グロスターIV

グロスターIV
一般情報
タイプレース用水上飛行機
国籍イギリス
メーカーグロスター・エアクラフト・カンパニー
デザイナー
プライマリユーザーイギリス空軍
建造数3
歴史
初飛行1927

グロスターIVは、イギリスの航空機メーカーであるグロスター・エアクラフト社が設計・製造した単発複葉レース用水上機である。[1]

1927年のレースに出場する高速水上機の英国航空省からの発注を受け、グロスター社はグロスターIVを設計した。これは1925年のレースで2位となったグロスターIIIの発展型であった。グロスター社の主任設計者ヘンリー・フォーランドは、抗力を最小限に抑えるよう機体を再設計した。グロスターIVは、先代機と同様に木製で、モノコック 胴体と単翼翼を備えていた。上下の翼はガルド翼とすることで翼胴接合部の抗力を最小限に抑え、翼とフロート表面にラジエーターが組み込まれた。[2] [3]

合計3機が製造され、翼面積と尾翼の配置が異なっていました。3機とも1927年の夏に初飛行を行いました。グロスターIVBは1機のみシュナイダートロフィー1927に出場しましたが、プロペラシャフトの故障が差し迫っていたため、途中でリタイアを余儀なくされました。製造された3機は、高速飛行隊の練習機として数年間飛行を続けました。

設計と開発

戦間期には、多くの国々が権威あるシュナイダー・トロフィーを競い合った。1927年のレースに参戦する機体を求めて、英国航空省は、過去数回の競争で英国がエントリーした機体よりも性能の高い機体を提出する決意をした。1923年と1925年には、英国のエントリー機はアメリカのカーチス水上機に大敗し、1926年の競争では英国の機体は一機も出場せず、この年はイタリアのマッキM.39が優勝した。この目的のため、航空省は、グロスター、スーパーマリン（ S.5を製造） 、ショーツ（クルセイダーを開発した）を含む多数の英国の航空機メーカーに、高速水上機の設計と限定生産を発注した。[4]

当時、最適なレーシング機は複葉機か単葉機かについて意見が大きく分かれていた。1927年までにドイツで開発された高速機はほぼ全て単葉機であったが、フランスとイギリスは両国ともレーシング機として複葉機と単葉機の両方の開発を追求することを選択した。[5]グロスターの主任設計者ヘンリー・フォーランドは、速度、翼の剛性、運用要件への適用という3つの主要分野を中心に広範囲にわたる研究を行った結果、複葉機構成を堅持することを決定した。確かに、ねじり剛性、ひいては望ましくない翼のばたつきに対する耐性は、単葉機よりも複葉機構成の方がはるかに容易に達成できた。[6]グロスターはまた、高速複葉機の製造で長年にわたり定評があった。[7]

基本構成にかかわらず、一貫して重視されていた重要な性能面は、抗力を最小限に抑える必要性だった。[8]航空機の頭部抵抗の大部分は、通常、機体の胴体とフロートの2つの部分に起因すると認識されていた。これらの領域を最小限に抑え、形状をシャープにするためにラインを修正する努力がなされ、この作業により、1925年のレースに参加したグロスターIIIと比較して45パーセントの削減が達成されたと報告されている。 [9]さらに、翼と胴体が滑らかに融合されたことで、抗力が低減しただけでなく、揚力が15パーセント増加した。これらの低減は、エンジン出力やプロペラ効率の向上などの他の改良と相まって、航空機の最高速度を時速70マイル向上させたとされている。[10]

空気力学的に最適化した胴体断面は従来の構造では実現できなかったため、空気力学的形状と製造の容易さの間でトレードオフが行われました。[11]使用された構造技術は、造船業者の間で「ダブルダイアゴナル」システムとして知られており、中心線から約45度の角度で比較的細いトウヒ材の板を並べ、双胴船の板が互いに直角に交差する構造でした。胴体の大部分は2枚の板で構成されていましたが、高い負荷がかかると予想される部分には、より多くの層が重ねられました。[11]積層トウヒ材で覆われたフィンは胴体と一体化していました。尾翼は木製で、地上で任意の角度に調整可能であり、胴体とほぼ一体化していました。[11]

グロスターIVの主翼設計はいくぶん型破りで、外板が応力支持構造の一部となっていた。[12]翼断面は胴体と同様の積層工法を用いて製造された。具体的には、主翼外板は前縁と後縁、そして中間輪郭部材からなる複数の桁の骨組みに固定され、中間輪郭部材は従来のリブの代わりに使用された。[13]主翼は非常に強固であることが証明され、破損の兆候が現れるまで水上機の重量の13倍に相当する荷重を支えることができた。これは特に高加速に有利であると考えられていた。[14]

この航空機は、比較的薄肉で翼弦長も短い下翼を備えていた。翼根は、胴体への干渉を最小限に抑えられるよう湾曲させられていた。[7]干渉をさらに低減する対策として、翼面から大きな角度で伸びる全ての支柱ワイヤーの配置が採用された。[7 ]さらに、これらの支柱ワイヤーは上翼桁に比較的小さな圧縮荷重しか与えなかった。低荷重時にもランディングワイヤーが緩んだり振動したりしないよう、戦略的に配置されたゴム製ディスクからなる斬新な衝撃吸収機構が組み込まれた。 [14]

翼には大型の表面型ラジエーターが取り付けられていた。グロスター社が特別に開発したこのラジエーターは、薄い波形の銅板で構成されており、エンジンの過熱防止に特に効果的であった。[15]両翼にラジエーターを配置することで、プロペラによって発生する後流にラジエーターの大部分が留まるようになった。 [7]上翼はエンジンのシリンダーブロックに整形された。[7]グロスター社が製造したプロペラは、負荷がかかった状態でもブレードの歪みが最小限に抑えられるよう、鍛造ジュラルミン製であった。[16]

エンジンマウントは特に堅牢で、ジュラルミン製の箱型エンジンベアリングと一連の鋼管で支えられた一対のエンジンベアリングで構成されていた。[17] 製造中に溶接は行われず、主要な接合部はステンレス鋼のボルトに依存していた。エンジンベアリングの真下には、オイルタンクと一体型の波形一次冷却器（胴体側面 に補助冷却器が配置されていた）があり、その形状は周囲の胴体の輪郭に沿っていた。[12]航空機の7つの燃料タンクはすべて胴体内に収容されていたが、メンテナンス中に小さな開口部から容易に機体内外に持ち上げることができるようにサイズが制限されていた。[12]

この機体には、一段式の湾曲したデスク型ジュラルミン製フロートが装備されていた。[18]フロートは比較的細身で、抗力を最小限に抑えるため先細りの形状をしており、胴体中心線で交わる2対の支柱で支えられていた。2つのフロートは支柱ではなく、水平方向のワイヤーで互いに接続されていた。 [18]翼間支柱は正面面積を最小限に抑えるよう設計されており、軽量化された鍛造ジュラルミンで構成されている。[18]すべての操縦装置は機体内に設置されており、エルロンは上翼内部のトルクチューブを介して、エレベーターとラダーの操縦装置は機体内に設置されていた。操縦桿と最終舵面の動きの比率をパイロットが調整できる独自の可変ギア機構が備えられており、高速飛行と低速飛行の両方に適した操縦装置を実現していた。[19]

運用履歴

3機のグロスターIVは1927年7月から8月に初飛行し、2機の短翼機（グロスターIVAとIVB）は1927年8月にヴェネツィアに輸送された。最終的にグロスターIVBが2機のS.5と競争するために選ばれ、クルセイダーは再組み立て時に制御ケーブルが交差していたために墜落した。[20] [21]

1927年9月26日、レース当日、サミュエル・キンキード飛行中尉 が操縦するグロスターIVBが最初に離陸し、5周を周回してリタイアした。レースはS.5を操縦するシドニー・ウェブスター飛行中尉が優勝した。 [22]検査の結果、グロスターのプロペラシャフトに深刻な亀裂があり、キンキードがリタイアしていなければおそらく故障していたことが判明した。[23]撤退前には、グロスターIVは有望な性能を示しており、同じ機体のギア付きモデルではないものの、直接駆動のスーパーマリンS.5よりも速い周回速度を達成していた。 [24]

レース後、グロスターIVAとIVBはイギリスに返還され、上翼を上げてパイロットの視界を改善する改造が施され、高速練習機として使用されました。1929年のレースに向けてパイロットの訓練に使用され、IVBは1930年12月に着陸事故で墜落しましたが、IVAは1931年のレースで再び練習機として使用されました。一方、オリジナルのグロスターIVは陸上機への改造と世界速度記録樹立への挑戦を目的として売却されましたが、この計画は実現しませんでした。[要出典]

変種

グロスターIV
シリアル番号N224。オリジナルの大型翼。900馬力（671kW）のダイレクトドライブ式ネイピア・ライオンVIIAを搭載。
グロスターIVA
シリアル番号N222。翼幅を縮小し、尾翼を改良。ダイレクトドライブLion VIIA搭載。
グロスター IVB
シリアル番号N223。翼幅が縮小され、ギア付きネイピア ライオン VIIBエンジンを搭載。

オペレーター

 イギリス

仕様（グロスターIVB）

NACA航空機回覧第69号に掲載されたグロスターIVの3面図

1917年以降のグロスター航空機のデータ[25] 国立航空諮問委員会[26]

一般的な特徴

  • 乗員: 1名
  • 長さ: 26フィート4インチ (8.03 m)
  • 翼幅: 22フィート7.5インチ (6.896メートル)
  • 身長: 9フィート2インチ (2.79 m)
  • 翼面積： 139平方フィート（12.9 m 2）
  • 翼型： RAF25 [27]
  • 空車重量: 2,613ポンド (1,185 kg)
  • 総重量: 3,305ポンド (1,499 kg)
  • パワープラント: 1 × Napier Lion VIIB W-12 水冷ピストン エンジン、885 hp (660 kW)
  • プロペラ： 2枚羽根固定ピッチプロペラ

パフォーマンス

  • 最高速度: 295 mph (475 km/h、256 kn)
  • 失速速度: 97 mph (156 km/h、84 kn)
  • 持久力: 1時間6分

参照

参考文献

引用

  1. ^ 「シュナイダーチームの帰郷」。フライト693-701。1927年10月。
  2. ^ ジェームズ1971年、150～152頁。
  3. ^ 「グロスターIV」.フライト: 129–134 . 1928年3月1日.
  4. ^ モンディ 1981、43ページ。
  5. ^ NACA 1928、1ページ。
  6. ^ NACA 1928、2-3ページ。
  7. ^ abcde NACA 1928、3ページ。
  8. ^ NACA 1928、1-2ページ。
  9. ^ NACA 1928、4ページ。
  10. ^ NACA 1928、4-5ページ。
  11. ^ abc NACA 1928、5ページ。
  12. ^ abc NACA 1928、6ページ。
  13. ^ NACA 1928、6-7ページ。
  14. ^ NACA 1928、7ページより。
  15. ^ NACA 1928、7-8ページ。
  16. ^ NACA 1928、9ページ。
  17. ^ NACA 1928、5-6ページ。
  18. ^ abc NACA 1928、8ページ。
  19. ^ NACA 1928、8-9ページ。
  20. ^ ジェームズ1971年、153ページ。
  21. ^ モンディ 1981年、40ページ。
  22. ^ Flight（1927年）、699ページ。
  23. ^ ジェームズ1971年、154ページ。
  24. ^ NACA 1928、2ページ。
  25. ^ ジェームズ1971年、156ページ。
  26. ^ NACA 1928、9-12ページ。
  27. ^ Lednicer, David. 「翼の使用に関する不完全なガイド」m-selig.ae.illinois.edu . 2019年4月16日閲覧。

参考文献

  • ジェームズ、デレク・J.グロスター『1917年以降の航空機』ロンドン：パトナム、1971年。ISBN 0-370-00084-6。
  • モンディ、デイヴィッド. 「英国、シュナイダー・トロフィーを獲得」. Air Enthusiast , Seventeen, 1981年12月-1982年3月. 英国ケント州ブロムリー：パイロット・プレス. pp. 36–50.
  • 「グロスター IV 水上飛行機（イギリス製）」国家航空諮問委員会、1928 年 3 月 1 日。NACA-AC-69、93R19942。
ウィキメディア・コモンズには、 Gloster IVに関連するメディアがあります。
  • グロスターIVの絵画
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