飛行機のパイオニアたち


Progression

”勇気一つを友にして”大空に挑んだ人々と、 紙飛行機を楽しむ私たちには、共通点が一つあります。 それは、設計・製作・操縦を、すべて自分でやることです。
紙飛行機のはなし目次

ジョージ・ケイリー卿(イギリス)


foundation
Sir George Cayley (1773-1857)

フランスでは1783年にモンゴルフィエ兄弟の熱気球が空への第一歩を踏み出し、 イギリスでは1782年にジェームズ・ワットの蒸気機関が 織物業の動力化で産業革命をもたらした進歩の時代。 古来から人類の夢であった鳥のような飛翔は、 いまだ塔や橋からの無謀なダイビングで世間を騒がせる程度で、 なかなか実用化の兆しは見えませんでした。

はばたき機に否定的であったイギリスのケイリー卿は、風を受けて上昇する凧に注目し、 1804年に凧を翼として利用した模型飛行機を作りました。 その後半部には風車の風見安定板が付いており、飛行中の安定性に役立つはずでした。 ケイリー卿の模型飛行機は、はじめから飛行機の基本レイアウトの大半を備えた完成度の高いもので、 それを使った実験を通じて、飛行の原理が明らかになりました。

ケイリー卿の非凡さは、すでに実用化され、 一定の効果を期待できる平凡なアイテムを、適切に組み合わせた点にあります。 1809年の「空中航行論」に記した飛行の原理は、その後の飛行機開発の礎となり、 今日では「航空の父」と呼ばれております。


オットー・リリエンタール(ドイツ)


Birdman
Otto Lilienthal (1848-1896)

エンジンを飛行機に搭載する前に、まず機体の空気力学的な性能を高めよう、 という信念のもと、リリエンタールは生涯に18機種のグライダーで2000回以上もテスト飛行しました。 こうした研究と経験の積み重ねにより、グライダーの安定性と操縦性は少しずつ向上し、 うまく風に乗れば出発点より高く上昇することも、 360度の旋回さえも可能になりました。

しかし1896年8月9日のテスト飛行中、突風にあおられ姿勢を崩したグライダーは地面に激突し、 リリエンタールは亡くなってしまいました。 彼が考案したパイロットの体重移動による姿勢制御では、 突風のような乱気流に対し、安定性と操縦性が不十分だったのです。 この事故は、将来エンジンを搭載するため大型化しつつあった機体において、 パイロットの体重移動による姿勢制御に限界があることを示していました。

リリエンタールは、問題を分析して解決する知恵と、 危険に身をさらして実証する勇気を兼ね備えた、偉大な鳥人でした。 しばしば新聞で紹介されたグライダーと彼の勇姿は、 全世界に飛行機の実現が近いことを強く印象付けました。


ライト兄弟(アメリカ)


Wright flyer 1 (1903)
Wilbur Wright (1867-1912)
Orville Wright (1871-1948)

アメリカのデイトン市で自転車店を営んでいたライト兄弟は、 リリエンタールの事故死をきっかけに飛行機開発に加わります。 まず、当時のアメリカで飛行機械の権威だったラングレー教授から資料を取り寄せ、 飛行の原理や先人の研究成果を学び始めました。 その結果、あと2つの条件をクリアすれば、飛行機は実現することを突き止めます。

第一はリリエンタールの事故死で限界が明らかとなった パイロットの体重移動に代わる方法を探り、操縦性を向上させることでした。 ライト兄弟は鳥の飛行中の姿勢制御に注目し、1900年に「たわみ翼」を開発します。 主翼をひねって左右の揚力のバランスを自在に調整することで、 パイロットは鳥と同じように姿勢制御ができるようになりました。 ちなみに紙飛行機の操縦も「たわみ翼」方式によるものです。

第二は十分な推進力を得ることです。 ライト兄弟は少年時代にヘリコプターのおもちゃで遊んだことがありました。 ヘリコプターは上昇するためにプロペラを回しますが、 横に向きを変えれば、前に進む力として利用できることに気付きました。 当時のわずか12馬力のエンジンでも飛べるようにと、 ライト兄弟はプロペラの風洞実験を繰り返し、その効率を高めました。

1903年12月17日、ノースカロライナ州キティーホークの砂浜で、 ライト兄弟は人類初の動力飛行に成功しました。 ケイリー卿の模型飛行機から100年、 リリエンタールのグライダー事故死から7年後のことです。 ライト兄弟が短期間で成功した理由は、まず自分たちの技術的な位置を確認し、 目的達成までの最短ルートと障害を把握した上で、開発コンセプトを決定したからです。 危険なグライダーや動力飛行を敢行する前に、 風洞実験や凧によるシミュレーションを繰り返すなど、 効率と安全面に配慮した開発プロセスも優れていました。


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Hideyuki Kikuchi (gotha@ops.dti.ne.jp)