
人力航空機(HPA )とは、人力輸送車両として知られる乗り物のクラスに属する航空機のことである。
その名の通り、HPA(水平対空航空機)では、パイロットは操縦するだけでなく、自転車に似たシステムで機体を動かす動力も担います。パイロットの足で動かす一対のペダルがプロペラ、あるいは初期の試作機の場合はオーニソプター機構に接続されており、これが機体の動力源となります。
多くの場合、ハイブリッドシステムが使用され、ペダルでバッテリーを充電し、[ 1 ]ボタンを押すとプロペラに接続された電気モーターが作動します。
人力飛行機はかなりの距離を飛行することに成功している。しかし、それらは依然として、娯楽や実用的な目的というよりも、工学的な挑戦として主に製作されている。
初期の人力飛行の試みは、高い出力重量比を実現することが困難であったため、成功しなかった。試作機はしばしばオーニソプターの原理を採用していたが、これは要求を満たすには重すぎるだけでなく、空力的にも不十分であった。
1904年、サイエンティフィック・アメリカン誌は、ワシントン州リパリアのスチュワード・ウィンスローが製作した自転車飛行機の記事と写真を掲載した。[ 2 ]彼は1904年7月30日に飛行機を飛ばそうとしたが、車輪の1つが故障した。[ 3 ]
初期の人力飛行機としては、 1923年にオハイオ州デイトンのマクック飛行場でW・フレデリック・ゲルハルトによって開発されたゲルハルト・サイクルプレーンがある。唯一の人力離陸は6メートル(20フィート)の短いホップで、機体は60センチメートル(2フィート)上昇した。[ 4 ]

1934年、ドイツのエンゲルベルト・ザシュカは、大型人力航空機であるザシュカ人力航空機を完成させた。1934年7月11日、ザシュカHPAはベルリン・テンペルホーフ空港で約20メートル(70フィート)飛行した。HPAは補助なしで離陸した。[ 5 ] [ 6 ]
ヘルムート・ヘスラーとフランツ・ヴィリンガーによって作られたHV-1 Mufli(Muskelkraft-Flugzeug )と呼ばれる機体は、1935年8月30日にハレ・アン・デア・ザーレで235メートル(771フィート)の距離を初飛行した。合計120回の飛行が行われ、最長は1937年の712メートル(2,336フィート)だった。しかし、張力ケーブルを使用して打ち上げられたため、厳密には人力ではなかった。[ 7 ]
1937 年 3 月、エネア・ボッシ(設計者)、ヴィットリオ・ボノミ (製作者)、エミリオ・カスコ (操縦者)のチームは、イタリア政府からペダリアンテを使用して1 キロメートル (3,300フィート)の飛行に挑戦するよう求められた。この航空機は明らかに短距離を人力のみで飛行したが、その距離はコンテストの賞を獲得するのに十分なものではなかった。さらに、操縦者のペダル動力のみで離陸したことがあるかどうかについては、特に公式に観測された記録がないため、多くの議論がある。[ 8 ]ボッシがそうしたという主張の妥当性については、キース・シャーウィン(1976) が賛否両論を提示している。[ 9 ]当時、完全な人力飛行は操縦者の並外れた体力と持久力の結果であり、最終的には普通の人間には達成できないと考えられていた。HV -1 ムフリと同様に、カタパルトシステムを使用して追加の試みが行われた。飛行機は9メートル(30フィート)の高さまで打ち上げられたため、1キロメートルの距離要件を満たしたが、打ち上げ方法が原因で賞は授与されなかった。 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
公式に認証された最初の人力航空機(グライダーとは異なり、動力離陸が可能な航空機)の離着陸は、 1961年11月9日にデレク・ピゴットがサウサンプトン大学の人力航空機(SUMPAC)でラシャム飛行場で行われた。[ 13 ] [ 14 ] 40回の試みの中で最高の飛行は650メートル(2,100フィート)だった。[ 15 ] SUMPACはインペリアル・カレッジによって新しいトランスミッションシステムで大幅に再建されたが、1965年11月に修復不可能なほど損傷した。
ハットフィールド・パフィンは、 SUMPACの1週間後の1961年11月16日に初飛行した。ハットフィールド人力航空機クラブは、デ・ハビランド航空機会社の従業員によって結成され、会社の支援を受けることができた。最終的に、その最高飛行距離は908メートル(2,980フィート)だった。[ 16 ]ジョン・ウィンペニーは、飛行中に操縦性が素晴らしかったパフィンの性能に非常に満足していると述べた。[ 17 ]彼の記録は10年間破られなかった。
パフィン2は、オリジナルのパフィンから回収されたトランスミッションを中心に、新しい胴体と翼を取り付けた機体でした。1965年8月27日に初飛行を行い、800メートル(2,600フィート)を超える飛行を数回行い、5.2メートル(17フィート)まで上昇しました。パフィン2は損傷を受けた後、リバプール大学に引き渡され、リバパフィンの製作に使用されました。
この日以降、あまり成功しなかった航空機がいくつか飛行したが、1972年にウッドフォード・エセックス航空機グループのジュピター(クリス・ローパーが設計・製造、ジョン・ポッター操縦)が1972年6月に1,070メートル(3,510フィート)と1,239メートル(4,065フィート)を飛行した。ローパーの健康状態が悪かったため、プロジェクトは後にRAFハルトンで継続された。ポッターは当時、現役の英国空軍(RAF)士官だった。 [ 18 ]
英国王立航空協会の「人力航空機グループ」は、クランフィールド大学航空学部の人力グループのメンバーが協会への入会を要請された1959年に設立されました。(女性パイロットによる数々の飛行成功を受けて、1988年に名称が「Man」から「Human」に変更されました。)
同協会の後援の下、1959年に実業家のヘンリー・クレマーは、半マイル離れた2つの標識の周りを8の字コースで飛行した最初の人力飛行機に5,000ポンドのクレマー賞を授与した。設計者、応募パイロット、製造場所、飛行場所のすべてが英国人であることが条件だった。[ 19 ]
1973年、クレマーは賞金を10倍の5万ポンドに増額した。当時、人力飛行機は直線(もしくはほぼ直線)コースしか飛行しておらず、完全に操縦可能な機体を必要とする、より難易度の高い8の字コースに挑戦した者はまだいなかった。彼はまた、それまでイギリス人参加者のみに限定されていたこの競技を、あらゆる国籍の参加者に開放した。
1977年8月23日、ゴッサマー・コンドル2号機は初の8の字飛行(2.172km)を成功させ、第1回クレマー賞を獲得した。この機体はポール・B・マクレディ博士 によって製作され、アマチュアの自転車乗りでハンググライダーパイロットのブライアン・アレンが操縦した。巡航速度はわずか18km/h(11mph)と低速だったが、その速度はわずか260W(0.35hp)で達成された。[ 20 ]
第2回クレマー賞(賞金10万ポンド)は、1979年6月12日に再びポール・マクレディが受賞した。ブライアン・アレンがマクレディのゴッサマー・アルバトロス号でイギリスからフランスまで、直線距離35.82km (22.26マイル)を2時間49分で飛行した時のことである。
MITチームが設計したプロペラを使用したゴッサマー・アルバトロスによるドーバー海峡横断飛行から1週間後、[ 21 ]マサチューセッツ工科大学の学生主導のチームがクリサリス航空機の初飛行に成功しました。 [ 22 ]この航空機は完全な制御性を実証し、女性パイロットを含む44人の異なるパイロットによって操縦されました。 [ 21 ]
1984年5月11日、速度部門の第3回クレマー賞(賞金2万ポンド)は、MIT設計チームがモナークB [ 23 ]機で1.5km (0.93マイル)の三角形コースを3分未満で飛行させたこと(平均速度32km /hまたは20mph)により授与された。パイロットはフランク・スカラビーノ。速度を少なくとも5%向上させた後続の参加者には、さらに5,000ポンドの賞金が授与される。
その後の4年間、MITグループは設計の開発を続け、モナークとモナークB航空機の後継機として、ライトイーグルとMITダイダロス87とダイダロス88の2機が開発されました。FAIが認定する現在の飛行距離記録は、1988年4月23日にクレタ島のイラクリオンからサントリーニ島まで、カネロス・カネロプロス操縦のMITダイダロス88で達成されたもので、直線距離は115.11 km (71.53 mi)です。[ 24 ]
史上初の人力による旅客飛行は、1984年10月1日にホルガー・ロヘルトが妹のカトリンを乗せた「ムスキュラー1」で行われた。
日本、ドイツ、ギリシャ、フランス、オーストラリア、ニュージーランド、南アフリカ、オーストリア、カナダ、シンガポール、アメリカ合衆国、イギリスで機体が製造され、飛行試験が行われており、その総数は100機近くに達している。
故ヘンリー・クレーマーからの追加資金により、王立航空協会は4つの新しい賞を発表しました。[ 25 ]
10万ポンドのクレマースポーツ賞を獲得しようとする試みが行われた。バージニア工科大学の学生は、AE4065/6クラスの一環として航空機を設計した。ペンシルベニア州立大学のチームはPSUゼフィラスを設計した。サウサンプトン大学の航空宇宙工学の学生チームはSUHPAを設計および製作した。[ 26 ]
2012年、英国王立航空協会は、人力飛行のためのイカロス・カップ[ 27 ]を創設した。第1回大会は、ジョンとマーク・マッキンタイアが設計したエアグローが優勝した。イカロス・カップは、単に速度や距離の記録を破ることを目的としているのではなく、人力飛行を人気のあるスポーツにすることを目的としている点で、クレマー賞とは異なる。そのため、この競技には、スラロームコース、補助なしのスタート課題、着陸精度テストなどの課題が含まれている。イカロス・カップは、人力飛行が初めて行われた場所である英国のラシャム飛行場で毎年開催されている。
2017年、バードマンハウス伊賀のパイロットである渡辺雄太は、40km(25マイル)の往復飛行を成功させた。2019年には、琵琶湖上空で開催された日本国際バードマンイベントで60km (37マイル)の飛行に成功した。 [ 28 ]
発明家たちは、1979年のスヌーピーや1984年のホワイトドワーフなど、人力で動く飛行船を建造してきた。翼型に沿って流れる空気ではなく浮力によって揚力を得ることで、航空機を動かすのに必要な労力ははるかに少なくて済む。[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
2010年8月2日、トロント大学航空宇宙研究所のトッド・ライヒャートは、スノーバードと名付けられた人力オーニソプターを操縦した。翼幅32メートル(105フィート)、質量42キログラム(93ポンド)のこの航空機は、カーボンファイバー、バルサ、発泡材で作られていた。パイロットは翼の下に吊り下げられた小さなコックピットに座り、足でバーをポンピングして、翼を上下に羽ばたかせるワイヤーシステムを操作した。車に牽引されて離陸し、その後約20秒間飛行を維持した。平均速度25.6 km/h(15.9 mph)で145メートル(476フィート)飛行した。[ 33 ]同様の牽引離陸飛行は過去にも行われていたが、改良されたデータ収集により、オーニソプターが一度上昇すれば自力飛行が可能であることが確認された。[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]
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