グリデン・ドーマン

グリデン・ドーマン（1921年1月28日 - 2016年6月6日）は、アメリカの航空技術者であり、ヘリコプターと現代の風力タービンの先駆者でした。^[1]彼は、第二次世界大戦中にシコルスキーヘリコプターの使用に大きく貢献した後、アメリカで最初の6つのヘリコプター会社のうちの1つ（ドーマンヘリコプターズ社）を設立しました。^[2]ドーマンヘリコプターズの最も顕著な成果は、1955年12月30日にFAA認証を取得した8人乗りヘリコプター、ドーマンLZ-5 / YH-31でした。 ^[3]このヘリコプターのユニークな特徴は、ヒンジがなくジンバル式のティルトローターハブで、ブレードとヘリコプター全体のストレスと振動を大幅に軽減しました。^[4]

ドーマンは、ヘリコプターのローターダイナミクス技術の知識を風力タービンに応用した最初の人物の1人でした。 ^[5] 1973年のアラブ石油禁輸措置をきっかけに、オハイオ州クリーブランドのNASAグレン研究センターは、実用規模の水平軸風力タービンの開発を目的とした7年間の米国風力エネルギープログラムを主導しました。^[6]このプログラムでは、ドーマンが考案したフレキシブルローター設計、ティーターヒンジを備えた2枚羽根の風力タービンを備えたボーイングのMOD-2が開発されました。^[7] NASAのプロジェクトに続いて、ボーイング、ユナイテッドテクノロジーズのハミルトンスタンダード部門、イタリアのアエリタリア（後にアレニアとして知られる）で働きながら、ドーマンはWTS-3、WTS-4、ガンマ60を含む大型の2枚羽根のティーターヒンジ式風力タービンを開発した。 ^{[7] [8]} 1992年から1997年にかけてサルデーニャ島でガンマ60風力タービンをテストした後、ドーマンとイタリアの原子力機械技術者シルベストロカルソは、この技術をさらに開発して販売するためにガンマベンチャーズ社を設立した。 ^{[1] [8]ガンマベンチャーズはその後、オランダの}シーウィンドオーシャンテクノロジーに投資し、同じ2枚羽根のティーターヒンジ式風力タービンのコンセプトを商品化した。^{[2] [8]}

ドーマンは、ドイツ生まれの著名な航空宇宙技術者クルト・ホーネムザー（有名なドイツの飛行機・ヘリコプター設計者アントン・フレットナーのパートナーであり腹心）とともに、自然の力に適合する柔軟な2枚羽根のヘリコプター型風力タービンローターの設計は、設計上自然の力に抵抗するようにしか作れない硬い業界標準の3枚羽根の飛行機型風力タービンローターよりも発電に適していると主張した。^{[9] [10] [11] [12]}

ドーマンのヘリコプターのうち2機、改造されたシコルスキーR-6（ドーマンLZ-1A）とドーマンLZ-5 /YH-31は、コネチカット州ウィンザーロックスのニューイングランド航空博物館に展示されています。^[13]

アルバート・E・ドーマンとルース・ドーマンの息子であるグリデン・スウィート・ドーマンは、1921年1月28日にニューヨーク州シラキュースで生まれました。^{[2] [4] [14]}ニューヨーク州北部の小さな村エルブリッジに住んでいたドーマンは、発明家と起業家の家族に生まれました。^[2]父アルバートと叔父ルイスとジョージ・ドーマンは、1890年にエルブリッジに初めて電力を供給しました。^{[2]ドーマンの異母兄カール・T・ドーマンは、フランクリン自動車と航空機（先駆的な}シコルスキーVS-300ヘリコプターを含む）用の空冷フランクリンエンジンを設計しました。^[14]

ドーマンは10代の頃、6台のモーター付き「ゴーカート」を製作し、1936年、15歳の時には、空気力学的に流線型になった最初のソープボックス・ダービー・レーサーを製作した。^{[2] [4] [14]}彼はシラキュースで開催されたソープボックス・ダービー地方大会で優勝し、オハイオ州アクロンで開催された全国選手権レースでも好成績を収めた。(2)(4) ドーマンは飛行機の製作にも挑戦し、機体の大部分を完成させたが、エンジンを入手することはできなかった。^[2]

1938年、ドーマンはミシガン大学（アナーバー）工学部に入学し、航空工学を専攻した。^[5]ミシガン大学在学中、ドーマンは飛行クラブに入会し、後に会長となった。^[14]飛行クラブのもう一人の会員で、ドーマンの将来の妻となるジョーン・ハミルトンは、クラブで唯一の女性会員であった。^[14]ハミルトンは二等兵のパイロット免許を取得し、後に第二次世界大戦中に有名な飛行士ジャッキー・コクランからWASP（女性空軍従軍パイロット）に入会するよう誘われたが、彼女はその申し出を断った。^[14]

ドーマンは1942年6月にミシガン大学を卒業したが、これは真珠湾攻撃のわずか6か月後のことだった。^[2]卒業後、彼はニューヨーク州ロングアイランドにあるフェアチャイルド・アビエーションのレンジャー航空機エンジン部門に就職した。^[2]ドーマンはフランクリン・エンジン・カンパニー（弟のカールが働いていた）で夏休み中に働いていたときに、エンジン技術に携わった経験があった。^[2]レンジャーで、ドーマンはエンジンの回転部分にかかる振動負荷を分析するためにひずみゲージを使用する経験を積んだ。^[2]

カール・ドーマンは、フランクリンエンジンがシコルスキーVS-300に使われていたことからイゴール・シコルスキーと知り合い、ニューヨークで開かれた自動車技術者協会の会議にドーマンを招待した。^[14]このイベントではシコルスキーが基調講演者として招かれ、ドーマンはヘリコプターのローターの振動荷重に興味を持った。^[2]当時まだ新しく未熟な発明だったヘリコプターは、疲労寿命が非常に短いローターブレードに悩まされていた。^[2]実際、ドーマンがシコルスキーと出会って間もなく、シコルスキーYR-4が陸軍への配達飛行中にブレード破損を起こし、ドーマンの興味がさらに刺激された。^{[2] [14]}

1943年8月、ドーマンはジョーン・ハミルトンと結婚し、すぐにコネチカット州スタンフォードに移り、そこからブリッジポートにあるシコルスキー社への通勤を始めた。 ^[14]ドーマンはシコルスキーYR-4のローターシステム全体にひずみゲージを取り付け、弱点の位置を特定した。^{[2] [14]}次に、ローターシステムのどこをどのように変更すればブレードの寿命を延ばせるかを考え出した。^[2]ドーマンの貢献は非常に重要であったため、イゴール・シコルスキー自身がドーマンの徴兵局に、陸軍や海軍に送るのではなくテストプログラムに留めてほしいと訴えた。^[14]ドーマンは、ローターハブの設計がブレードの破損の本当の原因であることを発見した。^[14]第二次世界大戦中、彼はシコルスキー社製ヘリコプターのブレードを納品前にすべてマッチングさせてバランスを取るプログラムを実行した。^[14]シコルスキー社在職中、ドーマンはローターダイナミクスについて継続的に学んでいた。^[14]

ドーマンはシコルスキーでYR-4の試験技師として飛行していたとき、非常に恐ろしい経験をした。^{[2] [14]}パイロットがヘリコプターを非常に低速に減速させたところ、いわゆる「渦輪状態」に陥り、ブレードが揚力を失い、ヘリコプターがほとんど制御不能な状態で激しく揺れ動いた。 [ ² ]このような事態による致命的な墜落は、回転翼航空の歴史において何度も起きている。^[2]しかし、このケースでは、パイロットが何とかヘリコプターを後方に飛ばし、ブレードが揚力を取り戻して墜落を防いだ。^{[2]シコルスキーにいる間にドーマンは}イゴール・シコルスキーと知り合い、その後何年もの間、ドーマンはイゴール・シコルスキーのお気に入りの言葉「神はヘリコプターの面倒を見ている」を好んで繰り返していた。^[2]

ドーマンは、シコルスキーの同僚で数学者のクリントン・フレイジャーとともに、第二次世界大戦後にシコルスキーを離れ、自身のアイデアをさらに発展させ、実行に移した。^[2]ドーマン・フレイジャー・ヘリコプターズ社は1945年秋に設立された。^[14]同社は当初ニューヨーク市の法律事務所の裏にあったが、すぐにシコルスキー工場からさほど遠くないコネチカット州ストラットフォードの納屋に移転した。^[14]アメリカ陸軍航空隊の資金援助により、ドーマンは戦争で余剰となったR-6シコルスキーヘリコプターを入手した。^[15]ドーマンと彼のエンジニアリングチームは、R-6を改造して、独自のジンバル式ローターハブを備えたまったく新しいローターシステムを開発し、その後すべてのドーマンヘリコプターに採用された。^[2]改造されたシコルスキーR-6（ドーマンLZ-1A）の広範囲にわたる飛行テストに成功した後、ドーマンのチームはカーチス・ライト社との合弁事業で、まったく新しいドーマンヘリコプターCW-40を設計・製造しました。^[2] CW-40の2年後にはドーマンLZ-5 /YH-31が続きました。^[2]このヘリコプターの多くの革新的な機能は、すぐに多数のドーマン特許で保護されました。^[2]一方、フレイジャー氏の退職後、会社はドーマンヘリコプターズ社に改名され、コネチカット州ダンベリーに移転しました。^[2]ドーマンヘリコプターズは20年近く存続し、数機のヘリコプターの製造とテスト、その他の関連する航空機作業を行って会社を支え、大手ヘリコプターメーカーとしての地位を確立しようと努めました。^[14]ドーマンLZ-5 / YH-31ヘリコプターは、同社と米陸軍および海軍によって徹底的にテストされた。^[14]これらのヘリコプターは、承認に必要な厳格なテストに合格した後、米国FAAおよび同等のカナダ当局から販売および商用利用の認可を受けた。ドーマンLZ-5 / YH-31ヘリコプターは米国内を巡回し、特にメキシコ湾岸の石油産業の潜在的顧客から好評を博した。 1960年には、フランスとイタリアを巡回し、パリ航空ショーに出演した機体もあった。 ^[2]

ドーマンヘリコプターは技術的には成功していたが、大量生産のための組立ラインを設置するのに十分なベンチャーキャピタルを調達することができなかった。^[2]同社は1969年に操業を停止し、その後まもなく法的に解散した。^[2]

1970年1月、ドーマンはフィラデルフィアにあるボーイング社のヘリコプター部門であるボーイング・バートル社に就職した。 ^[14]そこで彼はヘリコプターのパイオニアとしての研究を続け、米軍の資金提供を受けた研究に従事し、ヘリコプターの速度向上と振動低減のための追加設計改良の特許を取得した。^[2] 1973年のアラブ石油禁輸措置をきっかけに、ボーイング社やその他多くの企業で風力エネルギーに対する関心が高まった。 ^[6]ヘリコプターの技術革新を続ける一方で、ドーマンは風力タービンの研究を始めた。^[2]彼はヘリコプター用に設計されたコンピュータシミュレーションモデルを風力タービンの研究に応用した。^[2]ドーマンと彼のチームはその後、スケールモデルの風力タービンを製作し、通常はヘリコプターや飛行機に使用される風洞でテストした。^[2]ドーマンはすぐに風力タービンとヘリコプターの類似点と重要な相違点を理解した。^[2]ヘリコプターの経験がない風力タービンの設計者は、ヘリコプター技術の歴史から学んだ教訓を知らないかもしれないが、1970年代半ばまでにドーマンは30年以上のそのような知識を風力タービンに直接適用していた。^{[2]ドーマンが考案した柔軟な設計、ティーターヒンジを備えた2枚羽根の風力タービンを備えた} ボーイングのMOD-2は、米国エネルギー省と米国内務省のためにNASAが管理する7年間の風力エネルギープログラムにおける主要な成果となった。^{[6] [16]}

1978年1月、ドーマンはユナイテッド・テクノロジーズのハミルトン・スタンダード部門で風力エネルギー・プログラムの主任システムエンジニアとしてコネチカットに戻った。^[17]ドーマンのヘリコプターと風力タービンの両方のローターダイナミクスに関する広範な知識を活用して、ユナイテッド・テクノロジーズは、当時までに製造された中で最も大きい2つの風力タービン（すなわち、WTS-3、WTS-4）を設計し、製造した。 ^[6]これらのタービンの主な特徴は、その大きさに加えて、ブレードが2枚のみであること（より一般的な3枚ではなく）と、ブレードがティーターヒンジハブに取り付けられていることであった。 ^[2]これは、ドーマンが4枚ブレードのローターを備えたヘリコプターでジンバルハブを使用したことと類似していた。 ^{[2]タービン}の1つ（WTS-4）はワイオミング州メディシンボウに設置され、テストに合格した。 ^[7]あらゆる研究調査と実際のタービンのテストを通じて、ドーマンの最良の設計コンセプトに関する考えは急速に進化しました。^[14]しかし、1980年代半ばに石油価格が急落すると、ユナイテッドテクノロジーズは風力エネルギー市場が不採算であると判断し、プログラムを中止しました。^[2]

イタリア政府はドーマンの研究に注目し、1987年7月にユナイテッド・テクノロジーズを退職したドーマンは、アエリタリア（後にアレニアとして知られるイタリアのメーカー）に雇われ、ローマに赴任してイタリアの風力エネルギー計画を率いた。^{[2] [7] [8]}この計画で、ドーマンは最新の考えを新しい機械に適用し、ワイオミング州とスウェーデンにそれぞれ設置するために設計したWTS-4とWTS-3機械を大幅に改良した。^[4]ドーマンのリーダーシップの下、イタリアのエンジニアチームがガンマ60風力タービンを設計した。^{[2] [8]}ガンマ60風力タービンは、ティタリングヒンジを備えた世界初の可変速風力タービンだった。 ^{[1] [8] [18]}ガンマ60風力タービンは3基製造され、1基は1992年から1997年にかけて地中海のサルデーニャ島に設置され、無事に試験された。^{[2] [8]}ガンマ60風力タービンをさらに多く建設する計画があったが、イタリアの政治的な問題と1990年代の比較的低い石油価格による緊急性の欠如により、計画は中止された。^[2]

2003年、ドーマンとイタリアの原子力機械技術者シルベストロ・カルーソは、ガンマベンチャーズ社という新しい会社を設立し、イタリアのガンマ60プロジェクトから未使用のタービン2基、設計図、製造権を購入しました。^{[1] [8]} 2007年、ガンマベンチャーズは、沖合石油プラットフォーム技術を応用して、海岸から遠く離れた深海の浮体式プラットフォームに風力タービンを設置していたオランダの会社ブルーHテクノロジーズにタービンと製造権を売却しました。^[8]ブルーHテクノロジーズは、2007年に南アドリア海に2枚羽根の風力タービンで世界初の浮体式洋上風力タービンを設置しました。^{[19] [20]}企業構造と計画にいくつかの修正を加えた後、ガンマの権利は最終的に新しい会社シーウィンドオーシャンテクノロジーBVに移管され、ガンマタイプのローターを備えたタービンをコンクリートの洋上支持構造物に設置する作業に取り組んでおり、世界中の多くの場所でそれを実現することを目指しています。^{[8] [21]}

ドーマンは2016年に亡くなるまで精力的に活動を続け、革新的なローター技術を応用して低コストで優れた風力タービンの性能を実現すべく、ビジネス、技術戦略、分析に熱心に取り組んだ。^{[8]彼はまた、}ニューイングランド航空博物館（コネチカット州ウィンザーロックス）の熱心な支持者でもあり、同博物館には彼のヘリコプターのうち2機、改造されたR-6（ドーマンLZ1A）とドーマンLZ-5 /YH-31が展示されている。^{[13] [22]}

アメリカで最初に設立された6つのヘリコプター会社のうち、ドーマンは最後に亡くなった創業者でした。^[4]彼は、ヘリコプターの回転翼力学技術を風力タービンに応用した数少ないヘリコプターの先駆者の一人でした。^[5]

2017年2月に発表された、シーウィンド・オーシャン・テクノロジーBVが関与する洋上風力発電プロジェクトは、グリデン・ドーマン、アントン・フレットナー、クルト・ホーネムザーが提案した風力エネルギーの応用を厳しい風と海の条件で実証することを目的としている。^{[10] [23] [8] [21]}ドーマンは、彼の先進的なローター技術のコンセプトを使用して、いつの日か風力発電による電力が今よりもはるかに安価に大量に生産されるようにするために、最後の日々を過ごした。^{[8] [21]}

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  アメリカ陸軍 - ドーマン LZ-5/YH-31 ヘリコプター
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  シコルスキー R-6 ドーマン コンバージョン
• 
  ガンマ60 - 1.5MWプロトタイプ

1. 米国特許 2,451,541 – ローターブレード用ダイナミックバランサー（1945 年 5 月 24 日出願、1948 年 10 月 19 日付与）
2. 米国特許 2,550,538 – 回転翼航空機の方向およびトリム制御 (1946 年 8 月 9 日出願、1951 年 4 月 24 日付与)
3. 米国特許 2,648,387 – ローターヘッド (1946 年 6 月 27 日出願、1953 年 8 月 11 日付与)
4. 米国特許 2,687,856 – 支持ローターのジャイロ制御 (1946 年 7 月 18 日出願、1954 年 8 月 31 日付与)
5. 米国特許 2,716,889 – フルサイズの空力部材の空力ピッチングモーメントを決定および調整する方法およびその装置 (1952 年 11 月 25 日出願、1955 年 9 月 6 日付与)
6. 米国特許 2,810,443 – ローターヘッドとスワッシュプレートの組み合わせ（1950年11月18日出願、1957年10月22日付与）
7. 米国特許 2,827,251 – 大きな側面開口部を備えた航空機フレーム (1952 年 4 月 2 日出願、1958 年 3 月 18 日付与)
8. 米国特許 2,959,230 – ヘリコプターの機械式方向制御およびトリム制御 (1951 年 8 月 16 日出願、1960 年 11 月 8 日付与)
9. 米国特許 2,978,038 – スワッシュ プレート操作機構およびスワッシュ プレートとの組み合わせ (1958 年 3 月 11 日出願、1961 年 4 月 4 日付与)
10. 米国特許 3,007,530 –ヘリコプターのローターヘッド (1958 年 7 月 29 日出願、1961 年 11 月 7 日付与)
11. 米国特許 3,007,654 – 回転翼航空機用ローターとブレード (1956 年 12 月 27 日出願、1961 年 11 月 7 日付与)
12. 米国特許 3,082,826 – 集合ピッチ制御を備えたローターヘッド (1958 年 7 月 2 日出願、1963 年 3 月 26 日付与)
13. 米国特許 3,087,690 – ドライブシャフトに 2 つのジョイントを備えたローター (1961 年 1 月 30 日出願、1963 年 4 月 30 日付与)
14. 米国特許 4,004,757 – 回転翼航空機のローターのハブ用振動ダンパーおよび回転翼航空機との組み合わせ (1975 年 10 月 16 日出願、1977 年 1 月 25 日付与)
15. 米国特許 4,073,600 – ヘリコプターのローターハブの地面共振と揺れに対する減衰機構とローターとの組み合わせ (1976 年 6 月 14 日出願、1978 年 2 月 14 日付与)
16. 米国特許 4,329,117 – ドライブトレイン外乱遮断機能付き風力タービン (1980 年 4 月 22 日出願、1982 年 5 月 11 日付与)
17. 米国特許 4,353,681 – ヨー トリミング機能付き風力タービン (1980 年 5 月 19 日出願、1982 年 10 月 12 日付与)
18. 米国特許 4,515,525 – 風力タービンのヨー振動の影響の最小化 (1982 年 11 月 8 日出願、1985 年 5 月 7 日付与)
19. 米国特許 4,695,736 –可変速風力タービン(1985 年 11 月 18 日出願、1987 年 9 月 22 日付与)

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• 洋上風力発電

• ドーマンヘリコプターズ 2022年4月26日アーカイブ、Wayback Machineにて
• Blue H Technologies 2019年3月27日アーカイブ、Wayback Machine
• ノルウェーのプロジェクト 2017年3月1日アーカイブ、Wayback Machine
• オラフ・オルセン博士 2017年4月25日アーカイブ、Wayback Machineにて
• Seawind Ocean Technology 2017年2月15日アーカイブ、Wayback Machine