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自家製航空機は、アマチュア航空機またはキット飛行機とも呼ばれ、これを職業としない人々によって製作される。これらの航空機は、「ゼロ」から、設計図から、または組み立てキットから製作される。[1] [2]
概要
アメリカ、ブラジル、オーストラリア、ニュージーランド、南アフリカでは、FAAまたは同様の現地規制の下で、自家製航空機に実験的ライセンスが付与される場合があります。いくつかの制限はありますが、航空機の製造者は営利目的ではなく、自身の教育と娯楽のために製造している必要があります。 [3]アメリカでは、主な製造者はその機体の修理工証明書を申請することもできます。[4] [5]修理工証明書があれば、保持者はメンテナンス、修理、検査のほとんどを自分で実行し、承認することができます。[1] [2]
アルベルト・サントス・デュモンは、 1910年6月発行のポピュラーメカニクス誌に「デモワゼル」の図面を掲載し、無料で製作図を提供した最初の人物でした。 [6]完成した機体ではなく、設計図として販売された最初の航空機は、1920年代後半のベイビーエースでした。 [7]
1924年にオハイオ州デイトンで開催された全米航空レースの開始とともに、米国では自家製航空機の人気が高まった。これらのレースでは、有効荷重150ポンド（68kg）、エンジン80立方インチ以下の航空機が求められ、クラス制限のため、ほとんどがアマチュア製作だった。チャールズ・リンドバーグの大西洋横断飛行後の数年間、1929年から1933年の間に関心がピークに達した。この期間中、多くの航空機設計者、製作者、パイロットが独学で飛行機を学んだが、事故率の高さから、アマチュア製作に対する世間の非難と規制が強まった。その結果、設計、エンジニアリング、応力解析、航空機品質のハードウェアの使用、航空機のテストに関する連邦基準が制定され、レースなどの一部の専門分野を除いて、アマチュア製作は終焉を迎えた。1946年、グッドイヤーは全米航空レースを再開し、200立方インチ以下のエンジンを搭載した航空機のクラスを設けた。ミジェットレーサークラスは米国全土に広まり、アマチュア製作の航空機を娯楽目的で使用するための許容基準を求める声が高まりました。1950年代半ばまでに、米国とカナダの両国は、特定の基準と制限の下でアマチュア製作の航空機を再び許可しました。[2]
自家製航空機は一般に小型で、1人から4人乗りのスポーツ機であり、単純な製造方法を採用している。航空機の構造には布張りの木製または金属製のフレームと合板が一般的であるが、グラスファイバーやその他の複合材、および完全なアルミニウム製造技術がますます使用されるようになってきており、これらの技術は第一次世界大戦後期にヒューゴ・ユンカースによって初めて開発されたものである。エンジンは、認定航空機（ライカミング、コンチネンタル、ロータックス、ジャビルなど）で使用されているエンジンと同じか類似のものがほとんどである。少数の自家製航空機は自動車エンジンを改造したものを使用しており、フォルクスワーゲンの空冷水平対向4気筒、スバルベースの液冷エンジン、マツダ ・ヴァンケル、シボレー・コルヴェアの6気筒エンジンが最も一般的である。自動車エンジンを使用するとコストを削減できるが、多くのメーカーは、より優れた性能と信頼性があると考えられている専用の航空機エンジンを好む。使用されている他のエンジンには、チェーンソーやオートバイのエンジンがある。[1] [2]
特に 1980 年代半ばには、 コストと訴訟が重なり、一般航空機メーカーは新しい設計の導入を躊躇し、自社製造機の販売数が工場製造機の 5 倍に上回る状況になりました。
歴史
アマチュアが作った飛行機の歴史は、航空の始まりまで遡ることができます。ライト兄弟、クレマン・アダー、そしてその後継者たちは商業的な目的を念頭に置いていたとしても、最初の飛行機は飛ぶことを目標とした熱狂的な愛好家によって作られました。[要出典]
幼少期
第一次世界大戦に伴う産業化により、航空産業は飛躍的に発展しました。戦後、航空機メーカーは新たな市場を見つける必要があり、観光用に設計されたモデルを導入しました。しかし、これらの航空機を購入できるのは、非常に裕福な人々だけでした。
1920年代以降に設計・登録された米国の航空機の多くは、当時のCAAによって「実験的」とみなされた。CAAは、現代の自家製航空機に特別耐空証明書を発行するのと同じ登録である。これらの多くはプロトタイプだったが、ベルナール・ピエテンポールの1923年の最初の設計などの設計は、最初の自家製航空機の一部であった。1928年、アンリ・ミネはHM-8 プー・デュ・シエルの設計図を発表し、ピエテンポールはエア・キャンパーの設計図を発表した。ピエテンポールは後に工場を建設し、1933年に部分的に組み立てられた航空機キットの製造と販売を開始した。[2]
1936 年、フランスでアマチュア航空愛好家の協会が設立されました。多くの種類のアマチュア航空機が登場し始め、1938 年にはCertificat de navigabilité restreint d'aéronef ( CNRA、「航空機の制限付き運航証明書」) を規定する法律が改正されました。1946 年には超軽量航空機協会が誕生し、1952 年にはイギリスで大衆飛行協会となり、1953 年にはアメリカで実験航空機協会(EAA) 、オーストラリアでスポーツ航空機協会が続きました。
「ホームビルディング」という言葉が人気を博したのは、EAAの創設者ポール・ポベレズニーが雑誌「メカニックス・イラストレイテッド」に一連の記事を執筆し、設計図を購入して自宅で航空機を製作する方法を説明した1950年代半ばのことである。1955年、ポベレズニーはロバート・D・ブラッカーと共同でEAA初の青少年支援プログラム「 プロジェクト・スクールフライト」を設立し、米国全土の高校の技術科に「ホームビルディング」を取り入れた。ポベレズニーの「メカニックス・イラストレイテッド」の記事は世界的に評価され、航空機のホームビルディングという概念が広まった。[8] [9] [10]
テクノロジーとイノベーション
1950年代後半まで、航空機メーカーは主に木材と布、鋼管と布の設計に固執していた。量産航空機メーカーが直面していた規制の制約がなかったため、自家製作業者は革新的な設計と製作技術を導入した。バート・ルータンはカナード設計を自家製作の世界に導入し、複合構造の使用を開拓した。キットプレーンの金属構造は、リチャード・ヴァングランスヴェンのRVシリーズによって新たなレベルに引き上げられた。キットの精巧さが向上するにつれて、自動操縦装置やより高度な航法計器などの部品が一般的になった。[1] [2]
1970 年代から 1980 年代にかけての訴訟により小型航空機市場は停滞し、生き残った企業は実績のある古い設計を維持せざるを得なくなりました。近年、自家製航空機に対する規制が緩和されたため、多くのメーカーが新しく革新的な設計を開発できるようになり、その多くは同クラスの認定済み量産航空機よりも優れた性能を発揮しています。
高級な自家製設計の例として、数々の高性能キットを開発したLancairがある。最も強力なのは、キャビン与圧装置とターボプロップエンジンを備えた 4 人乗りキットのLancair Propjetで、巡航高度 24,000 フィート (7,300 m)、最高速度 370 ノット (425 mph、685 km/h) である。このような航空機は法的な理由から「自家製」と見なされるが、通常は購入者の協力を得て工場で製造される。これにより、キットを販売する会社は、規制に従ってオーナービルドのままであるため、長くて費用のかかる認証プロセスを回避できる。[要出典]この概念に適用される用語の 1 つは、一般に「51% ルール」と呼ばれ、アマチュアビルド航空機として耐空証明書を発行するには、ビルダーが製造と組み立ての大部分を実行する必要がある。[11]
1970年代以降、小型のビード・エアクラフト BD-5Jを含む少数のジェットキットプレーンが製造された。[2]
今後の動向
ヴァンズ・エアクラフトおよび航空機キット産業協会(AKIA) の会長ディック・ヴァングランスベン氏は、2012 年 12 月に KitPlanes 誌の幅広いインタビューで、キット航空機産業の将来について質問を受けました。
今後 5 年以内にこの業界に劇的な変化があるとは思いません。10 年になるかはわかりません。燃料価格や FAA の方針などに左右されすぎています。全体的には、私たちの業界は成熟し続けると思います。特に AKIA が成長し、業界メンバーの専門性や製品の製造者/パイロットに良い影響を与えていることが理由です。燃料価格への懸念から、過去 30 年間の標準であったクロスカントリー航空機の傾向ではなく、純粋なスポーツ飛行を目的とした低出力航空機の傾向が見られるかもしれません。その期間の終わりに向けて、電動航空機の設計への取り組みがいくつかあると予想していますが、それはバッテリー技術が大幅に向上した場合のみです。燃料価格の高騰と新興の電気推進技術の両方に関連して、モーターグライダータイプの自家製機が増える可能性があります。
Van's で私たちが行っていることは、上記の考え方の一部を反映している可能性があります。残念ながら、1980 年代や 1990 年代のような成長の可能性は見当たりません。キットの組み立てに人を集めるパイロットの基盤が縮小しているようです。さらに、人口構成の変化により、趣味として航空機の組み立てに関心を持つ人や、それに取り組む能力が減っている可能性があります。EAA と AOPA の取り組みにより、より多くの人々が飛行の学習に興味を持つようになり、当社の航空機の市場が拡大することを期待しています。
中国やインドなどの新興市場も当社製品の需要を高める可能性がありますが、当社のような小規模企業が恩恵を受けるためには、全体的なインフラを構築する必要があります。[12]
建築資材
自家製の航空機は、飛行に十分な軽さと強度を備えたあらゆる材料から製造できます。以下に、一般的な製造方法をいくつか詳しく説明します。
木材と布
これは最も古い構造で、最初の航空機に見られ、したがって最もよく知られています。そのため、アマチュア製作航空機協会には、他の種類の航空機よりもこのタイプの航空機の専門家が多くいます。[1] [2]
最も一般的に使用される木材は、優れた強度対重量比を提供するシトカスプルースとダグラスファーです。木製の構造部材は、通常エポキシなどの接着剤で接合されます。他の用途で使用される木材建設技術とは異なり、航空機の木製ジョイントは、合板ガセットを使用した単純な突き合わせジョイントです。ジョイントは、部材よりも強くなるように設計されます。構造が完成すると、航空機は航空機用ファブリック（通常は航空機グレードのポリエステル）で覆われます。このタイプの構造の利点は、複雑なツールや機器を必要とせず、のこぎり、かんな、やすり、サンドペーパー、クランプなどの一般的なアイテムを使用することです。[1] [2]
アマチュアが作った木材や布地のデザインの例は次のとおりです。
- 1920年代から作られてきた自家製のクラシックなピエテンポールエアキャンパー
- 1960年代から人気を博している低翼単葉機、バウワーズ・フライ・ベイビー
- アイソンミニマックス
木材/複合材の混合物
最近の傾向は木材複合材航空機に向かっている。基本的な荷重支持材料は依然として木材であるが、フォーム（例えば、荷重支持合板スキンの座屈抵抗を高めるため）やグラスファイバーや炭素繊維などの他の合成材料（スパーキャップなどの荷重支持構造の弾性率を局所的に高めるため）と組み合わせられている。[1] [2]
木材複合材のデザイン例には以下のものがあります。
- ロジャー・ジュンクアが設計したアイビス実験機プロジェクト
- ケン・ランドが設計したKRシリーズの自家製機
- カイ・メレンがデザインしたPIK-26
金属
金属で作られた飛行機は、従来の工場で作られた飛行機と同様の技術を使用しています。設計図から作る場合は、金属の切断、成形、リベット留めが必要になるため、製造がより困難になる可能性があります。切断、成形、穴あけのほとんどが完了しており、仕上げと組み立てのみを必要とする「クイックビルド」キットが利用可能です。このようなキットは、他のタイプの航空機、特に複合材の航空機の製造にも使用できます。[1] [2]
金属構造には、主に 3 つのタイプがあります。アルミニウム板、アルミニウム管、溶接鋼管です。管構造は、木製の航空機と同様に、 航空機用ファブリックで覆われています。
金属製のアマチュア航空機の例には以下のものがあります。
- マーフィー・エアクラフト社が製造したマーフィー・ムース、レベル、スーパー・レベル、マーベリック
- ヴァンズRV-4、RV-8、RV-10 、およびヴァンズ・エアクラフトが製造するその他のモデルは、最も人気のある金属製自家製航空機です。
- クリス・ハインツのゼニスCH601ゾディアックとゼニスSTOL CH701ファミリーの2人乗りキット飛行機
- ARVスーパー2は従来の翼、胴体、尾翼を備えているが、コックピットは「スープラル」超塑性合金のモノコック構造となっている。
複合
複合材料構造は、引張強度の高い布（通常はグラスファイバーまたはカーボンファイバー、時にはケブラー）と構造用プラスチック（通常はエポキシだが、一部の航空機ではビニルエステルが使用される）を組み合わせて作られています。布地は液体状の構造用プラスチックで飽和しており、プラスチックが硬化すると、部品は布地の強度特性を維持しながら形状を維持します。[1] [2]
複合材飛行機の主な2つのタイプは、主翼外皮や胴体半分などの主要構造が金型で準備され硬化される成形複合材と、フォームから形状を切り出してグラスファイバーまたはカーボンファイバーで覆う成形なし複合材である。[1] [2]
このタイプの構造の利点は、滑らかな表面（リベットの抵抗なし）、複合曲線の構築能力、およびグラスファイバーまたはカーボンファイバーを最適な位置、方向、および量で配置する能力などです。欠点は、化学製品を扱う必要があることと、繊維に垂直な方向の強度が低いことです。複合材料は、重量に対して優れた強度を提供します。方向によって材料の剛性が決まる（金属のようにすべての方向に等しいのとは対照的）ため、複合部品の高度な「弾性調整」が可能になります。[1] [2]
複合材料で作られたアマチュア工芸品の例には、次のものがあります。
- バート・ルータンが設計したVariEzeやLong EZなどのカナードデザイン
- ジェフ・ヴィケンとクラップマイヤー兄弟が設計したプッシャープロペラ Cirrus VK-30
- アイヴァン・ショーが設計したイギリスの2人乗り単葉機、ヨーロッパXSシリーズ
- トム・ハミルトンが設計した高性能な自家製機、Glasair I、II、IIIシリーズ
安全性
自作機の安全記録は、認定を受けた 一般航空機ほど良くはありません。米国では、2003年にアマチュア製作機の事故率は10万飛行時間あたり21.6件でした。その年の一般航空全体の事故率は10万飛行時間あたり6.75件でした。[13]
米国における自家製航空機の事故率は、連邦航空局にとって長年の懸念事項となっている。サン・アンド・ファン2010で、FAA長官ランディ・バビットは、自家製航空機は「一般航空機の10%を占めるが、事故の27%を占めている。[事故を起こすのは]製造者ではなく、2代目の所有者である。より良い移行訓練が必要だ」と述べた。 [14]米国では、初級飛行訓練を含む飛行訓練は、そのような訓練を提供する意思のあるインストラクターであれば誰でも、所有者の自家製航空機で受けることができる。[15]
2012年に米国国家運輸安全委員会が発表した調査では、米国における自家製航空機の事故率は、一般航空のその他の航空機よりも3～4倍高いという結論が出ている。自家製航空機の事故の約10％は、その航空機の初飛行時に発生している。さらに9％の事故は、新所有者が航空機に不慣れなため、売却後の初飛行時に発生している。この調査では、飛行中の動力装置の故障や制御不能事故も、認定航空機の同じ率よりもはるかに高いことがわかった。[16] [17]
ほとんどの国の航空規制では、アマチュアが製作した航空機にはその旨を物理的に表示することが義務付けられており（例えば英国では「乗員への警告 - この航空機はアマチュアが製作したものです。」という表示が義務付けられている[18] ）、通常、乗客（パイロットではない）を乗せる前に追加の飛行試験が必要となる。
文化
世界最大の航空ショーは、ウィスコンシン州オシュコシュで開催される実験航空機協会主催の年次EAAエアベンチャー・オシュコシュ航空ショーで、7月下旬から8月上旬に開催される。その他の年次イベントには、フロリダ州レイクランドで早春に開催されるサン・アンド・ファン・フライインや、ワシントン州アーリントンで開催されるノースウェストEAAフライインがある。これらのイベントは、多くの人が自作機やその他の航空機をショー開催空港に飛ばし、ショー開催期間中そこでキャンプすることからフライインと呼ばれている。どちらのイベントも1週間続く。これらのショーでの離着陸は通常数千に上る。[19]
参照
参考文献
- ^ abcdefghijk アームストロング、ケネス： Choosing Your Homebuilt - the one you will final and fly! Second Edition、pp. 39–52。バターフィールドプレス、1993年。ISBN 0-932579-26-4
- ^ abcdefghijklmn Peter M Bowers: Guide to Homebuilts - Ninth Edition。TAB Books、Blue Ridge Summit PA、1984年。ISBN 0-8306-2364-7
- ^ 「実験的カテゴリーのアマチュア製、キット製、または軽スポーツ航空機の運用」。2012年2月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年3月19日閲覧。
- ^ 「アマチュア製航空機の修理工証明書」連邦航空局。2020年8月18日。 2020年9月12日閲覧。
- ^ 「実験航空機製造者 - 資格、特権および制限」eCFR 1979年8月9日2020年9月12日閲覧。
- ^ ミセガデス、ケント（2013年3月）。「ヨーロッパの自作航空機設計者、Wayback Machineで2015年7月25日にアーカイブ」EAAニュースレター。2015年7月24日閲覧。
- ^ Clark, Anders (2014 年 10 月 5 日)。「実験証明書の歴史 (2015 年 2 月 7 日、Wayback Machineにアーカイブ)」。Disciples of Flight。2015 年 7 月 24 日閲覧。
- ^ David Gustafson (2012). 「飛行機の作り方」。2015年3月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年2月24日閲覧。
- ^ David Gustafson (2012). 「Paul Pobereznyの3つの偉大な功績」。2014年8月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年2月24日閲覧。
- ^ 「51 Heroes of Aviation」 。 2015年2月23日閲覧。[永久リンク切れ ]
- ^ 「アマチュア製航空機」。連邦航空局。2010年11月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年11月21日閲覧。
- ^ バーナード、メアリー、スザンヌ B. ボップ：AKIA 会長ディック・ヴァングランスヴェンとの Q&A、キットプレーンズ、第 29 巻、第 12 号、2012 年 12 月、28～29 ページ。ベルボア出版 。ISSN 0891-1851
- ^ 国家運輸安全委員会(2007)。「米国一般航空、暦年 2003」(PDF)。航空機事故データの年次レビュー。2007年 8 月 24 日時点のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。2008 年6 月 1 日に閲覧。
- ^ Grady, Mary (2010年4月). 「FAA Administrator Babbitt Takes In Sun 'n Fun」. 2011年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年4月17日閲覧。
- ^ 「実験用自作機として登録されている場合、自分の飛行機でスポーツパイロット資格の指導を受けることはできますか？」Experimental Aircraft Association。2011年10月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年2月13日閲覧。
- ^ ウォンタジャ、ロン：アマチュア製作航空機の安全性研究、キットプレーンズ、第29巻、第12号、2012年12 月、36〜41ページ。ベルボア出版。ISSN 0891-1851
- ^ Grady, Mary (2012年5月22日). 「NTSBが自家製航空機の安全性調査を完了」. AVweb . 2012年5月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年5月24日閲覧。
- ^ 「CAP 659: アマチュア製航空機: アマチュア製航空機の承認、構築、運用に関するガイド」(PDF)。民間航空局。2005 年 11 月。2004 年 5 月 16 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ^ 「AirVenture 2019: 記録的な年に関する事実と数字」EAAA . 2021年2月7日閲覧。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、自家製航空機に関連するメディアがあります。
- 実験航空機協会 (EAA)
- イギリスのアマチュア航空機の代表団体、軽飛行機協会。
- FAA アドバイザリーサーキュラー 20-27G: アマチュア製作航空機の認証と運用