零戦21型 プロフィール機
標準塗装/ラバウル迷彩


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設計
このプロフィール機では、空冷星型エンジンのプロペラ機の特徴である、円形の機首カウリングを立体的に表現しました。 機首の空気抵抗が増え、紙飛行機の飛行性能を低下させる要因となるため、本来は平面的な構造にすべきですが、 1/72スケールのプラモデルのように眺めて楽しむこともできるように、あえてワンポイントだけ立体化しています。 胴体は軽量化のため、できるだけ薄い構造にしました。 機首から水平尾翼前縁にかけて、胴体の中心に棒状の主軸を通すことで全体の強度を保っています。 その主軸を左右から紙一枚ずつではさみ込むことで、実機の側面形を表現しています。

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立体化した機首カウリングは、空気抵抗を抑えるため、内部は中空になっています。

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主翼は実機と同じ外形です。翼断面を「へ」の字に折り曲げてキャンバーを付け、揚力と強度を高めました。 「へ」の字の頂点は、翼弦長の前縁から40%の位置とし、高さは翼弦長の3%としました。
水平尾翼も実機と同じ外形ですが、紙飛行機として必要なピッチング安定性を保つため、 面積を主翼面積の36%まで拡大し、それに合わせて全長も伸ばしました。 二宮康明氏の著作「日本で生まれ育った高性能紙飛行機」の計算式によると、水平尾翼容積比 Kh=0.83となり、 同じく最適な重心位置を求めるグラフによると、主翼前縁からの重心位置 CG%=65%となりました。 同著作で推奨されている、滞空性能重視の事例での数値と比べると、 本機の水平尾翼面積と、主翼から水平尾翼までの間隔は、まだ小さいことになります。

垂直尾翼は実機と同じ外形です。そのままでも拡大後の水平尾翼面積の1/4が確保され、 紙飛行機として必要な方向安定性を備えています。

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主翼の上反角は実機より大きめにとり、ローリングや横滑りに対する安定性を高めました。
主翼と水平尾翼の取付角度は、組立て時はともにゼロですが、 テスト飛行時に水平尾翼の前縁を少しねじり下げることで、水平尾翼の迎角を主翼よりも小さくします。 また、水平尾翼にもわずかにキャンバーを付け、揚力尾翼として機体を浮かせる役割を持たせました。 こうした調整の結果、最終的な重心位置は主翼前縁から60%の位置で落ち着きました。

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実機では機首に重いエンジンがあるため、主翼中央で重心が合います。 しかし、紙飛行機にはエンジンがないため、そのままでは後ろが重くなります。 単に機首におもりを増やすだけでは、機体重量が重くなり過ぎてしまいます。 そこで飛ばす時だけ、機首おもりを前方へスライドして引き出すからくりにしました。 「てこの原理」により、最小限のおもりでバランスがとれるだけでなく、 着地のショックを和らげ、立体化した機首カウリングの破損を防いでくれます。 飛ばさない時は機首おもりをカウリング内に収め、スケール感を損なうことなく飾ることができます。

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ディスプレイスタンドとして、主脚と落下増槽も作りました。機体を乗せてプラモデルのように飾ることもできます。 胴体側タイヤカバーや空気取入口など、カウリング周辺をディテールアップしています。

紙飛行機本来の飛行性能の追求と、実機イメージに近づけることの両立。 飛行性能と見た目のさじ加減こそが、プロフィール機の設計の面白いところでもあります。

(改修 2025年6月20日) 軽量化のため、各部ののりしろを3ミリの幅に縮めました。

(改修 2025年12月15日) この零戦シリーズは最初に手がけたもので、まだ作りが粗かった3つの部分を手直ししました。 まず、水平尾翼の拡大により後退していた垂直尾翼の取付け位置を5ミリ前進させ、 長くなっていた胴体後半も、実機と同じくらいの長さに戻しました。 また、ディスプレイスタンドとしての主脚は、主翼の上反角が10度の時に適正な長さとなるように短縮しつつ、 三つ折りにして貼り合わせ、補強しました。最後に、機首カウリングののりしろ周辺を、 別に手がけたテキサン/ハーバードシリーズと同じ構造にして強度を高めました。

実機について
零戦は1939年に初飛行し、1940年の日中戦争での初陣から1945年の太平洋戦争終結まで、 日本海軍の主力戦闘機として第一線で戦い続けました。 初期の主力である零戦21型が誇った卓越した旋回性能と長大な航続距離は、徹底的な軽量化によって生まれたものです。 しかしその代償として、防弾装備は最小限にとどめられ、 制限速度も低く抑えられるという厳しいトレードオフを抱えていました。 零戦における強さと脆さは、表裏一体だったのです。
1941年から1942年の緒戦において、零戦は同クラスのエンジンを搭載した連合軍機を圧倒します。 その背景には二つの要因がありました。まず、高性能な機体を自在に操るベテラン搭乗員たちの存在。 そして、太平洋方面へ十分な戦力を投入できなかった連合軍の戦略的な隙をついた奇襲効果です。 質、量ともに優位に立った零戦は、広大な太平洋の制空権を握り、日本軍の快進撃を支える象徴となりました。

標準塗装
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PDFファイル:Zero21.pdf
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ラバウル迷彩
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PDFファイル:Zero21_Rabaul.pdf
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図面は表計算ソフトのExcelで描いています。図形描画機能のフリーフォームで描いた図形をたくさん積み重ね、 部品ごとにグループ化して仕上げました。 このサイトでは、紙の曲がりに対して強い方向である「紙の目」を縦目(T目)=コピー用紙の長辺方向として、 機体の前後方向、または主翼の左右方向を合わせています。
印刷する紙は、A4サイズの普通紙で、厚さが「両面印刷用」や「両面厚口」と表示されているコピー用紙がおすすめです。 PDFファイルの印刷時は、A4サイズの「横向き」を指定してください。

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作り方
このプロフィール機の部品は、機体用の部品(1)〜(14)、 ディスプレイスタンド用の部品(15)〜(21)、ディテールアップ用の部品(22)〜(24)で構成されています。 部品ごとに順番に切り出し、折ったり貼り合わせ加工した後、それらを組み合わせて仕上げます。

    (機体)
    作業工程は大まかに主翼パートと胴体パートの2つに分かれる。 まず主翼パート(1)から始め、次に胴体パート(2)〜(12)を仕上げた後、 再び主翼に戻ってキャンバーと上反角をつけ、最後に主翼を胴体に貼り付けて完成する。

  1. 主翼
    はじめに、主翼前縁から突き出た部分を主翼下面の方へ折り、貼り合わせる。
    いったん主翼を平らに置いて、のりをよく乾燥させる。

    ※その間に(2)胴体内側 主軸〜(12)垂直尾翼まで進んだ後、再び(1)主翼に戻り、 以下のキャンバーと上反角をつける。

    まず、主翼が歪んでいないことを確認し、主翼中央の青い実線に切れ目を入れる。

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    次にキャンバーをつける。裏返した主翼下面の後縁をガイドに、定規をあてて弱い折り目をつける。
    「へ」の字のキャンバーの高さは翼弦長の3%で1.2ミリをめやすに、左右均等に整える。 主翼キャンバーが高過ぎると、主翼の揚力が水平尾翼の揚力に比べて過大になり、機首おもりを重くする必要がある。 また、空気抵抗も増えるため速度が低下し、左右均等でなければ直進せず、さらに飛行性能が低下する。

    最後に、主翼中央の点線に沿って上反角を付ける。 上反角のめやすは、実機のイメージに合わせて最低限、翼端がキャノピーと同じくらいの高さになる10度とするが、 紙飛行機のローリング安定性のためには、これよりも大きい15度ぐらいが望ましい。

  2. ※(13)主翼下面 補強へ進む。

    ※以下、(1)主翼ののりを乾燥させている間に作る、胴体パート。

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  3. 胴体内側 主軸
    点線に沿って二つ折りにして貼り合わせる。
  4. 機首内側 主軸補強
    点線に沿って三つ折りにして貼り合わせた後、中央の点線で二つ折りにする。
    (2)胴体内側 主軸の先端をおおうように、補強として貼り付ける。
  5. 胴体内側 主翼取付け部
    点線に沿って二つ折りにして貼り合わせる。直線の側を上、主翼キャンバーに沿って細くなる側を下にする。
  6. 胴体左側面
    機首の上下のカウリングのりしろと、中ほどの胴体のりしろとの間にある、2本の青い実線に切れ目を入れた後、 点線に沿って折り目をつける。
    主翼のりしろ中ほどの青い実線に切れ目を入れた後、 主翼のりしろを「へ」の字のキャンバーに沿って外側に向かって折り目をつける。
    水平尾翼のりしろを、外側に向かって折り目をつける。
    (2)胴体内側 主軸と(4)胴体内側 主翼取付け部を、 のりしろに干渉しないように、仮組みしてから貼り付ける。

    (貼り付ける位置)
    • (2)胴体内側 主軸:胴体先端から水平尾翼のりしろ折り目までを結ぶ線
    • (4)胴体内側 主翼取付け部:胴体の主翼のりしろのキャンバー前半分の折り目に沿った線。 上下の向きに注意。
  7. 胴体右側面
    機首の2本の点線に沿って折り目をつける。
    主翼のりしろ中ほどの青い実線に切れ目を入れた後、 主翼のりしろを「へ」の字のキャンバーに沿って外側に向かって折り目をつける。
    水平尾翼のりしろを、外側に向かって折り目をつける。
    (5)胴体左側と左右対称になるように、仮組みしてから貼り合わせる。 その際、(12)垂直尾翼を挿し込む後端部にはのりを付けないようにする。
    (5)胴体左側の機首中ほどののりしろを、(6)胴体右側へ回り込むように貼り付ける。
  8. 機首外側 主軸補強
    点線に沿って三つ折りにして貼り合わせた後、中央の点線で二つ折りにする。
    (5)(6)胴体左右の先端をおおうように、補強として貼り付ける。
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  10. 機首おもり
    黒いプロペラシャフトと白いプロペラスピナーが一体になっており、飛行時の重心を合わせるおもりの機能がある。
    プロペラシャフトを(2)胴体内側 主軸の太さに合わせて丸め、ほどけないように貼り合わせる。 プロペラシャフトをスライドししやすく、かつ着地のショックですぐ外れないように、きつさを調節する。 調整方法は、プロペラシャフトの内側に貼り足す方法と、機首主軸にテープを巻き付ける方法の二通りがある。
    プロペラスピナーは巻き付けてテープで仮止めしておき、テスト飛行でおもりの重さが決まってから貼り合わせる。
  11. 機首カウリング
    点線に沿って内側に折り、貼り合わせる。 あらかじめカウリング内側の余白は黒く塗りつぶし、紙の白い切り口も黒くリタッチすると美しく仕上がる。
    スティックのりの曲面などを使って、丸く曲げぐせを付ける。
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  13. 機首カウリング 下部
    丸めた(9)機首カウリングに、(10)機首カウリング下部を貼り付けてつなぎ合わせる。 その際、機首カウリング下部の点線から先の部分は、貼り付けずに残しておき、前方へ出したままにする。
    (9)機首カウリングを(5)(6)胴体左右の機首上下のりしろに貼り付ける。
    残しておいた(10)機首カウリング下部の点線から先を、 (5)(6)胴体左右の機首下のりしろに、かぶせるように貼り付ける。
    細かい部分の貼り付けには、マイナスドライバーの先端を使ってのりを塗り、 手芸用の小さい丸型ペンチで押さえると作りやすい。
  14. 水平尾翼
    まず、(5)(6)胴体左右の水平尾翼のりしろの凹凸を、はさみの刃など固い道具でつぶし、平らにならす。
    次に胴体が曲がったり、ねじれていないか確認し、まっすぐに直す。
    水平尾翼を中心線に沿って水平に貼り付ける。
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  16. 垂直尾翼
    まず、印刷されていない垂直尾翼の裏面に、方向舵の線を表面の線を透かして見ながら描き込み、 ラバウル迷彩を淡い緑色で周囲に余白を残しながら塗る。
    次に垂直尾翼のりしろを左右交互に折る。
    垂直尾翼の前端と後端を、(5)(6)胴体左右の貼り合わせずに残しておいた部分に挿し込み、貼り合わせる。 垂直尾翼を挿し込む後端部には、マイナスドライバーの先端を使ってのりを塗ると美しく仕上がる。
    垂直尾翼のりしろを、(11)水平尾翼の中心線に沿って、垂直に貼り付ける。
  17. ※ここまでで胴体パートは完成。再び(1)主翼に戻り、キャンバーと上反角をつける。 その後、(13)主翼下面 補強へ進み、最後に主翼を(5)(6)胴体左右に貼り付ける。

  18. 主翼下面 補強
    まず、細長い部分を点線に沿って二つ折りにし、 主翼下面の左右に開いたキャンバー前半分を埋めるように、三角形にカットする。
    次に三角形の部分と主翼下面 補強を重ね合わせ、主翼下面に貼り付ける。 この時点でキャンバーと上反角が固定され、変更はきかなくなる。

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    主翼に上反角をつける準備として、 (5)(6)胴体左右の主翼のりしろの凹凸を、はさみの刃など固い道具でつぶし、平らにならす。
    最後に主翼を(5)(6)胴体左右に貼り付ける。 主翼の中心線が胴体に沿って、かつ主翼キャンバーの折り目が胴体と直交するように、 左右均等に貼り付ける。
  19. 機首おもり先端
    テスト飛行でおもりの重さが決まってから、テープで仮止めしていた(8)機首おもりを貼り合わせる。
    次におもり先端を貼り付け、余った部分をはさみで切り取る。 着地のショックで傷みやすいので、2枚重ねにして補強する。

  20. (ディスプレイスタンド)

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  21. 胴体下部
    外側の点線に沿って上方に折り、主翼下面のキャンバーにフィットさせた後、 中央の点線に沿って上反角に合わせて折り目をつける。
  22. 左右主脚
    点線に沿って三つ折りにして貼り合わせた後、外側の点線で下方へ折る。
    中央の点線で上反角に合わせて折り目をつけ、「M」字に整える。
    (15)胴体下部の点線に沿って貼り付ける。
  23. 落下増槽
    左右を貼り合わせた後、(15)胴体下部の点線に沿って貼り付ける。
  24. 胴体側タイヤカバー
    左右タイヤカバーの根元に折り目をつけた後、中央に上反角に合わせて折り目をつけ、「M」字に整える。
    (15)胴体下部に貼り付けた(16)左右主脚の中央に重ねて貼り付ける。
  25. 主脚カバー右側
    主脚基部の小カバーを点線に沿って外側に折り、主脚カバー本体を(16)左右主脚の右外側に貼り付ける。
  26. 主脚カバー左側
    主脚基部の小カバーを点線に沿って外側に折り、主脚カバー本体を(16)左右主脚の左外側に貼り付ける。
  27. 左右タイヤ内側
    (16)左右主脚の左右タイヤ内側に貼り付ける。

  28. (ディテールアップ)
  29. 胴体 空気取入口
    この部品は印刷面が内側になり、扇形の広い方が前方、とがった方が後方になる。
    空気取入口の後方の小さな三角形ののりしろを内側に折る。
    空気取入口の中ほどの、青い実線に切れ目を入れる。
    縦に半分に割った釣鐘型になるように半円形に丸め、内側の重なった部分を貼り合わせる。
    空気取入口の後方ののりしろを(15)胴体下部の先端に貼り付ける。
    細かい部分の貼り付けには、マイナスドライバーの先端を使ってのりを塗ると作りやすい。
  30. 機首 空気取入口
    点線に沿って折り目をつけ、四角く貼り合わせた後、 (9)機首カウリング内側、(10)機首カウリング下部の上に貼り付ける。
  31. 搭乗員・救命胴衣
    搭乗員前面の足元は、ブーツ外側の縦の線に切れ目を入れ、地面ののりしろとする。
    搭乗員が自立するように、前面と背面の足元を点線に沿って折り、地面とする。
    搭乗員前面、背面を貼り合わせる。
    お好みで救命胴衣の前面と背面を搭乗員に貼り付ける。 肩と股のベルトの線が体にフィットするように調整する。
    紙の白い切り口を茶色の色鉛筆でリタッチすると美しく仕上がる。

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飛ばし方
まず、基本的な考え方は「紙飛行機のはなし」より 紙飛行機の飛ばし方 をご参照ください。

このプロフィール機についての補足説明:

軽量化のポイント
もっとよく飛ばすために、丈夫すぎる部分は思いきって軽くしてみましょう。

補強のポイント
軽量化を追求しつつ、飛ばしていると傷みやすい部分のみ補強します。 補強材を切り出す際は、紙の曲がりに対して強い方向、「紙の目」を機体の前後方向、または主翼の左右方向に合わせます。 このサイトでは紙の目を縦目(T目)=コピー用紙の長辺方向としています。

プロフィール機データ

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重量計測には、吉田英一さんの「切り抜く科学工作シリーズ」より「 精密天秤 やじろべえ01(ゼロワン) 」を使わせて頂きました。

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試作1号機から作った全機を航空母艦の飛行甲板に並べました。
このページの飛行甲板は「 紙模型工房 」さんの「大日本帝国海軍航空母艦・飛行甲板 1/144スケール」を拡大して使わせて頂きました。

(完成 2025年4月24日)
(改修 2025年6月20日 のりしろ縮小)
(改修 2025年12月15日 胴体後部の短縮、主脚の補強、全体的な手直し)

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