ジョン・カーヴァー・メドウズ・フロスト

ジョン・カーヴァー・メドウズ・フロスト
アブロ カナダの研究所で働く「ジャック」フロスト (写真: 1952 年)
生まれる	1915 （1915年） ウォルトン・オン・テムズ、イギリス
死亡	1979年10月9日(1979-10-09)（63～64歳） オークランド、ニュージーランド
職業	航空機設計者
配偶者	ジョアン

ジョン・カーヴァー・メドウズ・フロスト（1915年、イギリス、ウォルトン・オン・テムズ生まれ- 1979年10月9日、ニュージーランド、オークランド生まれ）は、イギリスの航空機設計者。彼の主な貢献は、イギリスの超音速実験機の先駆者としての功績と、カナダ初のジェット戦闘機プロジェクトであるアブロ・カナダ CF-100 を完成に導いた主任設計者であった。彼はまた、アブロ・カナダの垂直 離着陸機プロジェクト、特にアブロ・カナダの空飛ぶ円盤プロジェクトの無名の考案者として、主要な推進力でもあった。

フロストが航空と関わり始めたのは、10代の頃だった。1930年代初頭、学校ではラテン語教師のA・メイトランド・エメットが彼をブリストル戦闘機に乗せた。ジョン・フロストは1915年にロンドン近郊のウォルトン・オン・テムズで生まれ、オックスフォードのセント・エドワード・スクールで科学に早くから興味を示し、数学、化学、物理学で 優秀な成績^{[説明が必要]で卒業した。}

フロストは1930年代にエアスピード社の見習いとして航空業界でのキャリアを開始し、その後マイルズ社、ウェストランド社、ブラックバーン社、スリングスビー社と渡り歩きました。1937年、フロストは新型ウェストランド・ワールウィンド戦闘機の胴体を設計しました。ブラックバーン社では、戦前の風洞の設計と建設に携わりました。1939年から1942年までスリングスビー・セイルプレーンズ社で働いていたとき、将来の妻となるジョアンと出会いました。ジョアンはスリングスビー設計事務所でテクニカルアーティストとして働いていました。フロストはノルマンディー上陸作戦で使用する兵員輸送グライダー、スリングスビー・ヘンギストを設計しました。これは成功せず、数機しか製造されませんでしたが、ゴム製のバッグ式着陸装置を使用するという独創的な技術革新が採用されていました。

フロストの仕事が注目され始めたのは、有名なモスキート爆撃機および戦闘機を製造したデ・ハビランド航空機会社（英国）に入社したときだった。1942年にデ・ハビランド社に入社した後、フロストはモスキートをベースにしたホーネット戦闘機の設計チームの上級メンバーとなり、この戦闘機のために独自のフラップ設計を手掛けた。後に、 DH100 ヴァンパイアの設計チームの一員として、この戦闘機のオリジナルのフラップ、ダイブブレーキ、エルロンの設計を担当した。ヴァンパイアは第二次世界大戦中に設計された2機目のイギリス製ジェット戦闘機だが、モスキートを模した動力装置と合板構造を除けば、この小型戦闘機の設計は主に従来型であった。

フロストは、当時最も重要な新開発の 1 つである超音速ジェット戦闘機の後退翼と無尾翼構成に深く関わるようになりました。設計者であり会社の創設者でもあるジェフリー・デ・ハビランド卿は、すでにDH106 コメットの開発プロセスを開始しており、同社初のジェット旅客機にその革新的な構成を検討していました。DH108 のプロジェクト エンジニアとして、わずか 8 ～ 10 人の製図技師とエンジニアからなるチームを率いたフロストは、デ・ハビランド ヴァンパイアの前部胴体と後退翼および短くずんぐりとした垂直尾翼を組み合わせ、英国初の後退翼ジェット機を作り上げました。このジェット機は、まもなく非公式に「スワロー」として知られるようになります。この優雅で流線型の実験機 DH108 は、新型コメット旅客機の安定性と制御の問題を調査するためのテスト「ミュール」としても機能することになりました。

DH108 は、フロストがこのプロジェクトにゴーサインを出したわずか 8 か月後の 1946 年 5 月 15 日に初飛行しました。同社のテスト パイロットであり、製造者の息子であるジェフリー デ ハビランド ジュニアが 3 機のうち最初の機体を操縦し、その驚異的な速度を実感しました。これは世界速度記録に挑戦できるほどの速度でした。1948 年 4 月 12 日、DH108 は 973.65 km/h (605 mph) の世界速度記録を樹立し、後に音速を超えた最初のジェット機となりました。最初のDH108であるTG-283は、1948年9月9日にジョン・デリーによって試験飛行中に、突然マッハ0.98からマッハ1.05に急上昇したと言われています。1946年9月27日、ジェフリー・デ・ハビランド・ジュニアは、新しい速度記録での飛行に向けて練習中に、DH108が音速かそれに近い速度で空中で分解し、死亡しました。

フロストは、スワローの設計が完了した直後の 1947 年にカナダに移住するよう説得され、AV Roe Canada (アブロ カナダ) に入社しました。彼にとって、これは理想的な機会でした。将来有望なプロジェクトに取り組むことができ、戦後の英国の憂鬱な状況から逃れるチャンスがあったからです。当時、妻のジョアンはイングランド北部に住んでいて、フロストはロンドン近郊のハットフィールドで働いていました。多くの若いカップルの住居も同様に逼迫していました。デ ハビランドに在職中、フロストは、先端ジェット駆動ローターヘリコプター(ジャイロダインとも呼ばれるコンセプト) に関する独自のアイデアをいくつか提案し始めました。彼は個人的に研究を続け、同僚のエンジニアである T. デズモンド アールを含む友人グループと共に、理論をテストするためのスケール モデルを作成しました。カナダに出発して間もなく、アールはフロストの新しい事業に加わり、カナダでの残りの期間、彼の「右腕」であり続けました。

1947 年 6 月 14 日、フロストは妻とともにオンタリオ州マルトンにあるアブロ カナダの施設に到着し、新型XC-100ジェット戦闘機迎撃機のプロジェクト デザイナーを引き継ぎました。18 か月の開発期間を経て、戦闘機はモックアップ段階に入っていました。フロストは機体設計の変更を決定しましたが、すぐにアブロ カナダの主任空力学者ジム チェンバレンと対立することになります。基本的に機体を「クリーンアップ」しながら、フロストは設計を微妙に変更することに着手しました。後退翼構成を採用したかったにもかかわらず、プロトタイプ (このときCF-100カナックと呼ばれていました) は直線翼の双発機という同じ基本構成のままプロトタイプ段階に進みました (1950 年 12 月にフロストが提案した後退翼のCF-103 は、CF-100 の遷音速後継機でした)。 CF-100のプロトタイプは、はるかに洗練された形状になったが、フロストは依然としてそのデザインが不格好だと考えていた。「それは不格好なものだった。すべてが力ずくだった」と彼は述べた。^[1]

フロストがホーカー・シドレー・グループのメンバーと協議するためにイギリスに滞在していた間、チェンバレンはさらにエンジンを後方に移動し、変更に対応するために主翼桁に「切り込み」を入れるという変更を行った。弱くなった桁は柔軟な構造で、大きなストレスがかかり、CF-100 にとって危険な状況を引き起こす可能性があった。

グロスターのチーフテストパイロット、 ビル・ウォータートンは、フロストとともに副席で飛行した。テストパイロットにとって、これは啓示だった。「(フロストは)…非常に熱心なイギリスのパブリックスクールの少年タイプだった。これはイギリスとは対照的で、イギリスでは自分の作品で飛行するだけの余裕のある設計者を見つけることができなかった。」^[2]フロストは、航空機とそのシステムを実際に体験することが重要であると考えていた。彼は、自ら被験者となって、CF-100の射出座席をテストした。初期の飛行で、航空機の大きな可能性が明らかになったが、桁の欠陥が危険であることもわかった。2番目のCF-100プロトタイプが墜落し、桁の最終的な修正が行われないままカナダ空軍に引き渡された初期生産のCF-100が墜落したため、フロストは遅延の責任を負わされ、1952年初頭にCF-100プロジェクト設計者から解任された。

フロストは、アブロ社に垂直離着陸コンセプトに基づく実験プロジェクトを開始するよう提案した。「フロストが個人的な思いつきで始めたわけではありません。円盤状の飛行機というアイデアは当時も今も革命的な意味合いを持っています。従来の航空機は空気力学的に非常に非効率です。マルハナバチのように、飛ぶはずがありません。翼が揚力を与え、エンジンの力が胴体、荷重、尾翼、安定装置、フィン、エンジンの抗力を克服するからこそ、飛ぶのです。」^[3]

1952 年に設立されて間もなく、フロストの特別プロジェクト グループは、主要部品を円形に配列したジェット タービンである「パンケーキ」エンジンに関する論文研究を開始しました。当初から、特別プロジェクト グループは秘密工作のような雰囲気でした。本社の向かいにある第二次世界大戦時代の建物に収容されたこのグループは、警備員、施錠されたドア、特別なパス カードなど、極秘作戦に必要なあらゆる装備を備えていました。この技術的な要塞の範囲内で、フロストは、志を同じくする夢想家や型破りなエンジニアたちを集めました。そこで、彼は緊密な協力を奨励し、表面上はボスでありながら、仲間意識が強く、まさに仲間の一人でした。

フロストが行った「コアンダ効果」に関する研究により、グラウンドクッションの概念が、彼が構想していた垂直離着陸（VTOL）機能を持ち、高性能航空機としても機能する乗り物の基礎となり得ることが確認された。フロストがさらに研究を進めるにつれ、革命的な垂直離着陸システムに関する彼のアイデアは「航空機の推進と制御」の特許につながった。^[4]

1952 年、フロスト社の革新的なパンケーキ エンジンを搭載したスペード型戦闘機「プロジェクト Y」がモックアップ段階に進みました。1953 年までに、同社が木製のモックアップ、紙の図面、および 400 万ドル (カナダ ドル) の支出の約束しか持っていなかったため、プロジェクトはより批判的な目で見られるようになりました。当然のことながら、防衛研究委員会からの政府資金が枯渇したため、プロジェクトは中止されました。

フロストのその後のアイデアは、円盤または円盤型、つまり「空飛ぶ円盤」を中心に展開され、組み込まれた推進、制御、安定化システムのユニークな概念に関する多数の特許が英国、米国、カナダで取得されました。フロストは、現在「Y-2」と呼ばれるこのプロジェクトのためにロビー活動を続け、米国空軍にこのプロジェクトを実演することで、目覚ましい進歩を遂げました。米国からの資金援助により、フロストは研究を進めることができました。1955年から1959年にかけて、設計チームは、ウェポン システム 606A として知られる新しい VTOL 超音速研究に集中しました。アブロ カナダは、関連する民間ベンチャー プログラムである PV-704 を通じてこのプロジェクトを継続的に支援し、1957 年にエンジン テスト装置が構築されました。

6 基のアームストロング シドレー バイパージェット エンジンで中央ローターを駆動する PV-704 超音速テスト モデルが構築され、小さなレンガ造りのテスト装置内に収容されました。テスト モデルは放棄され、より単純な飛行モデルが採用されました。その結果、アブロ特別プロジェクト グループから実現した唯一の設計である「概念実証」機であるVZ-9-AV「アブロカー」が生まれました。2 機のアブロカー プロトタイプが構築され、カリフォルニア州のNASAエイムズで一連の風洞テストを完了し、アブロ カナダのマルトン本社で 75 時間の飛行プログラムを完了しました。テストの結果、ターボ ローターの許容誤差が原因で安定性の問題と性能の低下が明らかになりました。修正が完了する前に資金が尽き、最終的な飛行テスト プログラムが完了したのは 1961 年 3 月でした。

ジョン・フロストは、垂直離陸システムに関する研究の成果として、 1961 年 5 月 25 日に W. ルパート・ターンブルの第 7 回講演を行った後、カナダ航空宇宙研究所のフェローに招聘されました。この講演の引用文には、フロストが空飛ぶ円盤に関する研究で明らかになったエアクッション効果を発見して特許を取得したことが記されており、米国特許番号 3124323「航空機の推進および制御」は、後に「フロスト特許」として知られるようになった米国、カナダ、英国の一連の特許の 1 つでした。

アブロカー計画の終了に伴い、彼は1962年初めにAVロー・カナダを去った。カナダ政府による主力戦闘機計画であるCF-105アブロ・アローの中止を受けて、アブロ・カナダは存続できず、1962年4月30日に解体された。AVロー・カナダの元従業員の多くと同様に、ジョン・フロストは同社を去って新たなキャリアを始めた。彼は1964年にカナダを離れ、ニュージーランドで再び航空業界の一員となり、最初は民間航空局の耐空性部門に加わり、ニュージーランドで開発された最初の民間航空機であるワイトモPL-11エアトラックの認証を率いた。この時期に、フロストは農業用複葉機のマレー・エアも設計した。^[1]

1965年後半、フロストはニュージーランド航空の技術サービスエンジニアとなり、1978年4月に退職するまで13年間その職に就いた。ニュージーランド航空で過ごした時間は非常に充実していた。彼はニュージーランドのマンゲレにある同航空会社のエンジニアリング本部ですべての技術活動を担当していた。「ニュージーランド航空の航空機はすべて、フロストの創意工夫の結晶です。」(デイリーニュースニュージーランド、1978年4月)。この航空機の帽子掛けに取り付けられたユニークな回転式バシネットは、貨物室のパレットを固定するロック、貨物室の空調システム、乗務員の休憩席、トイレの蛇口のワッシャー、ギャラリープラグとともに彼の設計である。彼の最も印象的な設計は、巨大な油圧式テールドックシステムであった。^[1]

引退後も彼は多くの分野を探求し続けた。彼は航空プロジェクトに携わり、オークランドの大学生の協力を得て人力飛行機を設計・製作した。しかし彼はEMME 1が飛ぶのを見ることはなかった。^[1]

フロストは1979年10月9日、ニュージーランドのオークランドで心臓発作のため63歳で亡くなった。

彼の最後の作品は、車の後ろに牽引されてはいたものの、飛行しました。EMME 1 は現在、オークランドの交通技術博物館に展示するために修復中です。

• アレクサンダー・リピッシュ

注記

文献