人力飛行機

人力飛行機（HPA ）は、人力輸送手段として知られる乗り物のクラスに属する航空機です。

その名前が示すように、HPA ではパイロットが操縦するだけでなく、自転車や三輪車に似たシステムによって航空機 (通常はプロペラ駆動) に動力を与えます。つまり、パイロットの足で動かす一対のペダルがギアを回し、それが自転車のチェーンを動かし、それがさらに小さなギアを回転させ、それが垂直シャフトを回し、それが一組のベベルギアを回し、それが別の水平シャフトを回し、それが最終的にプロペラを回転させる、というものです。初期のプロトタイプの場合は、羽ばたき飛行機のメカニズムでした。

多くの場合、ハイブリッドシステムが使用され、一定時間ペダルをこぐことでバッテリーが充電され、^[1]ボタンを押すと、プロペラと同じ水平シャフトに接続された電動モーターに電力が供給されます。

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ます。しかし、それらは娯楽や実用目的ではなく、主に工学上の課題として製造されています。

人力飛行の初期の試みは、高い出力重量比を達成するのが難しかったため、失敗に終わりました。試作機では、この要件を満たすには重すぎるだけでなく、空気力学的にも不十分な、羽ばたき飛行機の原理 を採用することが多かったのです。

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日に飛行機の飛行を試みたが、車輪の1つが壊れた。^[3]

初期の人力飛行機は、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・ゲルハルトが開発したゲルハルト・サイクルプレーンである。この飛行機は7枚の翼を積み重ね、高さは15フィート（4.6メートル）近くあった。パイロットは自転車のギアをペダルで漕ぎ、プロペラを回した。初期のテストでは、この飛行機は自動車で空中に牽引され、切り離された。ゲルハルトがパイロットを務めるサイクルプレーンは、短時間、安定した水平飛行を維持することができた。^[4]人力による離陸は、飛行機が2フィート（0.6メートル）上昇する20フィート（6.1メートル）の短いジャンプのみであった。^[5]

1934年、ドイツのエンゲルベルト・ザシュカは大型の人力飛行機、ザシュカ人力飛行機を完成させた。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メートル飛行した。HPAは離陸補助なしで離陸した。^{[6] [7]}

ヘルムート・ヘスラー氏とフランツ・フィリンガー氏によって製造されたHV-1 Mufli [de] ( Muskelkraft-Flugzeug ) と呼ば れる航空機は、 1935年8月30日にハレ・アン・デア・ザーレで235メートルの距離を初飛行しました。120回の飛行が行われ、最長は1937年の712メートルでした。しかし、張力のあるケーブルを使用して打ち上げられたため、厳密には人力ではありませんでした。^[8]

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（パイロット）のチームが、イタリア政府によるペダリアンテを使った1キロメートル飛行の挑戦に挑んだ。この飛行機は明らかに人力のみで短距離を飛行したが、その距離はコンペで賞を獲得できるほどではなかった。さらに、ペダルの力だけで離陸したかどうかについては、公式の観測記録がないため、多くの論争があった。^[9]ボッシの主張の妥当性については、キース・シャーウィン（1976年）が賛否両論を呈している。^[10]当時、人力のみでの飛行はパイロットの相当な体力と持久力の結果であると考えられており、最終的には普通の人間には達成できないものであった。そのため、 HV-1 ムフリと同様に、カタパルトシステムを使用した追加の試みが行われた。 9メートル（30フィート）の高さまでカタパルトで打ち上げられたことで、この飛行機は1キロメートル（0.62マイル）の距離要件を満たしたが、発射方法が原因で受賞を逃した。^{[11] [12] [13]}

人力飛行機（グライダーとは異なり、動力で離陸できる飛行機）による公式に認められた最初の離着陸は、1961年11月9日にデレク・ピゴットによって、サウサンプトン大学のラシャム飛行場にある人力飛行機（SUMPAC）で行われた。^{[14] [15]} 40回の試みのうち、最高飛行高度は650メートルだった。^[16] SUMPACはインペリアル・カレッジ・ロンドンによって新しいトランスミッション・システムを備えて大幅に再建されたが、1965年11月に修復不能なほど損傷した。

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飛行機クラブはデ・ハビランド・エアクラフト社の従業員によって結成され、同社の支援を受けることができた。最終的に最高飛行距離は908メートル（993ヤード）となった。^[17] ジョン・ウィンペニーは、飛行中の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語った。^[18]彼の記録は10年間保持された。

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周りの新しい胴体と翼でした。1965 年 8 月 27 日に飛行し、5.2 メートルまで上昇するなど、半マイル以上の飛行を数回行いました。パフィン 2 が損傷した後、リバプール大学に引き渡され、リバパフィンの製造に使用されました。

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6月、クリス・ローパーが設計・製造し、ジョン・ポッターが操縦したウッドフォード・エセックス・エアクラフト・グループのジュピターが、1,070メートルと1,239メートルを飛行した。ローパーの健康上の理由により、プロジェクトは後にハルトン空軍基地で継続された。ポッターは当時、現役のイギリス空軍（RAF）将校だった。 ^[19]

王立航空協会の「人力航空機グループ」は、クランフィールド航空大学の人力グループのメンバーが協会への参加を招かれ、1959 年に結成されました。(女性パイロットによる多数の飛行成功により、1988 年にその名称が「Man」から「Human」に変更されました。^{[引用が必要]} )

1959年、協会の後援の下、実業家ヘンリー・クレマーは、半マイル離れた2つのマーカーの周りを8の字コースで飛行した最初の人力飛行機に5,000ポンドの第一回クレマー賞を授与した。設計者、参加パイロット、製造場所、飛行場所はすべて英国人でなければならないという条件があった。^[20]

1973 年、クレマーは賞金を 10 倍の 50,000 ポンドに増額しました。当時、人力飛行機は直線 (またはほぼ直線) コースでしか飛行できず、完全に制御可能な飛行機を必要とする、より難しい 8 の字コースに挑戦した人は誰もいませんでした。また、以前はイギリス人のみの参加に限られていましたが、彼はすべての国籍の参加者にコンテストへの参加を開放しました。

1977年8月23日、ゴッサマー・コンドル2号が初の8の字飛行を行い、距離2.172kmを飛行して第1回クレマー賞を受賞した。この飛行機はポール・B・マクレディ博士が製作し、アマチュアサイクリスト兼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11mph（18km/h）と低速だったが、その速度はわずか0.35馬力（0.26kW）で達成された。^[21]

2 度目のクレマー賞 10 万ポンドは、1979 年 6 月 12 日に再びポール・マクレディが獲得しました。ブライアン・アレンがマクレディのゴッサマー・アルバトロスでイギリスからフランスまで35.82 km (22 マイル 453 ヤード) の直線距離を 2 時間 49 分で飛行したのです。 ^{[引用が必要]}

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の海峡横断飛行から1週間後^[22]、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^[23]。この航空機は完全な操縦性を実証し、女性パイロットを含む44人のパイロット^[22]によって操縦されました。

1984年5月11日、速度に対する2万ポンドの3回目のクレマー賞は、モナークB ^[24]機を1.5kmの三角形のコースで3分以内に飛行させた（平均速度32km/h）MIT設計チームとフランク・スカラビノパイロットに贈られました。その後、速度を少なくとも5％向上させた参加者にはそれぞれ5,000ポンドの賞金が授与されます。

その後4年間、MITグループは設計開発を続け、モナークとモナークBの後継機としてライトイーグルと2機のMITダイダロス機、ダイダロス87とダイダロス88が開発された。FAIが認定する現在の距離記録は、1988年4月23日にカネロス・カネロプロスが操縦するMITダイダロス88でクレタ島のイラクリオンからサントリーニ島まで達成された直線距離115.11km（71.53マイル）である。^[25]

1984年10月1日、ホルガー・ロシェルトが妹のカトリンを乗せてマッスキュレア1号で初の人力旅客飛行を行った。

これまでに日本、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、米国、英国で機体が製造され、飛行しており、その総数は100機近くに上ります。

故ヘンリー・クレマーからのさらなる資金援助により、王立航空協会は4つの新しい賞を発表した。^[26]

• クレマー国際マラソン大会では、指定された 26 マイル (マラソン) の距離コースを 1 時間以内で飛行して賞金 50,000 ポンドを獲得します。
• 英国で遭遇する通常の気象条件で運航可能なスポーツ用飛行機に、クレマー国際スポーツ用航空機コンペティションで 10 万ポンドを授与。
• 学校コンテストに1,000ポンド
• 実験研究またはエンジニアリング設計の学生を対象としたロバート グラハム コンペティションに 500 ポンドを授与します。

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なされた。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。^[要出典]ペンシルベニア州立大学のチームは、AERSP 404Hクラスの一環としてPSUゼフィラスを設計した。 ^[要出典]サウサンプトン大学の航空宇宙工学の学生のチームは、SUHPAを設計し構築した。^[27]

2012年、英国航空協会は人力飛行のためのイカロスカップ^[28]を創設した。最初のカップは、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、単に速度と距離の記録を破ることではなく、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ります。そのため、競技にはスラロームコース、補助なしのスタートタスク、着陸精度テストなどの課題が含まれています。イカロスカップは、最初の人力飛行の場所であるイギリスの ラシャム飛行場で毎年開催されています。

2017年、バードマンハウス伊賀のパイロット渡辺雄太さんは40kmの往復飛行を成功させた。2019年には日本国際バードマンイベントで琵琶湖上空の60km飛行に成功した。 ^[29]

発明家たちは人力飛行船を建造しており、その中には1979年のスヌーピーや1984年のホワイトドワーフがある。翼を流れる空気の代わりに浮力によって揚力を得ることで、飛行機を動かすのに必要な労力ははるかに少なくなる。^{[30] [31] [32] [33]}

2010年8月2日、トロント大学航空宇宙研究所のトッド・ライヒェルトは、スノーバードと名付けられた人力羽ばたき飛行機を操縦した。翼幅32メートル（105フィート）、重量42キログラム（93ポンド）のこの飛行機は、カーボンファイバー、バルサ材、発泡スチロールでできている。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、翼を上下に動かすワイヤーシステムを操作した。空中まで車で牽引され、その後約20秒間飛行を続けた。平均時速25.6キロメートル（7.1メートル/秒）で145メートルを飛行した。^[34]過去にも同様の牽引飛行が行われていたが、データ収集の改善により、この羽ばたき飛行機は空中に上がると自力で飛行できることが実証された。^{[35] [36] [37]}

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• 羽ばたき飛行機
• 人力飛行機の一覧

• ダイアナ・G・コルネリス著『素晴らしいビジョン、揺るぎない目的：動力飛行の最初の世紀における米国空軍の航空力の開発』ライト・パターソン空軍基地、オハイオ州：米国空軍出版、2002年。ISBN 0-16-067599-5。 
• 「人力飛行の進歩」フライト・インターナショナル、1985年3月16日
• K・シャーウィン博士「スポーツとしての人力飛行」フライト・インターナショナル、1971年12月23日
• ハースト、マイク。「アメリカの人力飛行機の勝者」フライト・インターナショナル、1977 年 10 月 29 日、第 112 巻、第 3581 号。1253 ～ 1256 ページ。
• テイラー、ジョンWR ジェーンの『世界の航空機1962-63』。ロンドン：サンプソン・ロー、マーストン＆カンパニー、1962年。

ウィキメディア・コモンズには、人力飛行機に関連するメディアがあります。

• 最初の人力飛行機（SUMPAC）のビデオ
• 「サイクルプレーンとその可能性」フライト1913
• 国際人力車両協会 (IHPVA)
• 人力飛行の歴史