォルター・J. (1984). 『垂直飛行：ヘリコプターの時代』 ワシントンD.C.: スミソニアン協会出版局. ISBN 978-0874742794。
  10. ^アーサー・パーシー（1993年）『フロンティアを飛ぶ：NASAとNACAの実験航空機』メリーランド州アナポリス：海軍研究所出版。ISBN 978-1557502582。
  11. ^ 「空飛ぶ機械」
  12. ^ガンストン、W.、バチェラー、J.著『ヘリコプター 1900-1960：フィーバス社 世界大戦の歴史特集』、フィーバス社、1977年

参考文献

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