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| グロスターIV | |
|---|---|
| |
| 役割 | レース用水上飛行機 |
| 国籍 | イギリス |
| メーカー | グロスター・エアクラフト・カンパニー |
| デザイナー | ヘンリー・フォーランド |
| 初飛行 | 1927 |
| プライマリユーザー | イギリス空軍 |
| 建造数 | 3 |
グロスターIVは、イギリスの航空機メーカーであるグロスター・エアクラフト社が設計・製造した単発複葉レース用水上機である。[1]
1927年のレース用に英国航空省から高速水上機を発注されたことを受けて、グロスターはグロスターIVを設計した。これは1925年のレースで2位になったグロスターIIIの発展型であった。グロスターの主任設計者ヘンリー・フォーランドは、抗力を最小限に抑えるために機体を再設計した。グロスターIVは、その前身機と同様に木製で、モノコック 胴体とシングルベイ翼を備えていた。上翼と下翼は両方ともガルド翼になっており、翼と胴体の接合部の抗力を最小限に抑える一方、ラジエーターは翼とフロートの表面に組み込んだ。[2] [3]
合計で 3 機が製造され、翼の表面積と尾翼の配置が異なっていました。3 機とも 1927 年の夏に初飛行しました。グロスター IVB という 1 機がシュナイダー トロフィー 1927 レースに出場しましたが、プロペラ シャフトの故障が差し迫っていたため、途中でリタイアせざるを得ませんでした。製造された 3 機は、数年間、 高速飛行隊の練習機として飛行を続けました。
設計と開発
戦間期には、多くの国が名誉あるシュナイダー・トロフィーを競い合った。1927年のレースに競争力のあるエントリーを求めた英国航空省は、過去数回の大会で英国がエントリーした機体よりも性能の高い機体を提出しようと決意した。1923年と1925年には、米国のカーチス水上機が英国機を圧倒し、1926年の大会では英国機は1機も出場せず、優勝したのはイタリアのマッキM.39だった。この目的のため、航空省は、グロスター、スーパーマリン（ S.5を製造）、ショーツ（クルセイダーを開発）を含む多数の英国航空機メーカーに、高速水上機の設計と限定生産を発注した。[4]
当時、最適なレース用航空機は複葉機か単葉機のどちらであるべきかについて意見が大きく分かれていた。1927年までにドイツで開発された高速航空機はほぼすべて単葉機であったが、フランスとイギリスは両国ともレース用航空機として複葉機と単葉機の両方の開発を追求することを選択した。[5]グロスター社の主任設計者ヘンリー・フォーランドは、速度、翼の剛性、運用要件への適用という3つの主要分野を中心にこの問題について広範囲に研究した後、複葉機構成に固執することを決定した。確かに、ねじり剛性、したがって望ましくない翼のばたつきに対する耐性は、単葉機よりも複葉機構成の方がはるかに容易に達成できた。[6]グロスター社は、高速複葉機の製造でも長年にわたり定評があった。[7]
基本構成に関係なく一貫して重視されていた重要な性能面の 1 つは、抗力を最小限に抑える必要性でした。[8]航空機のヘッド抵抗の大部分は、通常、機体の 2 つの部分、つまり胴体とフロートに起因することが認識されていました。これらの領域を最小限に抑え、形状をシャープにするためにラインを修正する努力がなされました。この作業により、1925 年のレースに参加したグロスター IIIと比較して 45 パーセントの削減が実現したと報告されています。 [9]さらに、翼と胴体が滑らかに融合されたため、抗力が削減されただけでなく、揚力が 15 パーセント増加しました。これらの削減と、エンジン出力やプロペラ効率の向上などの他の改善との組み合わせにより、航空機の最高速度が時速 70 マイル向上したと言われています。[10]
空気力学的に見て最適な胴体断面は、従来の構造手法には適していなかったため、空気力学的形状と製造の容易さの間でトレードオフが行われました。[11]使用された構造技術は、船大工の間で「二重対角線」システムとして知られており、中心線から約 45 度の角度でかなり狭いトウヒの板で構成され、ツインスキンの植物は互いに直角に交差していました。胴体の大部分は 2 つのスキンで構成されていましたが、高負荷がかかると予想される領域には、より多くの層が適用されました。[11]積層トウヒで覆われたフィンは、胴体と一体化していました。尾翼は木製で、（地上で）任意の状況に合わせて調整可能であり、胴体とほぼ一体化していました。[11]
グロスターIVの主翼設計はいくぶん型破りで、外側のカバーが応力支持構造の一部となっていた。[12]翼断面は胴体と同様の積層法で製作された。具体的には、外皮は前縁と後縁、中間輪郭片からなる複数の桁の骨組みに固定され、後者は従来のリブの代わりに使われた。 [ 13]主翼は特に頑丈で、破損の兆候が現れる前に水上機の重量の13倍に相当する荷重を支えることができ、特に高加速に適していると考えられた。[14]
この航空機には比較的薄い断面の下翼が装備されており、翼弦も短かった。翼根は、胴体への干渉を最小限に抑えて取り付けられるように湾曲していた。[7]干渉をさらに低減する対策として、翼面から大きな角度で離れるすべての補強ワイヤーの位置を調整した。 [7]さらに、これらのリフトワイヤーは、上翼桁に比較的小さな圧縮荷重しかかけなかった。低荷重時にランディングワイヤーが緩んだり振動したりしないように、戦略的に配置されたゴム製ディスクで構成される新しい衝撃吸収機能が組み込まれた。 [14]
翼には大型の表面型ラジエーターが取り付けられていた。グロスター社が特別に開発したこのラジエーターは、薄い波形の銅板で構成されており、エンジンの過熱防止に特に効果的であった。[15]ラジエーターを両翼に配置することで、ラジエーターの大部分がプロペラによって生成される後流内に留まるようになった。 [7]上翼はエンジンのシリンダーブロックに整形された。[7]グロスター社が製造したプロペラは、負荷がかかった状態でもブレードの歪みが最小限になるように、鍛造ジュラルミンで作られていた。[16]
エンジンマウントは特に堅牢で、ジュラルミン製の箱型エンジンベアリングと一連の鋼管で支えられていた。[17]製造中に溶接は行われず、主な接合部はステンレス鋼の ボルトに依存していた。エンジンベアリングの真下にはオイルタンクと一体化した波形の一次冷却器があり（補助冷却器は胴体側面にあった）、その形状は周囲の胴体の輪郭に沿っていた。[12]航空機の7つの燃料タンクはすべて胴体内に収容されていたが、メンテナンス中に小さな開口部から簡単に機体の内外に持ち上げられるようにサイズが制限されていた。[12]
この航空機には、一段の湾曲したデスクデザインを取り入れたジュラルミン製フロートが装備されていた。[18]抗力を最小にするために、フロートは比較的細く先細りになっており、胴体の中心線で交わる2対の支柱で支えられていた。2つのフロートは、支柱ではなく、一連の水平ワイヤーで互いに接続されていた。 [18]翼間支柱は、正面面積を最小にするように設計されており、軽量化された鍛造ジュラルミンでできていた。[18]すべての制御要素は内部で実行され、エルロンは上翼の内部を通るトルクチューブを介して作動し、エレベーターとラダーの制御は胴体内で実行された。操縦桿と最終操縦面の動きの比率をパイロットが調整できるようにカスタムの可変ギア機構が装備され、飛行制御が高速飛行と低速飛行の両方に適したものになった。[19]
運用履歴
3機のグロスターIVは1927年7月から8月にかけて初飛行し、2機の短翼航空機（グロスターIVAとIVB）は1927年8月にヴェネツィアに輸送された。最終的にグロスターIVBが2機のS.5と競争するために選ばれ、クルセイダーは再組み立て時に制御ケーブルが交差したために墜落した。[20] [21]
1927年9月26日、レース当日、サミュエル・キンキード中尉 が操縦するグロスターIVBが最初に離陸し、5周を周回してリタイアした。レースはシドニー・ウェブスター中尉が操縦するS.5が優勝した。 [22]点検の結果、グロスターのプロペラシャフトに深刻な亀裂があり、キンキードがリタイアしていなければおそらく故障していたことが判明した。[23]撤退前には、グロスターIVは有望な性能を示しており、同じ機体のギア付きモデルではないものの、直接駆動のスーパーマリンS.5よりも速い周回速度を達成していた。[24]
レース後、グロスターIVAとIVBはイギリスに返還され、上翼を上げてパイロットの視界を改善するように改造され、高速練習機として使用された。これらは1929年のレースに向けてパイロットの訓練に使用されたが、IVBは1930年12月に着陸事故で墜落し、IVAは1931年のレースの練習機として再び使用された。一方、オリジナルのグロスターIVは陸上機に改造して世界速度記録に挑戦する目的で売却されたが、この計画は実現しなかった。[要出典]
バリエーション
- グロスターIV
- シリアル番号N224。オリジナルの大型翼。900 hp (671 kW) のダイレクトドライブNapier Lion VIIA を搭載。
- グロスターIVA
- シリアル番号N222。翼幅を縮小し、尾翼を改良。ダイレクトドライブの Lion VIIA を搭載。
- グロスターIVB
- シリアル番号N223。翼幅が縮小され、ギア付きネイピア ライオン VIIB エンジンを搭載。
オペレーター
仕様（グロスターIVB）
1917年以降のグロスター航空機のデータ、[25] 国立航空諮問委員会[26]
一般的な特徴
- 乗員: 1名
- 長さ: 26 フィート 4 インチ (8.03 m)
- 翼幅: 22 フィート 7.5 インチ (6.896 メートル)
- 高さ: 9 フィート 2 インチ (2.79 m)
- 翼面積: 139平方フィート (12.9 m 2 )
- 翼型： RAF25 [27]
- 自重: 2,613 ポンド (1,185 kg)
- 総重量: 3,305 ポンド (1,499 kg)
- パワープラント: 1 × Napier Lion VIIB W-12 水冷ピストン エンジン、885 hp (660 kW)
- プロペラ: 2枚羽根固定ピッチプロペラ
パフォーマンス
- 最高速度: 295 mph (475 km/h、256 kn)
- 失速速度: 97 mph (156 km/h、84 kn)
- 持久力: 1時間6分
参照
参考文献
引用
- ^ 「シュナイダーチームの帰国」。フライト693-701。1927年10月。
- ^ ジェームズ1971年、150-152頁。
- ^ 「グロスターIV」。フライト：129-134。1928年3月1日。
- ^ モンディ1981年43ページ。
- ^ NACA 1928、1ページ。
- ^ NACA 1928、2-3ページ。
- ^ abcde NACA 1928、p.3。
- ^ NACA 1928、1-2ページ。
- ^ NACA 1928、4ページ。
- ^ NACA 1928、4-5ページ。
- ^ abc NACA 1928、5ページ。
- ^ abc NACA 1928、6ページ。
- ^ NACA 1928、6-7ページ。
- ^ NACA 1928、p.7より。
- ^ NACA 1928、7-8ページ。
- ^ NACA 1928、9ページ。
- ^ NACA 1928、5-6ページ。
- ^ abc NACA 1928、p.8。
- ^ NACA 1928、8-9ページ。
- ^ ジェームズ1971年、153ページ。
- ^ モンディ1981年40ページ。
- ^ Flight（1927年）、699ページ。
- ^ ジェームズ1971年、154ページ。
- ^ NACA 1928、2ページ。
- ^ ジェームズ1971年、156ページ。
- ^ NACA 1928、9-12ページ。
- ^ Lednicer, David. 「The Incomplete Guide to Airfoil Usage」m-selig.ae.illinois.edu . 2019年4月16日閲覧。
文献
- ジェームズ、デレク J.グロスター航空機 1917 年以降ロンドン:パトナム、1971 年。ISBN 0-370-00084-6。
- モンディ、デイビッド。「英国がシュナイダートロフィーを獲得」。Air Enthusiast、Seventeen、1981年12月-1982年3月。英国ケント州ブロムリー：パイロットプレス。pp. 36-50。
- 「グロスター IV 水上飛行機 (イギリス)」国家航空諮問委員会、1928 年 3 月 1 日。NACA-AC-69、93R19942。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 Gloster IVに関連するメディアがあります。
- グロスター IV の絵画