人力飛行機

MIT ライトイーグル人力飛行機（MIT ダイダロス飛行機の前身）

人力飛行機（HPA ）は、人力輸送機として知られる乗り物のクラスに属する航空機です。

その名の通り、HPAではパイロットが操縦するだけでなく、自転車に似たシステムで機体を駆動します。パイロットの足で操作する一対のペダルがプロペラ（初期のプロトタイプでは羽ばたき機の機構）に接続され、機体に動力を与えます。

多くの場合、ハイブリッドシステムが使用され、ペダルでバッテリーを充電し、[ 1 ]ボタンを押すとプロペラに接続された 電動モーターに電力を供給します。

人力飛行機はかなりの距離を飛行することに成功してきました。しかし、それらはレクリエーションや実用目的というよりは、主に工学的な課題として開発されています。

歴史

人力飛行の初期の試みは、高い出力重量比を達成するのが困難だったため、失敗に終わりました。試作機はしばしば羽ばたき飛行機の原理を採用していましたが、これはこの要件を満たすには重すぎるだけでなく、空気力学的にも不十分でした。

最初の試み

1904年、サイエンティフィック・アメリカン誌はワシントン州リパリアのスチュワード・ウィンスローが製作した自転車飛行機に関する記事と写真を掲載した。[ 2 ]彼は1904年7月30日にこの飛行機の飛行を試みたものの、車輪の一つが破損した。[ 3 ]

初期の人力飛行機は、 1923年にオハイオ州デイトンのマクック飛行場でW・フレデリック・ゲルハルトが開発したゲルハルト・サイクルプレーンである。人力による離陸は、機体が60センチメートル（2フィート）上昇する6メートル（20フィート）の短いジャンプのみであった。[ 4 ]

ザシュカの人力飛行機、ベルリン 1934

1934年、ドイツのエンゲルベルト・ザシュカは大型人力飛行機、ザシュカ人力飛行機を完成させた。1934年7月11日、ザシュカHPAはベルリン・テンペルホーフ空港で約20メートル（70フィート）を飛行した。HPAは補助離陸なしで離陸した。[ 5 ] [ 6 ]

ヘルムート・ヘスラーとフランツ・フィリンガーによって建造されたHV-1 ムフリ（Muskelkraft-Flugzeug）と呼ばれる航空機は、1935年8月30日にハレ・アン・デア・ザーレで初飛行を行い、飛行距離は235メートル（771フィート）であった。合計120回の飛行が行われ、最長飛行は1937年の712メートル（2,336フィート）であった。しかし、この航空機は張力ケーブルを用いて打ち上げられたため、厳密に人力で飛行したわけではなかった。[ 7 ]

1937年3月、エネア・ボッシ（設計者）、ヴィットリオ・ボノミ（製作者）、エミリオ・カスコ（パイロット）のチームは、イタリア政府によるペダリアンテを使った1キロメートル（3,300フィート）飛行の挑戦を受けた。この飛行機は明らかに人力だけで短距離を飛行したが、その距離はコンペの賞を獲得するには不十分だった。さらに、パイロットのペダル力のみで離陸したことがあるのか​​どうかについては、公式の観測記録がないため、多くの論争があった。[ 8 ]ボッシの離陸主張の妥当性については、キース・シャーウィン（1976年）が賛否両論を呈している。[ 9 ]当時、人力のみでの飛行はパイロットのかなりの体力と持久力によるものであり、最終的に普通​​の人間では達成できないものと考えられていた。HV-1 ムフリと同様に、カタパルトシステムを用いた追加実験が行われた。カタパルトで9メートル（30フィート）の高さまで打ち上げられたこの機体は、1キロメートルの射程距離要件を満たしたものの、発射方法の問題で受賞を逃した。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

初飛行

SUMPAC: 初めて成功した人力飛行機

人力飛行機（グライダーと違い動力離陸が可能な飛行機）による公式に認められた最初の離着陸は、 1961年11月9日にデレク・ピゴットによって、サウサンプトン大学のラシャム飛行場にある人力飛行機（SUMPAC）で行われた。[ 13 ] [ 14 ] 40回の試みのうち最高高度は650メートル（2,100フィート）だった。[ 15 ] SUMPACはインペリアル・カレッジ・ロンドンによって新しいトランスミッション・システムを備えて大幅に改修されたが、1965年11月に修理不能なほど損傷した。

ハットフィールド・パフィンは、 SUMPACの1週間後の1961年11月16日に初飛行しました。ハットフィールド人力飛行機クラブはデ・ハビランド・エアクラフト社の従業員によって結成され、同社の支援を受けることができました。最終的に、最高飛行距離は908メートル（2,980フィート）でした。[ 16 ]ジョン・ウィンペニーは、飛行中のパフィンの操縦性に非常に満足したと述べています。[ 17 ]彼の記録は10年間保持されました。

パフィン2号は、オリジナルのパフィンから回収されたトランスミッション周りの胴体と主翼を新たに改造した機体です。1965年8月27日に初飛行し、高度800メートル（2,600フィート）以上を数回飛行し、その中には高度5.2メートル（17フィート）への上昇も含まれています。パフィン2号は損傷を受けた後、リバプール大学に引き渡され、リバプールパフィンの製造に使用されました。

この日以降、あまり成功しなかった航空機がいくつか飛行したが、1972年6月、クリス・ローパーが設計・製造し、ジョン・ポッターが操縦するウッドフォード・エセックス・エアクラフト・グループのジュピターが1,070メートル（3,510フィート）と1,239メートル（4,065フィート）を飛行した。ローパーの健康上の理由により、プロジェクトは後にハルトン空軍基地で継続された。ポッターは当時、イギリス空軍（RAF）の現役将校であった。 [ 18 ]

英国航空協会人力飛行グループ

英国航空協会の「人力航空機グループ」は、1959年にクランフィールド大学航空大学の人力グループのメンバーが協会への加入を招かれ、結成されました。（女性パイロットによる多くの飛行成功を受け、1988年に名称が「Man（人）」から「Human（人間）」に変更されました。）

1959年、協会の後援を受け、実業家ヘンリー・クレマーは、半マイル間隔で設置された2つのマーカーを周回する8の字コースを初めて飛行した人力飛行機に、5,000ポンドの第1回クレマー賞を授与しました。この賞には、設計者、参加パイロット、建造場所、そして飛行場所のすべてが英国人であることが条件でした。[ 19 ]

クレマー賞受賞

1973年、クレマーは賞金を10倍の5万ポンドに増額しました。当時、人力飛行機は直線（またはほぼ直線）のコースしか飛行しておらず、彼が考案した、完全に操縦可能な飛行機を必要とするより難易度の高い8の字コースに挑戦する者さえいませんでした。また、彼はコンテストを全国籍に開放しました。以前はエントリーは英国人のみに限られていました。

1977年8月23日、ゴッサマー・コンドル2号機は初の8の字飛行に成功し、2.172kmを飛行して第1回クレマー賞を受賞しました。この飛行機はポール・B・マクレディ博士によって製作され、アマチュアサイクリスト兼ハンググライダーパイロットのブライアン・アレンが操縦しました。巡航速度はわずか時速18km（11mph）と低速でしたが、わずか260W（0.35馬力）の出力でこの速度を達成しました。[ 20 ]

2度目のクレマー賞10万ポンドは、1979年6月12日に再びポール・マクレディが獲得しました。ブライアン・アレンがマクレディのゴッサマー・アルバトロスでイギリスからフランスまで、直線距離35.82km（22.26マイル）を2時間49分で飛行したのです。

クレマースピード賞とその後のMITチームによる飛行

アメリカ国立航空宇宙博物館の人力飛行機の展示

MITチームが設計したプロペラを使用したゴッサマーアルバトロスの海峡横断飛行から1週間後、[ 21 ]マサチューセッツ工科大学の学生主導のチームがクリサリス航空機の初飛行を達成しました。 [ 22 ]この航空機は完全な操縦性を実証し、女性パイロットを含む44人のパイロットによって操縦されました。 [ 21 ]

1984年5月11日、第3回クレマー賞（速度賞）2万ポンドは、MITの設計チーム、モナークB [ 23 ]機を1.5km（0.93マイル）の三角形のコースで3分以内（平均速度32km/hまたは20mph）で飛行させた功績により授与されました。パイロットはフランク・スカラビノでした。その後も、速度を5%以上向上させた参加者には、それぞれ5,000ポンドの賞金が授与されます。

その後4年間、MITグループは設計開発を続け、モナークとモナークBに続いてライトイーグルという3つの後継機、そしてMITダイダロス機2機（ダイダロス87とダイダロス88）が開発されました。FAI （国際航空連盟）が認定する現在の飛行距離記録は、1988年4月23日にカネロス・カネロプロスが操縦するMITダイダロス88でクレタ島のイラクリオンからサントリーニ島まで飛行した直線距離115.11km（71.53マイル）です。[ 24 ]

旅客機

初の人力旅客飛行は、1984年10月1日にホルガー・ロシェルトが妹のカトリンを乗せてマッスルエア1号で飛行したときに行われました。

最近の活動

これまでに日本、ドイツ、ギリシャ、フランス、オーストラリア、ニュージーランド、南アフリカ、オーストリア、カナダ、シンガポール、アメリカ、イギリスで機体が製造され、飛行しており、その総数は100機近くに達しています。

故ヘンリー・クレマー氏からのさらなる資金援助を受けて、王立航空協会は4つの新しい賞を発表しました。[ 25 ]

  • 指定された26マイル（マラソン）の距離コースを1時間以内で一周するクレマー国際マラソン大会に5万ポンド。
  • 英国で遭遇する通常の気象条件で飛行可能なスポーツ用飛行機に対して、クレマー国際スポーツ用航空機コンペティションに 10 万ポンドを授与。
  • 学校コンペティションには 1,000 ポンド。
  • 実験研究またはエンジニアリング設計を行う学生を対象としたロバート グラハム コンペティションに 500 ポンドを授与します。

10万ポンドのクレマー・スポーツ賞を獲得しようとする試みがなされてきました。バージニア工科大学の学生は、AE4065/6の授業の一環として航空機を設計しました。ペンシルベニア州立大学のチームはPSU Zephyrusを設計しました。サウサンプトン大学の航空宇宙工学の学生チームはSUHPAを設計・製作しました。[ 26 ]

2012年、英国王立航空協会は人力飛行のためのイカロスカップ[ 27 ]を創設した。第1回カップは、ジョン・マッキンタイアとマーク・マッキンタイアが設計したエアグローが優勝した。イカロスカップは、単に速度や距離の記録を破ることを目指すのではなく、人力飛行を人気のあるスポーツにすることを目的としている点で、クレマー賞と異なる。そのため、この競技にはスラロームコース、補助なしのスタート課題、着陸精度テストなどの課題が含まれている。イカロスカップは、最初の人力飛行が行われた場所であるイギリスの ラシャム飛行場で毎年開催されている。

2017年、バードマンハウス伊賀のパイロットである渡辺雄太氏は、40km（25マイル）の往復飛行に成功しました。2019年には、日本国際バードマンイベント（琵琶湖上空）において、60km（37マイル）の飛行に成功しました。 [ 28 ]

種類

飛行船

発明家たちは人力飛行船を建造しており、その中には1979年のスヌーピーや1984年のホワイトドワーフなどがある。翼の周りを流れる空気の代わりに浮力によって揚力を得ることで、飛行機に動力を与えるのに必要な労力ははるかに少なくなる。[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]

ヘリコプター/回転翼航空機

羽ばたき飛行機

2010年8月2日、トロント大学航空宇宙研究所のトッド・ライヒェルトは、スノーバードという名の人力羽ばたき飛行機を操縦した。翼幅32メートル（105フィート）、質量42キログラム（93ポンド）のこの飛行機は、カーボンファイバー、バルサ材、発泡材でできている。パイロットは翼の下に吊り下げられた小さなコックピットに座り、足でバーを上げて、翼を上下に動かすワイヤーシステムを操作した。空中まで車で牽引され、その後約20秒間飛行を継続した。145メートル（476フィート）を平均時速25.6キロメートル（15.9マイル）で飛行した。[ 33 ]過去にも同様の牽引飛行が行われていたが、データ収集の改善によって、この羽ばたき飛行機は一度上昇すると自力で飛行できることが立証された。[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]

参照

参考文献

  1. ^リチャードソン、マイク (2022年11月18日). 「Flycycleが空へ - 航空宇宙製造」 . aero-mag.com . 2024年2月9日閲覧。
  2. ^ 「新しい滑空機械」サイエンティフィック・アメリカン誌、183ページ、1904年9月10日。
  3. ^カマス・プレーリー・クロニクル（アイダホ州コットンウッド）、1904年8月5日
  4. ^ 「世界初の空中自転車飛行」『ポピュラーサイエンス』第41号、1923年10月。ISSN 0161-7370。 
  5. ^スミソニアン国立航空宇宙博物館ワシントン：ザシュカ人力飛行機（1934年）
  6. ^ブルーノ・ランゲ (1970)。 Das Buch der deutschen Luftfahrtechnik。ディーター・ホフマン著、p. 361.
  7. ^「人力で飛ぶ飛行機は自転車のようにペダルをこぐ」『ポピュラーメカニクス』 1935年12月号、 855ページ下
  8. ^ 「Chris Roper B. Muscle Assisted Flights Before 1939. Human Powered Flying. 2008年8月14日アクセス」 。 2016年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年8月14日閲覧。
  9. ^シャーウィン、キース（1976年）『鳥のように飛ぶ』ベイリー・ブラザーズ＆スウィンフェン社、ISBN 0-561-00283-5。
  10. ^ Pedaliante 2006年6月14日アーカイブ- Wayback Machine
  11. ^ 「人力飛行 - これまでの成果と新たな提案」(PDF) 。 2007年9月30日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2007年4月15日閲覧。
  12. ^ 「トランスポート：イカロスからボッシへ」『タイム』誌、 1937年2月8日。2007年10月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  13. ^セール、ジョナサン（2011年11月9日）「ガーディアン紙、人力飛行50周年を祝う」ロンドン。 2011年11月9日閲覧。
  14. ^ 1962年にブリティッシュ・パテが撮影したこのテーマに関するビデオ文書
  15. ^クリス・ローパー. 「The First True Flights」 . Human Powered Flying . 2012年2月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年8月14日閲覧。
  16. ^テイラー1962年、151ページ。
  17. ^ The Guardian、1962年5月5日、一面。
  18. ^ “アーカイブコピー” . 2015年9月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年8月17日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: アーカイブされたコピーをタイトルとして (リンク)
  19. ^ 「Flying Magazine」 . Flying : 36–. 1963年6月. ISSN 0015-4806 . 
  20. ^フライトインターナショナル1977年 1254ページ。
  21. ^ a b The Gossamers and Other Planes Archived 2011-10-03 at the Wayback Machine、 Royal Aeronautical Society Human Powered Aircraft Group (2012年11月13日アクセス)
  22. ^ Chrysalis Human-Powered Airplane: It Flew the First Time Out Archived 2016-03-03 at the Wayback Machine、Royal Aeronautical Society Human Powered Aircraft Group (2012年11月13日アクセス)
  23. ^ジェフリー・A・ランディス「人力飛行機 - モナーククルー」 2012年2月2日アーカイブ、 Wayback Machine（2012年11月13日アクセス）
  24. ^ゲイリー・ドーシー（1990年）『翼の満ち足りた時代：新ダイダロスの誕生』ISBN 0-670-82444-5
  25. ^王立航空協会サイト
  26. ^ SUHPA公式サイト
  27. ^ http://aerosociety.com/About-Us/specgroups/Human-Powered/Icarus-Cup ( Coupe Icareと混同しないでください)
  28. ^鳥人間コンテスト史上初！「６０ｋｍ」完全制覇！！【2019年「BIRDMAN HOUSE 伊賀」】. YouTube（日本語）. 2022年10月25日.
  29. ^人力飛行船
  30. ^別の人力飛行船
  31. ^ DIY人力気球
  32. ^ 「ステファン・ルソンと彼のペダル駆動飛行船 | 軽量空気協会」。
  33. ^人力による羽ばたき飛行のオーニソプター：オーニソプターゾーンニュースレター、2010年秋。
  34. ^人力羽根飛行機プロジェクト
  35. ^ UTIAS スノーバード 1
  36. ^ UTIAS スノーバード 2

参考文献

  • ダイアナ・G・コルネリス著『輝かしいビジョン、揺るぎない目的：動力飛行開始後1世紀における米国空軍の航空力開発』ライト・パターソン空軍基地（オハイオ州）：米国空軍出版、2002年。ISBN 0-16-067599-5。
  • 「人力飛行の進歩」フライト・インターナショナル、1985年3月16日
  • K・シャーウィン博士「人力飛行はスポーツ」フライト・インターナショナル、1971年12月23日
  • ハースト、マイク。「アメリカの人力飛行機の勝者」フライト・インターナショナル、1977年10月29日、第112巻、第3581号、1253～1256ページ。
  • テイラー、ジョン・WR・ジェーン著『世界の航空機 1962-63』ロンドン：サンプソン・ロウ、マーストン・アンド・カンパニー社、1962年。
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