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| 推力測定装置 | |
|---|---|
 ロンドン科学博物館に展示中 | |
| 一般情報 | |
| タイプ | 実験的な垂直離陸 |
| 国籍 | イギリス |
| メーカー | ロールスロイス |
| 建造数 | 2 |
| 歴史 | |
| 初飛行 | 1954年8月3日（無料） |
ロールスロイス推力測定装置（TMR）は、1950年代にロールスロイス社が開発した先駆的な垂直離着陸機（VTOL ）である。この航空機は「世界で初めて飛行したジェット機」という称号を持っている。[1]
TMRの設計は独特である。この機体は、鋼鉄製のフレーム内に背中合わせに水平に取り付けられた2基のニーン ターボジェットエンジンで駆動され、このフレームは車輪用のキャスターが取り付けられた4本の脚で持ち上げられていた。TMRには翼などの揚力面がなく、代わりに下向きの推力によって揚力が生成されていた。その型破りな外観から、空飛ぶベッドステッドというニックネームが付けられた。[1]
TMRは、当時新しく開発されたジェット推進を垂直飛行に応用できる可能性を探る研究を行うために特別に構想された。1954年8月に初飛行し、一連の試験飛行でホバリング中の機体の安定化方法について広範囲にわたる研究が行われた。この研究は、VTOL機のパワーレベルと適切な安定化方法の理解を深め、また、概念全体の実現可能性を証明するのに貢献した。[2]
発達
TMRの開発に大きく貢献したのは、 1920年代に王立航空機研究所（RAE）でガスタービンの設計に携わり、ジェットリフト技術の先駆者でもあったアラン・アーノルド・グリフィス博士だった。1939年、グリフィスはロールスロイス社に雇用されていた。[3] 1940年代、彼はジェット推進を直接垂直離陸可能な航空機の製造に垂直揚力として利用する方法を思いついた。研究目的でそのような航空機を建造することはグリフィスによって提案された。[1]
ロールスロイスはグリフィスの構想に感銘を受け、また自社の新開発ジェットエンジンの性能を研究し活用することにも熱心だったため、イギリスのノッティンガムシャー州ハックナル飛行場の自社施設で航空機の製造を開始した。[1]航空機の重要な自動安定装置は、王立航空機研究所（RAE）の計器および航空写真部門によって設計および製造された。航空機は推力測定装置（TMR）と命名され、テストプログラム用に2機が製造された。[1] [4]
1953年8月19日、最初のTMRがハックナル飛行場で初飛行を行った。 [1]これらの飛行を行うために、ハックナルでは専用のガントリーのような配置が考案され組み立てられた。これは、航空機の動きを特定の空間に制限しないものの、その境界を超えることを防ぐものであった。また、損傷を避けるために最大10フィート/秒（3 m/s）の降下率を許容し、過度の降下率が発生するのを防ぎ、苦労しているパイロットが事故を起こすことなく容易にスロットルを閉じることを可能にした。[5]飛行の最初の1年間、航空機は飛行テストのためにガントリーシステム内に固定されたままであった。1954年8月3日、TMRはロールスロイスのチーフテストパイロット、ロナルド・トーマス・シェパードの操縦で最初の自由飛行を行った。 [1]
1954年後半、TMRはRAEの研究施設に移送され、最初はRAEファーンバラに割り当てられました。[6] 1956年6月、TMRはさらなる飛行テストを行う目的でベッドフォードシャーのRAEベッドフォードに移転されました。ハックナルにあった間にも操縦性を取り巻く実用性は検討されていましたが、RAEはTMRを使用して、ホバリングと低速飛行段階の両方で人工的な安定化が必要かどうかを判断し、安定した垂直飛行を達成するための望ましい特性を調査することにもっと関心を持っていました。[6]
典型的な飛行からの情報は、主にパイロットの報告された経験を通じて得られた。[7]安定性試験中、複数のパイロットに同じ一連の操縦を指示することで、より定量化可能なデータを得た。その多くは、VTOL機がホバリング飛行に移行することを表すことを目的としていた。また、複数の観察者も採用された。試験飛行にはいくつかの安全上の制限が課せられた。TMRは通常、風速が10ノット以上の場合は飛行せず、故障時に航空機を制御できる気象条件下でのみ飛行する。[8]パイロットは離陸と制御着陸を行うことができたが、風がある場合、特に風の影響を打ち消すためにTMRを傾ける必要がある場合は、両方の偉業がより困難になることがわかった。[9]
伝えられるところによると、パイロットはTMRを飛行させる際、当初の主な難関は機体の高度の調整にあると感じた。これはパイロットが指示したスロットルの動きに対するエンジンの反応が遅いことが一因だった。[10]スロットルとエンジンの反応の遅れは1～2秒程度であることが多く、パイロットは航空機のこの特異性に適応し、高度制御を習得するようになる。高度制御を改善するために2つの試みがなされた。スロットルに単純なトリマーを追加して動きの速度を制限することと、意図したとおりに動作しなかった「スロットル・アンティシペーター」を取り付けることである。[11] TMRは高度制御の反応の遅れがVTOL機の大きな難関になることを効果的に実証し、後のVTOL機のエンジンは一般的に反応時間がより速くなった。[11] [12]
この機体は、1957年9月16日にRAEのスタン・ハバード航空団司令官が操縦中に推力偏向制御システムの故障に見舞われたが、無事生き残った。 [13] 1957年11月28日、2機目のTMR、シリアル番号 XK426が試験飛行中に破壊され、この機体を初めて操縦していたHGFラーセン航空団司令官が死亡した。[14] [15]
TMRの試験プログラムの研究は、少なくともいくつかの分野では将来のVTOL機にとって非常に価値があった。航空省が発行した公式報告書は、「この経験から得られる主な結論は、実用的なジェットリフト機は、非常に好ましい気象条件以外で運航する場合、ホバリング中に何らかの人工的な安定化が必要であるということである...この機体の操縦を習得する上での主な困難は高度制御であった。エンジン応答の時定数を少しでも減らせば、ジェットリフト機の操縦を習得する問題はより容易になるだろう」と要約している。[16] TMRの試験が比較的成功した後、ロールスロイスはロールスロイスRB108ダイレクトリフトターボジェットの開発を進めることを決定した。このエンジンのうち5基は、英国初の真のVTOL機であるショートSC.1の動力源として使用された。[17]
デザイン
ロールスロイス推力測定装置（TMR）は、そのような航空機の実用性、特性、要件を調査するために開発されたVTOL航空機でした。[2]この航空機は、基本的にエンジンの周りに構築された長方形の管状のフレームワークで構成され、その上に1人のパイロットを収容するためのプラットフォームが置かれた、航空機として根本的に型破りな外観のため、フライングベッドステッドの愛称で広く知られていました。翼も尾もないため、空気力学的形状はなく、代わりにエンジンの推力を真下に向けることですべての揚力を生み出しました。[18]サイズが小さいため、TMRの最大飛行時間はわずか6分でした。[4]
この機体は背中合わせに配置された2基のニーン ターボジェットエンジンを搭載していた。 [6]ジェットの出力はリグの重心に向かっており、1つのジェットパイプは中央のノズルから下向きに排出され、もう1つのジェットは両側の2つの小さなノズルから下向きに排出されていた。これは、飛行中に1つのエンジンが故障した場合にも、急激な逆方向の動きが生じないようにするためであった。このようなエンジン故障を安全に乗り越えるために、かなりの予防措置が講じられた。4本脚の着陸装置は、毎秒34フィート (10 m/s) の垂直速度をサポートし、50フィート (15 m) 以下の高度からの単発着陸に耐えられるように設計された。[6] TMRはわずかな過剰出力しか持たなかったため、航空機の飛行動作が複雑になり、スロットル変更に対するエンジンの応答時間が遅いことでさらに状況が悪化した。したがって、目標高度を超えないようにし、着陸時に穏やかな着陸を確実にするために必要なエンジン出力の使用には、かなりの予測が必要でした。[11]
合計4本のアウトリガーアームがリグから伸びており、両側に1本ずつ、前後に1本ずつあり、飛行中に圧縮空気が放出され、ロール、ピッチ、ヨーを制御していた。 [19]ヨーと高さの制御は機械式であったが、ピッチとロールの制御は電気的に信号で行われ、機械操作に戻すための措置は講じられていなかった。当初、電気制御システムの主要部品は重複していたが、故障の検出を万全にするために、RAEの自由飛行試験段階ではより安全な部分三重配置が採用された。[20] TMRには固有の安定性がなかったため、実験的な自動スタビライザーシステムが組み込まれていた。[21]数多くの試験飛行中に、スタビライザーによるさまざまなレベルの介入が行われ、その中には安定化がまったく機能しないものもいくつかあった。[22]
展示されている航空機
最初の機械（シリアル番号XJ314）は保存されており、イギリスのロンドンにある科学博物館で一般公開されています。[23] [24]
仕様（推力測定装置）
一般的な特徴
- 長さ: 28 フィート 0 インチ (8.53 m)
- 幅: 14 フィート 0 インチ (4.27 m)
- 高さ: 12 フィート 8 インチ (3.86 m) (パイロンを除く)
- 自重: 6,000 ポンド (2,722 kg)
- 総重量: 7,500 ポンド (3,402 kg)
- 動力装置:ロールスロイス ニーン 遠心流ターボジェットエンジン2 基、各 4,050 lbf (18.0 kN) の推力
パフォーマンス
- 推力/重量: 1.08
航空電子機器
- 自動安定化
参照
- 類似航空機
参考文献
引用
- ^ abcdefg イリングワース、1961 年、p. 2.
- ^ イリングワース 1961、2-3ページ。
- ^ ベッドステッドの飛行 – パート 2. – エアロプレーン・マンスリー。1985年4月。
- ^ Fricker 1962、25ページより。
- ^ イリングワース 1961、2、17頁。
- ^ abcd Illingworth 1961、3ページ。
- ^ イリングワース 1961、6ページ。
- ^ イリングワース 1961、6-7ページ。
- ^ イリングワース 1961年、8ページ。
- ^ イリングワース 1961、7ページ。
- ^ abc Illingworth 1961、7-8ページ。
- ^ フリッカー1962年、60-61頁。
- ^ 「ウィングコマンダー スタン ハバード — 死亡記事」デイリーテレグラフ2015年1月1日。
- ^ 「垂直ジェット機墜落、英国の『空飛ぶベッド』試験失敗、パイロット死亡」ニューヨーク・タイムズ。1957年11月29日。6ページ、5列目。 2023年5月23日閲覧。
- ^ 「1957年11月29日のこの日」。タイムズ。ロンドン。2007年11月29日。 2023年5月23日閲覧。
- ^ イリングワース 1961年、13ページ。
- ^ フリッカー1962年、60ページ。
- ^ イリングワース 1961、3、13頁。
- ^ イリングワース 1961、3-4頁。
- ^ イリングワース 1961年、4ページ。
- ^ イリングワース 1961年、12ページ。
- ^ イリングワース 1961、9-10頁。
- ^ 「ロールスロイス フライング ベッドステッド、1954年」makingthemodernworld.org.uk、2016年1月7日閲覧。
- ^ 「ロールスロイス社の垂直離陸推力測定装置、1954年」サイエンスミュージアム、2016年1月7日閲覧。
文献
- バトラー、トニー、ジャン＝ルイ・デルゼンヌ。『ヨーロッパのXプレーン：黄金時代の秘密研究用航空機 1946-1974 』。マンチェスター、イギリス：ヒコーキ出版、2012年。ISBN 978-1-902-10921-3
- フリッカー、ジョン。「ジェットリフト：ロールスロイス社のコンセプト」。フライングマガジン、1962年7月。第71巻第1号。24～25ページ、60～64ページ。
- イリングワース、JKB「ホバリングジェットリフト航空機（ロールスロイス フライングベッドステッド）の飛行テスト」航空省、1961 年 5 月。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ロールス・ロイス推力測定装置に関連するメディアがあります。
- 推力測定装置の写真（ロシア語のテキスト付き）
- XJ314 の科学博物館の写真
- 燃料不足による事故後の「フライング・ベッドステッド」、ノッティンガムシャー州ハックナル、1957年。ラーセン空軍准将と
- パテニュース – フライングベッドステッド
- BBC 書き起こしディスクインタビュー – フライングベッドステッド