測地機体

測地学的機体構造は、1930年代にイギリスの航空技術者バーンズ・ウォリス（ウォリスは「geodesic」と綴ることもある）が開発した航空機の機体構造の一種である。それ以前は、1909年にシュッテ教授がシュッテ・ランツ飛行船SL1に使用していた。 ^[1]これは、荷重支持部材を螺旋状に交差させたバスケット織りで形成されたスペースフレームを使用している。 ^[2]その原理は、2つの測地線弧を曲面（胴体）上で交差させ、それぞれのねじり荷重がもう一方のねじり荷重を打ち消すように描くことができるというものである。^[3]

初期の例

18 世紀のアメリカの軍艦の「ダイアゴナルライダー」の建造中

「ダイアゴナルライダー」構造要素は、1794 年にジョシュアハンフリーズがアメリカ海軍初の帆船に使用しました。 ^{[4]ダイアゴナルライダーは、ボストン港に展示されている}USSコンスティチューション号の内部船体構造で見ることができます。^[5]^[6]^[4]この構造は、当時の一般的な構造内に「非直交」構造部品を配置した先駆的な例でした。 ^{[6] 「ダイアゴナルライダー」は、船体の}ホギングの問題を軽減するための 5 つの要素の 1 つとしてこれらのアメリカ海軍艦艇の建造に組み込まれましたが、船体構造の大部分を占めることはなく、完全に「測地学的」なスペースフレームを構成するものではありません。^[要出典]

斜めの木製支柱 (門、建物、船舶、または片持ちまたは斜めの荷重がかかるその他の構造物で使用されるもの) を測地線設計の例と呼ぶのは誤りです。測地線構造では、強度と構造的完全性、そして形状は斜めの「支柱」によって決まります。構造には、従来の木造構造のように、強度の一部 (空間フレームという名前に暗黙的に含まれます) のために「中間部分」は必要ありません。

飛行機

航空機に測地学的機体設計が使用された最も古い例は、1911年の第一次世界大戦前のシュッテ・ランツSL1硬式飛行船の外殻構造であり、この飛行船は最高時速38.3 km (23.8 mph) の飛行速度を出すことができました。^[7]^{[信頼できない情報源? ]}

ラテコエール6 は、 1920 年代初頭のフランスの 4 発複葉爆撃機です。先進的な全金属製構造で、測地構造を採用した最初の航空機であると考えられます。製造されたのは 1 機のみです。

バーンズ・ウォリスは、軽合金構造に関する以前の経験と、R100飛行船の設計においてガス袋の揚力荷重を分散するために測地線上に配置された配線の使用に触発され、測地構造法を考案した（一般的には、R100には測地構造はなかったとされている）。^[8]ウォリスは機体構造に「測地」という用語を使用したが、初期の会社の文書では「ヴィッカース・ウォリス構造」と呼ばれている。^[9]「測地線」は米国では航空機構造に使用されている。^[10]

このシステムは後にウォリスの雇用主であるヴィッカース・アームストロング社によって、ウェルズリー、ウェリントン、ワーウィック、ウィンザーといった一連の爆撃機に採用された。これらの航空機では、胴体と翼はジュラルミン合金のチャンネルビームから作られ、大きな骨組みに成形された。木製のバッテンが金属にねじ止めされ、その金属に航空機のドーピングされたリネンの外皮が固定された。ウィンザーの外皮は織り金属であった。^[要出典]

金属格子構造により、軽量で非常に強い構造が実現しました。^[2]測地構造の利点は、流線型の形状に対して内部容積が大きいことです。^[9] Flight 誌は、測地フレームを、測地ストリップを残してダイヤモンド形の穴が開けられた金属板のカバーと説明しました。^[11]この利点は、セクションごとに構築できるストレススキン構造の航空機とは異なり、胴体を完全なアセンブリとして構築する必要があることで相殺されました。さらに、測地フレームの布張りは、加圧する必要のある高高度飛行の航空機には適していませんでした。測地フレームに加圧区画を設けることの難しさは、高高度ウェリントン Mk. V の設計中の課題でした。機体の他の部分とは独立して膨張および収縮する加圧キャビンは、構造の節点に取り付ける必要がありました。^[12]

ウェリントンから取り入れられた測地的主翼と垂直尾翼の構造は、戦後のヴィッカース VC.1 バイキングに使用されたが、胴体は金属製の応力外皮であった。^[13]後期生産のバイキングは完全に応力外皮構造となり、ヴィッカースにおける測地的構造の終焉を告げた。^[14]

参照

参考文献

インライン引用

^ ノワラ、ハインツ J. (1988)。ドイツ空軍: パーセヴァル - シュッテ - ランツ - ツェッペリン (ドイツ語)。フリードベルク: ポンズン・パラス・フェルラーク。ISBN 978-3-7909-0332-4. 2018年12月2日閲覧。
^ バトラー著、p.93
^ バトラー、p.94
^ ab 「キール引き上げ」USSコンスティチューション博物館。2016年9月。
^ ブルックス、レベッカ・ベアトリス（2017年6月27日）。「USSコンスティチューション号の建造」マサチューセッツ州の歴史ブログ。
^ ab オットン、パトリック (1997)。USS コンスティチューション号の修復と修復。歴史的船舶の保存に関する技術的側面に関する第 3 回国際会議議事録。サンフランシスコ海洋公園協会。
^ “アーカイブコピー”. www.earlyaeroplanes.com . 2013年11月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年2月22日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: アーカイブされたコピーをタイトルとして (リンク)
^ マレー、p.34およびp.44
^ ab 「測地航空機設計 – Barnes Wallis Foundation」。
^ https://archive.org/details/sim_journal-of-aircraft_january-february-2002_39_1、p.18
^ フライトマガジン、1938年12月15日、548ページ
^ 『跳ねる爆弾からコンコルドまで』ロバート・ガードナー 2006年、ISBN 0 7509 4389 0、p.33
^ ベイリー・ワトソン、CB（1945年5月24日）、「ヴィッカース・バイキング」、フライト、2016年6月4日時点のオリジナルよりアーカイブ
^ 『跳ねる爆弾からコンコルドまで』ロバート・ガードナー 2006年、ISBN 0 7509 4389 0、p.65

出典

バトラー、トニー（2004年）。『イギリスの秘密計画：1935年から1950年の戦闘機と爆撃機』ヒンクリー：ミッドランド出版。ISBN 978-1-85780-179-8。
マレー、イアン（2009年）。『バウンシング・ボム・マン：サー・バーンズ・ウォリスの科学』ヘインズ。ISBN 978-1-84425-588-7。

[1] ノワラ、ハインツ J. (1988)。ドイツ空軍: パーセヴァル - シュッテ - ランツ - ツェッペリン (ドイツ語)。フリードベルク: ポンズン・パラス・フェルラーク。ISBN 978-3-7909-0332-4. 2018年12月2日閲覧。

[Buttler93-2] バトラー著、p.93

[Buttler94-3] バトラー、p.94

[usc-4] 「キール引き上げ」USSコンスティチューション博物館。2016年9月。

[rbb-5] ブルックス、レベッカ・ベアトリス（2017年6月27日）。「USSコンスティチューション号の建造」マサチューセッツ州の歴史ブログ。

[sf-6] オットン、パトリック (1997)。USS コンスティチューション号の修復と修復。歴史的船舶の保存に関する技術的側面に関する第 3 回国際会議議事録。サンフランシスコ海洋公園協会。

[7] “アーカイブコピー”. www.earlyaeroplanes.com . 2013年11月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年2月22日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: アーカイブされたコピーをタイトルとして (リンク)

[8] マレー、p.34およびp.44

[barneswallisfoundation.co.uk-9] 「測地航空機設計 – Barnes Wallis Foundation」。

[10] ttps://archive.org/details/sim_journal-of-aircraft_january-february-2002_39_1、p.18

[11] フライトマガジン、1938年12月15日、548ページ

[12] 『跳ねる爆弾からコンコルドまで』ロバート・ガードナー 2006年、ISBN 0 7509 4389 0、p.33

[13] ベイリー・ワトソン、CB（1945年5月24日）、「ヴィッカース・バイキング」、フライト、2016年6月4日時点のオリジナルよりアーカイブ

[14] 『跳ねる爆弾からコンコルドまで』ロバート・ガードナー 2006年、ISBN 0 7509 4389 0、p.65