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* 電子・IT・新技術2:飛行機(1903年:ライト兄弟)

Q62:飛行機の発想は鳥の飛行から来ている。しかし、その両者には大きな違いがあるのだが、それは何か?

ばかばかしいと思ったかもしれない。しかし、レオナルド・ダ・ビンチは鳥のように羽ばたく機械を設計し提案している(1490年)。そして羽ばたくことこそが、飛翔の最重要条件だと考えていた。ダ・ビンチ以降の人々も「羽ばたき」の呪縛から逃れられず、羽ばたく機械で飛行を実現しようとして200年以上失敗を繰り返したのである。羽ばたきを人工的に実現する困難さを認識し、その機構を捨て去ったのが英のジョージ・ケイリー(Sir George Cayley、英、1773~1857年)である。彼は鳥が羽ばたかずグライドして飛ぶ様子から、1790年代に固定翼によるグライダーを設計、試作した。1810年には「空中航行」に関する3部作の論文を発表し、航空工学のパイオニアとなる。さらに1849年に三葉翼とひれのような尾翼を持つグライダーを作り、丘の上から10歳の子供を載せて、数メートル滑空することに成功、その4年後には大型のグライダーで自分の孫を乗せ153mの飛行に成功した。これらが最初の人類の飛行と言える。彼のグライダー構造は現在の飛行機と基本的に同じものであり、そのレプリカはヨークシャー航空博物館に展示されている。

 1896年、独の飛行研究家リリエンタール(Otto Lilienthal 、独、1848~1896年)はグライダーの試験飛行中に失速し、48歳の若さで衝撃的な墜落死をする。飛行にあこがれていた、米の自転車販売業を営むライト兄弟はこの話を聞き、飛行における操縦の重要性を強く認識し、安全な動力飛行(推進力のある飛行機)の夢を強く持つようになる。それまでの飛行機(グライダー)開発は飛行理論や構造設計が中心の技術的な内容が多かったが、実際に安定に飛行させるとなると、機体の操縦と制御が構造以上に重要になるのである。彼らはそこに気付き、グライダーを何度も飛ばしながら、飛行制御の改善や操縦の訓練を続けていった。学者ではない彼らなりのアプローチだったのだろう、そしてそれが実を結んだのである。

 ライト兄弟とは、牧師の父を持つ5人兄弟の3男ウィルバー(Wilbur Wright 、米、1867~1912年)と4男オービル(Orville Wright 、米、1871~1948年)の2人を指す。兄弟は牧師である父のもとオハイオ州デイトンで生まれる。10代の頃、印刷機に興味を持ちこれを自作、新聞を創刊した。母親が死亡し高校を中退、兄弟で「ライト&ライト印刷所」を創業する。その後1892年(兄25歳、弟21歳)で「ライト自転車商会」を設立、印刷業の傍ら自転車の修理、製作、販売を手がける。また自作の自転車でレースに参加し優勝、評判を呼んだ。そして自転車業も順調になっていた頃リリエンタール事故死のニュースを聞き、2人は飛行機へのチャレンジを決めるのである。兄29歳、弟25歳の時であった。

 何の知識も学歴も無い彼らは、スミソニアン博物館の図書「飛行機械の進歩」(著シャヌート;米1832~1910年)を手に入れ、熟読。そして著者に自分達の計画を書き送った。シャヌート(Octave Chanute 、仏⇒米、1832~1910年)は彼らに助言と励ましを与え、その後彼らへの支援を続けたのである。又、彼らは鳥の飛行を注意深く観察しながら「固定主翼の左右を逆にねじる方法による安定な旋回技術」や「垂直尾翼を方向陀にする技術」など今日でも使われる飛行機体のコントロール方法を発明した。そして1900年から風が強く飛行条件の良いNC州キティーホークで、グライダーを用いた飛行制御訓練を3年以上に渡り行い続け、その技術と技量を上げていったのである。

 さて、ここまでは飛行制御の準備であった。いよいよ動力飛行にチャレンジするため、エンジンとプロペラを設置し始める。しかし当時のエンジンは自動車用ばかりで非常に重い上、プロペラなど入手は困難であった。そこで彼らは自転車業で鍛えた技術で自作したのである。エンジンは動力効率の良い12馬力水冷ガソリンエンジンを100kg以下で作り、プロペラは参考資料も無いところから試行錯誤で作り上げた。これらを乗せた「ライト・フライヤー1号機」は1903年12月14日、まず兄のウィルバーが操縦し、飛行チャレンジ。しかし、滑走後3秒ほど浮いたもののすぐに失速し砂に落ち失敗。幸い故障箇所はわずかだったのですぐに修理、天候の良い3日後の17日、今度は弟のオービルがチャレンジした。果たして、フライヤーは滑走後浮き上がり、上下動を繰り返しなんとか12秒間36mの飛行に成功した(彼らは写真に記録を残している)。さらに飛行を繰り返し、その日最長59秒255mの動力飛行を達成したのである。兄36歳、弟32歳の快挙であった。

 ライト兄弟は著名な航空学者では無くただの自転車屋であったが為、その成功に大きな妬みや批判が集中した。著名な科学者はこぞって「空気より重い機械が飛べるはずが無い」とその成功を疑問視。スミソニアン博物館はライトフライヤー号の展示を断った。さらに多くの特許訴訟が起こされ、常に戦う羽目になったが裁判所は公正にライト兄弟の先駆的特許を認めた。しかしこれらの騒動に疲れ、兄は45歳の若さで他界する。その後、スミソニアン博物館との和解折衝を勝ち取り、ようやく40年後にライト兄弟の偉業を認めさせた。しかしその時すでにオービルも死亡していた。

宿題62:日本で始めて動力飛行に成功したのはいつ頃だったか?

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