ハンドレページ HP.115

HP.115
試験中のHP.115
一般情報
種類実験機
製造元ハンドレページ
主な使用者英国王立航空機研究所
製造数1
歴史
初飛行1961年8月17日
退役1974

ハンドレページHP.115は、 イギリスの航空機メーカー、ハンドレページ社によって設計・製造された実験的なデルタ翼機です。将来の超音速旅客機に期待される細身のデルタ翼構成に期待される低速操縦特性をテストするために製造されました

HP.115は1950年代に、補給省が後援したより広範な超音速航空機研究プログラムの一環として設計された。当時、デルタ翼と超音速飛行はどちらも比較的新しい技術革新だった。1956年までに、超音速輸送委員会は、細長いデルタ翼設計が高速飛行に適しているだけでなく、低速でも十分に機能することを証明する実証機を製作する必要があると判断した。当初は無動力グライダーの開発が中心となったが、動力付き航空機の方が安価であると判断された。その結果、ハンドレページ社が、同社のクリックルウッド工場で ジェット推進のHP.115の提案を製造するために選定された。

1961年8月17日、唯一のHP.115が初飛行を行い、その後すぐに翼の飛行試験が開始された。別の研究用航空機であるBAC 221も、翼の研究の高速面を研究するために製造された。比較的長い実験飛行期間にわたって、HP.115は比較的優れた能力を証明し、離着陸段階でのデルタ翼の特性に関する重要なデータを提供した。この航空機自体は1974年にテストプログラムから撤退し、その後保存され、現在は海軍航空隊博物館に静態展示されている。HP.115は細長いデルタ翼の特性を検証するのに役立ち、1976年に就航した英仏の超音速旅客機 コンコルドに同様の翼が採用されることにつながった。

設計開発

背景

1950年代を通して、超音速輸送機（SST）に関する様々な研究は、そのような設計の経済性があまりにも低く、実用的ではないことを示唆していました。超音速では揚力は様々な方法で発生し、妥当な揚抗比を達成するには、翼幅を非常に短くする必要があります。これは超音速ではうまく機能しますが、低速では揚力が非常に小さくなります。既存の滑走路で離着陸できる設計にするには、航空機はより広い翼を使用し、超音速巡航時の燃費を犠牲にするか、巨大なエンジン出力を持つか、あるいは非常に大型化する必要があります。[ 1 ]このジレンマを打開する方法は、1955年頃にイギリスのヨハンナ・ウェーバーとディートリッヒ・キュッヘマンによって提案されました。王立航空研究所（RAE）の彼らのチームは、デルタ翼が低速かつ高迎え角（「アルファ」）で飛行する際に、翼上に大きな渦を発生させることに気付きました。[ 2 ] [ 3 ]

具体的には、この渦により翼上部の空気の速度が上昇し、低速時の揚力が大幅に増加しました。この効果は翼の長さと前縁の角度の鋭さによって増幅されました。つまり、後退角が大きいほど渦の発生は強くなり、翼長が長いほど渦の上を移動する余地が大きくなりました。このことから、胴体長の大部分に約 65 度を超える非常に大きな後退角を持つデルタ翼を備えた航空機は、限られた翼幅の中で超音速抗力を最小限に抑えながら、妥当な低速性能を発揮できると考えられます。[ 1 ]大きな懸念事項は、これらの渦を発生させるために必要な角度でした。特に離着陸時には、航空機は機首をかなり上げた姿勢で飛行する必要があります。また、離陸滑走中に翼を高角度に保つために、特に機首に非常に長い着陸装置が必要になります。このことから、このような設計の低速時の操縦性と制御性について疑問が生じました。航空作家のC・H・バーンズによると、この構成に対する懐疑論の根拠の一つは、アメリカで行われた一連の風洞実験であったが、後にその実験は誤解を招くものであったと判明した。[ 4 ]

グライダー

1956年に開催された超音速輸送委員会の初会合において、専用の低速試験機の必要性が最優先事項であると決定されました。[ 1 ] [ 5 ]想定されていた試験機は超低速飛行のみを要求されていたため、当初は無動力グライダーで十分であると判断されていました。この決定に基づき、スリングスビー・セイルプレーンズ社がそのような航空機の概要を提出した後、公式仕様が策定されました。[ 6 ]このグライダーの開発はスリングスビー社に委託され、その後スリングスビー社はスリングスビーT.48の開発に着手しました。[ 7 ]

しかし、試験プログラムにかかる運用コストが見直された結果、動力付きバージョンでは飛行時間が200%長く、時間当たりのコストは95%削減されると予測された。グライダーによる各飛行では、イングリッシュ・エレクトリック・キャンベラ爆撃機などの航空機で約30,000フィート（9,140メートル）の比較的高い高度まで牽引する必要があった。さらにバーンズは、ゴッドフリー・リーやチャールズ・ジョイを含む一部の当局者は強度を高めるために金属製の構造を好み、他の人物はダッチロール現象や離陸（どちらも動力付き航空機を必要とする）を調査する能力を望んだと主張している。[ 8 ]様々な要因によりT.48の開発は中止され、1959年12月に自走機に関する改訂仕様が発行された。[ 8 ]

パワード

HP.115を提案していた英国の航空機メーカー、ハンドレページ社は、1機の航空機の製造を進めることを許可された[ 8 ]この作業は主にクリックルウッドにある同社の既存の施設で行われた。[ 8 ] HP.115は、75°の後退角を持つ非常に低いアスペクト比のデルタ翼を特徴とし、後縁エレボン、スプリングサーボタブ、およびアンチバランスタブを備え、最適な横方向および縦方向の感度を提供した。スプリットフラップとして配置された無限可変の多孔空気ブレーキは、 50%の翼弦に存在し、予圧空気ボトルを使用して空気圧で作動した。 [ 8 ]翼型断面は、最大厚が翼弦の4%のところで形成される改良型両凸型であった。この断面は、超音速輸送機に採用される可能性のあるタイプの代表として選ばれた。翼弦方向の断面積分布が良好で、超音速飛行時の造波抵抗が低かった。独自の合板前縁が採用され、異なるキャンバー角を持つ新しい部材を代替することが可能であったが[ 8 ]、実際にはこの特徴は採用されなかった。

1961年の英国航空宇宙会社協会（SBAC）の航空ショーに展示されたHP.115

コックピットにはパイロットが座り、マーティン・ベーカー社製の射出座席とスライド式キャノピーが備え付けられていた。[ 8 ]コックピットの計器には、対気速度計、高度計、ヨーメーター、電動旋回計、人工水平儀、方向ジャイロ、スタンバイコンパスが含まれていた。照明は備え付けられていなかったため、旋回計用の比較的小型の電池で十分であった。[ 8 ]手動の飛行制御装置があり、差動ギアボックス装置が組み込まれていた。コックピット内のフットペダルで操作する油圧作動式ホイールブレーキも備えていた。 [ 8 ]必要に応じて、方向舵の基部に格納されたドラッグパラシュートにより、さらに減速することができた。対気速度、高度、入射角などの情報は、主に一対の同期飛行記録装置によって記録された。[ 9 ]

この飛行機には、BAC ジェット プロボスト Mk 1のメイン ギアとジェット プロボスト Mk 2 のノーズギアから派生した固定式の三輪式降着装置が備え付けられていた。 [ 8 ]胴体は、主に従来のアルミニウム合金で作られており、浅い長方形断面の桁と、コックピットを収容する機首のナセルで構成されていた。動力はブリストル シドレー バイパーターボジェット 1 基で、翼内部の 3 つの独立したタンクに最大 150 ガロンの燃料を収容できた。[ 8 ]エンジンは翼の上に配置され、尾翼の付け根にセットされていた。[ 10 ]この尾翼の上部には、気流の可視化実験を記録するためのシネ カメラを収容するための弾丸フェアリングが備えられており、その実験の一部では、翼の前縁に取り付けられた煙発生器が使用されていた。尾翼と方向舵はともに60度の角度で傾斜しており、推力によるピッチング運動を最小限に抑えるためにエンジン排気口付近ではわずかに上向きに旋回していた。[ 11 ]

試験と評価

1962年のファーンボロー航空ショーにおけるHP.115

1961年8月17日、ベッドフォード王立航空機研究所で、HP.115（ XP841）が単独機として初飛行を行った。パイロットはJ・M・ヘンダーソンで、ヘンダーソンはこの初飛行に強い関心を示した。[ 10 ] [ 12 ]この飛行に先立ち、広範囲にわたる地上走行試験が行われ、その中で最適な離陸トリムが決定されていた。ヘンダーソンは飛行に先立ち、広範囲にわたるシミュレーター訓練を受けていたが、バーンズによれば、その訓練では実世界の飛行よりも悲観的な操縦特性が予測されていたという。HP.115の操縦に選ばれたパイロットは全員、実機を操縦する前に何時間もの模擬飛行を経験した。[ 13 ]

HP.115は初飛行からわずか1か月後、1961年の英国航空宇宙会社協会（SBAC）エアショーで展示飛行を行い、同年9月29日に契約業者による試験が完了した。[ 12 ]この機体はすぐに低速での研究に使用され、最終的にはコンコルドにつながる超音速輸送機開発プログラムを支援した。HP.115と並行して、別の機体であるBAC 221（改造されたフェアリー デルタ 2 ）が高速飛行の研究に使用された。HP.115は非常に有能な機体であることが証明され、パイロットは当時のロッキード F-104 スターファイターの約3分の1である69 mph（60ノット、111 km/h）という低速でも安全に操縦を維持しながら急激なバンク角の変更を実演することができた。[ 14 ]

ニール・アームストロングは1962年にテストパイロットとしてHP.115を操縦する予定だったが、宇宙飛行士に選ばれた後、NASAは操縦許可を拒否した。最終的に彼は1970年6月22日に同機を操縦した。[ 15 ]

2件の軽微な事故に巻き込まれたにもかかわらず、実験プログラムは比較的長期にわたり、1974年2月1日の最終飛行まで続けられた。デルタ翼の特性、特に離着陸の重要な段階における特性に関する膨大なデータが提供された。[ 14 ]この研究は、HP.115の複数の無線操縦スケールモデルによって支えられた。ハルトマン騒音発生器の設置後、この機体はこの構成における音響特性の研究にも使用された。[ 16 ]退役までに、HP.115は当初の設計限界である約500時間の飛行時間を記録したと伝えられている。[ 10 ] [ 17 ]

展示中の機体

海軍航空隊博物館のHP.115

XP841は、ベッドフォード空軍基地での退役後、コラーン空軍基地の博物館に展示されました。コラーン空軍基地の博物館閉鎖に伴い、この機体はコスフォード空軍博物館に移設され、展示されました。海軍航空隊博物館でのコンコルド展の開会に伴い、XP841は南のヨービルトン海軍航空基地に移設されました。XP841は、BAC 221とコンコルド試作機とともに、「リーディングエッジ展」の一環として展示されています。[ 10 ]

運航者

 イギリス

仕様書 (HP.115)

Xプレーンとそのプロトタイプのデータ：ナチスの秘密兵器から未来の戦闘機まで[ 14 ]

一般的な特徴

性能

  • 最高速度：時速248マイル（399km/h、216ノット）
  • 耐久時間： 40分

参照

飛行中

同等の役割、構成、時代の航空機

参考文献

引用文献

  1. ^ a b c Conway 2005、p. 67
  2. ^グリーン、ジョン（2015年1月12日）「訃報：ヨハンナ・ウェーバー博士」英国王立航空協会。
  3. ^ Maltby, RL (1968). 「細長いデルタ機コンセプトの開発」 . Aircraft Engineering . XL . 2012年4月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  4. ^バーンズ 1987、556–557頁。
  5. ^ブラウン、エリック。 「Wings On My Sleeve」 Hachette UK、2008年。第12章末。
  6. ^バーンズ 1987、557–558頁。
  7. ^エリソン、ノーマン（1971年）『英国のグライダーとセイルプレーン 1922-1970』（第1版）ロンドン：アダム＆チャールズ・ブラック、p. 216。ISBN 0-7136-1189-8。
  8. ^ a b c d e f g h i j k Barnes 1987、p. 558
  9. ^バーンズ 1987、560ページ。
  10. ^ a b c d “Handley Page HP115” . fleetairarm.com. 2021年6月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年6月18日閲覧。
  11. ^バーンズ 1987、558–560頁。
  12. ^ a bバーンズ 1987、561ページ。
  13. ^バーンズ 1987、560-561ページ。
  14. ^ a b cウィンチェスター 2005、p. 134。
  15. ^ 「HFI Heritage Series-Captain Eric "Winkle" Brown」(PDF) . www.helicopterfoundation.org . 2019年7月13日. p. 8. 2019年4月23日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
  16. ^バーンズ 1987、561–562頁。
  17. ^バーンズ 1987、562ページ。

参考文献

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