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航研機 富塚清 [書籍]

航研機―世界記録樹立への軌跡

航研機―世界記録樹立への軌跡

メインの文章は富塚氏が書かれたものだが、出版されたのは逝去された後関係者が編集しなおしたもの。
 
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著者本人の肖像を含め9ページ。製作中の航研機もあり。
 
【航研機の世界記録とその時代】(山本峰雄)
世界記録と国際記録は異なるもの。航研機の周回航続距離記録11651.011Kmは世界記録、1万Kmの周回平均速度186.197km/hは国際記録。他の日本の国際記録は戦後の富士重工KMスーパー・ニッコウ号が作ったC1C級陸上機の高度記録9917mがあるくらい。
 
【第1章 飛行機の進歩と競争史】
ライト兄弟が1903年12月17日行ったフライトの最長記録は向かい風の中59秒、260mだった。ドーバー海峡横断横断に成功したのはブレリオで、1909年7月25日に達成。距離38kmで所要時間37分なので、時速62km/h。使用機体はアンザニ式3気筒扇形25馬力エンジンを載せたブレリオ式単葉機。
日本の初飛行は1910年12月。陸軍の徳川大尉のファルマン式は高度40m、距離3280m、航続時間4分。日野大尉のグラーデ式は高さ20m、距離1200m、航続時間1分20秒。
少し戻って1909年8月22日、フランスで開かれた航空競技会の記録は次のような感じ。航続距離180km、航続時間3h4m50s(ファルマン複葉機)、速度はカーチス複葉機90km/h、高度はアントワネット機の150m。これが数年後には飛躍的に性能向上する。1913年の9月29日のゴードン・ベネット杯でのドペルデュッサン単葉(ノーム気筒回転型160馬力)が時速203.85km/h。高度記録はメルセデス6気筒列方100馬力のDFV飛行機が7850m(1914年6月10日)、距離は周回でアンリ・ファルマン(ノーム気筒回転型80馬力)が1021.2km(1913年10月13日)。更に第1次大戦をはさむと更に向上すし、速度では1920年2月7日にニューポール・ドラージェ(イスパノ・スイザ8気筒V型水冷300馬力)の275.264km/hを記録。高度はリバティ400馬力装備のルペール機が8810m(1918年8月20日)、周回距離はサルムソン230馬力の双発ファルマン・ゴリアートが1872km(1919年9月9日)。直線距離では1919年6月にヴィッカース・ヴィミー(RR350馬力の双発)が大西洋横断3040kmを達成、となる。
もう少し下って1924年にはイスパノ・スイザ450馬力のフランスベルナール機が448km/hを達成するが、この後はしばらく(1927~1934年)水上機が速度記録を更新することになる。リンドバーグのニューヨーク・パリ間の飛行は1927年5月20日から行われ、時間33時間30分、距離5809kmだった。スピリット・オブ・セントルイスはライアンNYPでエンジンはライトホワールウィンド空冷星型9気筒200馬力。リンドバーグは駒場の東大航研も訪問しており、富塚氏らが創案した操縦者能力試験装置を試している。その結果は素晴らしいものだったそうだが、本人の許諾を得ていないので公開できない、らしい。
太平洋横断はハーンドン・パングボーンの二人が1931年10月6日に達成。飛行距離は7910km。
 
【第2章 日本の航空技術と東京帝国大学】
陸軍の発案により臨時軍用気球研究会が出来たのは1909年。委員は陸軍の井上仁郎、徳永熊雄、有川鷹一、日野熊蔵、笹本菊太郎、海軍から山屋他人、相原四郎、小浜方彦、奈良原三次、東京帝国大学から田中館愛橘、井口在屋、気象台から中村精男となっている。
 1914年第一次世界大戦が始まった頃、日本陸軍の操縦将校は14名に過ぎず、使用可能な機体もモーリス・ファルマン(ルノーV8空冷70馬力)など16機だけ。チンタオ攻撃に使用され、67日間の間に86回飛行、総飛行時間89時間となっている。
戦中、それまでロータリー式が主流だったのが、燃料消費量の多さやジャイロ効果による操縦性への悪影響から、固定式に移っていく。機体のほうも空気力学の観点からの研究が本格的になっていくが、当初は他の分野からの専門家が転入してくる。そのうちの一人がフランスの元土木が本業でエッフェル塔の設計者でもあるエッフェル。土木には水力関係の技術も科研刑するところから空力学への転進だったようだ。エッフェルはエッフェル式風洞というものを作ったそうだが、詳細は説明なし。
 
【第3章 東京帝国大学航空研究所の発足】
臨時軍用気球研究会に参加していた東大から1916年、独立の研究機関設立について文部省に建議書が出される。それを受けて航空学調査委員会が設けられた。委員は田中館愛橘、横田成年、田丸卓郎、井口在屋、栖原豊太郎、木戸小六の6博士。委員会の役割は研究所や講座の設立準備だが、エンジンを富士山頂に運びあげての高地試験などもおこなった。
航空研究所の公式発令は1918年。また工科大学に4講座、理科大学に1講座、航空関連講座が置かれた。 研究所の場所は深川区越中島というところ。当初格納庫も航空機もなかったそうだが、その後デ・ハビランドDH4軽爆撃機(RRイーグル9)、エンジン単体でリバティV12水冷400馬力が発注された。
関東大震災を受けて、1930年に駒場に移転。風洞部、飛行機部、発動機部、物理部、化学部、機械部、測器部などが設けられた。航空関係の研究は欧米がかなり先行していたので、ネタ探しに苦労したそうだ。
 
【第4章 所長交代と長距離機案突発】
1932年、所長交代の裏事情に絡んで長距離記録機製作が発案される。その裏話がイマイチ明確に書かれていないが、所員にとっては寝耳に水であったらしく、少なくとも皆が賛同して計画されたものではなかったらしい。しかし新規に航空ディーゼルエンジンを開発、2年で世界記録を達成するための費用として24万円を文部省に申請していたので、やらざるを得なかったようだ。ただ筆者らは計画開始にあたっては、まずそのディーゼルエンジンの新規開発を撤回させ、既存のエンジンの改良で済ませるということに落ち着かせた。
職務担当は主翼が深津了蔵、補助翼が谷一郎、プロペラ河田三治、燃料槽や車輪カバーは山本峰雄、胴体、脚、尾翼関係が小川太一郎、 木村秀政、広津万里。これに発動機関係として高月龍男、中西不二夫、富塚清、西脇仁一、石田四郎、渡部一郎の名前がある。また計器自動操縦は佐々木達治郎、燃料及び潤滑油が永井雄三郎となっている。
 
【第5章 計画の実施】
航研機の話が出たのが昭和7年、案がまとまったのが9年ごろ。軍の協力が必要であったが、海軍は批判的、陸軍は協力的だった。その流れからだと思われるが、使用エンジンは川崎航空機で作っていた中古のBMW9型(公称715馬力)を改造することに。機体の方は川西が乗り気であったらしいが海軍への気兼ねから話はなくなり、かわって東京瓦斯電気工業が名乗りを上げる。全金属製の機体作成の経験はなかったらしいが、現場にドボォアチンで働いたこともある工藤富治という人物がいたことでここに決まった。
ベースエンジンになったBMWは正式名称ハ-9II乙で、160mm×190mm(主)、199mm(副)、行程容積47リットル、毎分回転数1680、平均有効圧7.2kg/平方cm、馬力当たり重量1.01kgというスペック。これを毎分1800回転にあげ、気化器を中島二連八八甲型気化器ににしてリーンバーンタイプにする。そして過熱に対応するため、バルブを中空にし、空冷化している。既にその頃金属ナトリウムを入れた冷却が優勢になりつつあったが、航研での実績があったため空冷を採用。さらに過給機は取り外し、三菱で作っていたファルマン式の傘歯車減速機を取り付けた。ちなみに当初の計画にあった航空用ディーゼルは別に航研で検討されており、三菱重工の強力で1934年に水冷2サイクル90度V12を試作している。このエンジンのスペックは155mm×200mm、公称回転1500rpmで750馬力だった。 航研用の改造エンジンは合計3台作られたようで、完成までに2年10ヶ月かかったとしている。使用燃料も特殊で化学部の強力で100オクタンに近いものが使用できたようだ。最終的なスペックは最高出力870馬力、燃料消費率は1馬力1時間当たり約180g、空燃比17~18、オイルの消費量は1時間1馬力当たり5g程度でディーゼルと比較してもそん色ないものだった。中空の排気バルブは著者が担当したものらしく、詳しい構造、実物の写真も掲載されている。
 工長となった工藤氏は単桁構造のドヴォアチーヌD33の工法に精通していたこともあって、航研機もその影響を強く受けることになった。前者が全幅28.00m、全長14.40m、翼面積78㎡、650馬力に対して、後者はそれぞれ27.93m、15.06m、87.3、800とよく似ている。翼型は風洞部の深津了蔵、谷一郎の両氏によって決められた厚翼のもの。内部は単桁だが、捻り剛性をあげるため大圏構造っぽい斜めの補強材が入っていて、特許も取得されたらしい。また胴体や中央燃料タンクに枕頭鋲が採用されている。プロペラのピッチは固定で900rpmで回転させていた。
製作で最も苦労したのは脚で、ロープによる巻き上げ式の引き込み脚だった。単純に内側に畳むと桁と干渉してしまい、後に跳ね上げると完全に収容できなくなる。どちらも妥協できなかったため、一旦後に上げた後内側に畳むことになった。この動作が当初うまく稼動せず、改良のために1年を要したらしい。実際に機体が完成してテスト飛行中、脚がうまく出なかったため一度は胴体着陸をしている。結局本来の設計担当だった飛行機部では解決できず、改良を行ったのは筆者らの発動機部だった。
 
【第6章 航研機記録飛行】
記録飛行に当たっては食料についても工夫がされた。これには戦後栄養学者となった陸軍の川島四郎主計少佐が担当したとのこと。
飛行経路は木更津(飛行場)→銚子(灯台)→太田(中島飛行機)→平塚(灯台)の順で、カッコ内の目標を目印に周回した。
こぼれ話として、記録飛行に木村秀政氏が飛行の指示をだすために同乗したいとの申し出があったとある。本人の本当の意図は書かれていないが、却下されたようだ。
飛行開始は昭和13年5月13日の金曜日、午前4時55分。コースを29周し、15日の19時20分に着陸した。記録達成を祝って何度も祝宴が開かれ、天皇陛下との単独拝謁も行われた。
 
【第7章 航研機の回顧と反省】
組織として正確な、かつ詳細な記録を残すという作業が行われなかったこと大きな反省点として指摘している。特に計画の遅延を招いた脚の設計では、その担当者だけでなく、経験の少ないものに担当を割り当て、さらにその後十分な指導を行わなかったことを指摘しているが、これなどはどこの世界でもありそうな話。また記録挑戦を1度で止めてしまったことも確かにもったいない。1回目の飛行では後3周1200km分の燃料が残っていたそうだ。
ただ、多少のテストは行われており、操縦席も通常型の風防をつけたり、金属製の3翅ペラに変更したりしている。もっともその結果の詳細は書かれていない。その後は羽田の格納庫の隅に放置され、戦後他の機体と一緒にスクラップにされた。研究所自体も1946年に航空禁止令により廃止され、理工学研究所となる。1958年に航空研究所として復活し、1964年に宇宙航空研究所となる。それも1981年には宇宙科学研究所と境界領域研究施設に分離、校舎は1988年に廃止されるが、その前にそこから先端科学技術研究センターが派生している。
 
【あとがき】
1983年12月14日の日付。
 
【編集後記】(栗野誠一)
富塚氏が内容自体は1983年に出来ていたらしいが、出版までは行われなかった。出版に当たっては富塚氏の元の文章から個人的なトラブルに触れた部分は省かれたようである。逆に図面、写真などは含まれていなかったので関係者から提供を受けたとある。
 
【引用文献】
日本民間航空史話 (1966年)

日本民間航空史話 (1966年)

  • 作者: 日本航空協会
  • 出版社/メーカー: 日本航空協会
  • 発売日: 1966
  • メディア: -

 

『日本航空学術史』(1910-1945) 日本航空学術史編集委員会編 丸善(1990年)

『航空五十年史』 仁村 俊 鱒書房(1943年)

 
 

航空ファン No.706 2011/10 [雑誌]

航空ファン 2011年 10月号 [雑誌]

航空ファン 2011年 10月号 [雑誌]

 
 
 
 
 
 
【千歳航空基地際】
8月7日開催。復活のブルーインパルスがメインで7ページ。
 
【RIAT 2011】(徳永克彦)
7月16、17日開催。1971年5月31日にノースウェルド飛行場で行われた第1回から数えて2011が40周年。トルコ空軍「ソロターク」のF-16Cが最初の見開きページを含めて4ページ。そのあと、フランス空軍のラファール、オランダ空軍F-16AMと続く。ラファールについては「3,000時間飛行記念のスペシャルマーキング機」と書かれているが、前号を見ても、実際の機体には30,000が正解。
 
【スカイウォーリア、58年目のラストフライト】
6月30日フォトワースからペンサコーラへの飛行が58年目の最後のフライトとなった。最も軍籍であったのは1991年までで、その後はレイセオン社で民間機として、グローバルホークの飛行テスト用プラットフォームなどとして使われていたとのこと。
 
【60 Jahre Hunter】(徳永克彦)
シドニー・カムによって設計されたハンターが初飛行したのは1951年7月20日なので、2011は60周年記念の年。 スイス・モリス飛行場で行われたエアショーの様子。登場する機体はスイスハンターチームによって保存されているもの。スイスは1994年までハンターを運用しており、退役後はスクラップ処理を免れて69機がいろいろなところに売却された模様。パトルイユ・スイスとのフォーメーションの様子もあり。
 
【Israeli Air and Space Force 式典&一般公開に現れたイスラエル空軍保有機】
「スピットファイアと編隊を組むために離陸するF-16I」とあるんだけど、肝心のスピットファイアとの編隊写真がない。おなじみのF-15I、CH-53D-2000、AH-1S、AH-64Aとか。その他A-4N、F-4E 2000とか。
 
【Republic of Chile Air Force チリ空軍の現有勢力】
機首の巨大な団子っ鼻が強烈なB.707-385Cコンドル。中に入っているのはイスラエルのELTA社が開発したEL/M-2075ファルコン早期警戒レーダー。その次にF-16BM。A-29BはエンブラエルEMB-314スーパーツカノの攻撃型。この機体やっぱり好きだなぁ。その他C212-200、A-36、ベル412、KC-135E、F-5FティグレIII、F-16C-50、F-16D-50など。スペインのCASA C101練習機をENAERでライセンス生産したのがT-36ハルコンで、それを攻撃型にしたのがA-36らしい。
 
【タイ空軍グリペン&AEW、準備完了】
タイ空軍は2008年にサーブ39グリペンのC型を機とD型4機、サーブ340AEW/B2機を3億1千万ドルで発注。今年2月までに配備された。2ページのみ。
 
【THE NIMROD BOWS OUT ニムロッドR.1、第一線からついに退役】
6月28日に退役セレモニーが行われた。写真は飛行中、地上滑走中、コクピット、オペレーター席など。2ページのみ。
 
【ロッキード・マーチン社カスタマー・エンゲージメント副社長ステファン・オブライアン氏に聞く】(青木謙知)
F-35Bの開発で問題になったF135-PW-600のトラブルとは、エンジン本体とリフトファンを結ぶシャフトについて「計画以上に軸自体が大きく移動することが判明」したため、再設計が必要になったとある。「移動」の意味がよく分からない。機体側の問題はリフトファン用の扉の後ろにある補助空気取り入れ口のヒンジの強度が不足しているというもの。こちらもリフトファンから発生するボーテックス空気流が予想以上の影響を及ぼしているとか。さらにスケジュールへのもう一つの不安要素がミッション・ソフトウェアの開発で、現在の戦闘機が220万であるところ、F-35では700万のコードで3倍以上の複雑さということになる。コードって行数じゃないよなぁ。このソフトは3段階の開発が行われ、最終のブロックIIIは2014年に試験を開始し、2016年に終了予定。
あと、自衛隊で採用したときの不安要素である国内兵器の搭載が出来るかということについては、AAM-4はAIM-120Cより2.5cm太いが、問題ないとの回答。長さもAIM-120Cの3.65mに対し、AAM-4は3.667mでこちらも大丈夫。
 
【F-35のいま】(青木謙知)
2011年の2月14日に海軍のパイロットが始めてF-35Cを操縦した。また艦上テストの準備も進んでおり2013年から実際の空母を使っての運用テストが行われる。記事の最後にF-35A、B、Cの諸元の比較が載っている。全幅、全長、全高ともにF-35Cが他の2タイプより少しずつ大きい。最大速度はみな同じのM1.6。航続距離はF-35Bの900nmに対して他2タイプは1200nm。荷重制限はAが+9G、Bが+7G、Cが+7.5Gとなっている。
 
【F-35こそ、日本のF-Xに最適】(小野正春)
F-Xの評価基準書は「性能」、「経費」、「国内企業参画」、「後方支援」からなる。もちろん性能が一番配点が高く、後方支援は第2段階以後の項目。
BAEシステムズのコメントでは、ユーロファイターは「離陸まで4分。高度4万ftまで2分で到達し、高度5万から5万5000ftでも高い運動性が維持できる」と主張し、F/A-18E/Fについては、「ユーロファイターのように5万ftで戦える運動性はない」としている。また、F-35についても「主に対地攻撃、二次的に防空という攻撃戦闘機。」として、制空戦闘機としてはユーロファイターの方が上と言っており、F-35が本格導入される場合のつなぎとしても、性格が似ているF/A-18よりユーロファイターの方が懸命としている。
 
【アメリカ軍のF-35配備予定】(石川潤一)
 
【もうひとつのF-X候補、ユーロファイターにも秘策あり タイフーン2020】(石川潤一)
ユーロファイターがインド海軍に提案している改良型は、推力変更ノズルとCFTがついているらしい。で、ここで本題はEUROFIGHTER WORLDというPR誌に載っているユーロファイター2020というもの。外見的には推力変更エンジン、CFT,主翼LERXなどが特徴。またマルチロール性を高めるため、ミッションコンピュータを改良するらしい。
 
【ジャンボ、いまだ日本から消えず 特徴ある機首が航空科学博物館に登場】(駿河直人)
航空科学博物館にB.747-212Bの機首部分が展示されている。この機体は1980年9月に初飛行したもので製造番号は471。シンガポール航空やノースウェストで使われた後、ツーソン近郊のマラナで保管されていたものを2000万円で購入。地元で機首を切り離し、 手間ヒマかけて搬送された。
 
【空夢 第34回 納屋の中のB-17】(清水郁郎)
26年前にメイン州のもとスクラップヤードで発見されたB-17Eを個人でレストアしている人がいる。シリアルは41-2595でXC-108Aとして完成したもの。これをB-17Eとして再生しようとしているらしいが、素人の夫婦二人で作業しているとのこと。もっとも、B-17のアルミ財を生産したALCOAがスパーの引き抜き材や胴体ストリンガーを提供してくれた。このあたりが流石のアメリカ。
 
【追補・個人としての航空戦史 「2機のゆくえ」】(渡辺洋二)
昭和10年夏に中島飛行機に艦攻と艦偵の試作指示が出る。総合的な指揮は三竹忍技師、艦攻のチーフは中村勝治技師で艦偵は福田安雄技師(?)。参考にしたのはノースロップ・ガンマ2C(XA-13)の改良型2Eで昭和8年ごろ輸入されたらしい。
また装備されていたライト・サイクロンR-1820-F3(712hp/1000m)も手本にされた。その頃中島のエンジンはジュピターとP&Wワスプのいいとこ取りして寿1、2型を作っており、これにサイクロンの構造を取り入れた3型を作った。R-1820-F(155.6mm×174.6, 29.ℓ)のライセンスを購入したのは昭和9年4月で、寿3型の設計はこれより前らしいからライセンス取得せず真似たことになる。また、この3型は気筒容積が1,2型と異なることから途中で光と改称される。
一方ライセンスを正式取得後、9年10月から開発が始まった寿3型の160mm×180、32.6ℓをベースに構造だけR-1820-Fを流用したものが改造型光1型(直結)、2型(減速)と呼ばれるようになり、最終的に「改造型」が取れる。完成は1型(公称600hp、最大730hp)が10年5月、2型(公称700hp,最大840hp)が9月で、先の元寿3型がそのときどう扱われたかはかかれていない。さらに寿1、2型の146mm×160mmを使ってサイクロン化した新・寿3型が作られ、12年9月に正式採用、九六式2号艦戦に採用されている。
光2型を採用した十試艦偵(C3N1)は11年10月に完成、12年9月に九七艦偵として採用される。最大速度209kt(387km/h)、航続力1230nm(2278km)だった。 要求性能を満たして採用されたが、結局作られたのは試作の2機のみ。中国戦線で使用されたが、あまり活躍の場がないまま対空砲火により被弾。一機が搭載していた爆弾が暴発し、もう一機も巻き込まれて失われた。
 
【陸軍愛国号献納機調査報告 その1 愛国1号、2号】(横川裕一)
愛国1号のユンカースK37双発機、2号のドルニエ・メールクールは昭和7年に献納された。1号機の購入費は装備費込みで10万円、2号機機体分の5万円は川崎造船が負担し、BMWエンジン代金と装備費12万円だった。
 
【後期設計のツボ、主翼とエンジンの関係 第4回:飛行機の翼面荷重と航続率】(中山久尚)
いろいろな種類の鳥の体重と翼面荷重と体重の対応をプロットすると、ほぼ比例する。 また、鳥を含めて各種航空機の重量と翼面荷重を両対数メモリのグラフに載せるとほぼ一直線になる。
 また鳥の翼面荷重と巡航速度の対比も比例し、上と同様に飛行機を含めて両対数のグラフにまとめると一直線になる。つまり、重量が増えると翼面荷重が比例して高くなり、同時に巡航速度も高くなるということか。言われてみれば当たり前のようだが、グラフでまとめるとよく分かる。
 
【Fw200 コンドルの検証 1  】(国江隆夫)
1930年代の中ごろ、来ると・タンクがダグラスDC-3を越える輸送機を計画して設計したのがFw200となる。試作機V1は1937年7月27日に初飛行、すぐにS1と改称されてルフトハンザで使用された。少量多種の生産。V2、A型、B型、C-1~C-7、D型、F型の違いについての簡単な解説。
 
【HondaJet、機体と生産工場をアメリカで公開】
GE Honda製HF120ターボファン・エンジンを載せた量産認定機の初飛行が2010年12月に行われている。その後のテストで最高速度483mph、最高高度43000ft、上昇率4000ft/分という目標値をクリア。
機体内部の居住・荷物スペースを確保するため、エンジンを主翼に装備する方法を採用し、なおかつ異物吸入や脚の重量を抑えるため、翼上部に装備している。一般的に翼上部に物を置くのはご法度だが、採用しているOTWEMという方法では、邪魔にならないだけでなく、空力的にメリットがあるとのこと。(詳細な解説はなし)
また、一般的な層流翼は抵抗が少ないが表面仕上げの具合汚れに弱いとされている。ホンダが開発した「自然層流」(NLF)は異物の付着にも強いらしい。また、翼の厚さも従来のものより厚い15%だとか。ちなみにこの開発に使われたのはT-33。
これらの成果で競合機に比べると速度で30~40kt速く、キャビン、荷室は20~25%広く、燃費は15~20%よい。キャビンが広くなったことで、ちゃんとしたトイレも装備された。
 
【コウノトリ但馬空港フェスティバル'11】
7月30、31日開催。明野からOH-1とAH-1Sも来たらしい。
 
【第二次大戦ミニ航空史話 第94回 インパール作戦での連合国空輸力】(田村俊夫)
 
【BOOK REVIEW】
現存独空軍大戦機アーカイブ (エイムック 2219)

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  • 作者: 藤森 篤
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  • メディア: 大型本
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決戦戦闘機「疾風」 2011年 08月号 [雑誌]

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  • 作者:
  • 出版社/メーカー: 潮書房
  • 発売日: 2011/07/11
  • メディア: 雑誌
  丸の過去記事の再編集。写真はいいが、内容が散漫との印象、らしい。

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