多面体（航空学）

航空学において、多葉機とは、複数の翼面を備えた固定翼航空機の構成を指します。翼面は、上下に積み重ねることも、前後に積み重ねることも、あるいはその両方を組み合わせて配置することもできます。翼面の数が少ない機種には特定の名前が付けられており、通常は多葉機とは呼ばれません。

• 複葉機- 2 つの翼が上下に重なっている
• 三葉機- 3つの翼が重ねてある
• タンデム翼- 2 つの主翼が前後に並んでいます。タンデム トリプルまたはタンデム トリプレット構成では、3 つの揚力面が前後に並んでいます。

三葉機、四葉機、タンデム機の設計は比較的珍しいですが、4 組以上の翼を持つ航空機はほとんど存在せず、成功した例はありません。

四面体の構成は、三面体アプローチをさらに一歩進めたもので、高アスペクト比の効率的な翼を使用し、それらを積み重ねてコンパクトで軽量な設計を可能にします。航空の草創期と第一次世界大戦の間、数人の設計者がさまざまな理由でこれらの潜在的な利点を追求しましたが、ほとんど成功しませんでした。

1908 年から、アメリカの発明家マシュー・ベーコン・セラーズ・ジュニアは、低出力飛行を調査するために、徐々に出力を低下させる動力装置を搭載した四葉機で一連の飛行を行いました。最終的に、わずか 5 ～ 6 馬力で時速 20 マイルの飛行を達成しました。

ペンバートン・ビリング社は、1915年と1917年にそれぞれペンバートン・ビリング PB29E とペンバートン・ビリング PB31E という2機のツェッペリンキラーの試作機を製作した。これらは比較的大型の双発戦闘機であった。同社が社名をスーパーマリンに変更した後、PB31E はスーパーマリン ナイトホークとして知られるようになった。

1916 年に試作機アームストロング・ホイットワース FK9の試験飛行が行われた後、少数のアームストロング・ホイットワース FK10四葉偵察戦闘機が製造されたが、実戦には投入されなかった。

民間ベンチャーのワイト四面偵察戦闘機は 1917 年に飛行しました。

1917 年の Euler Vierdecker は、珍しいことに、固定翼の標準的な三葉配置と、全幅の補助翼として機能する左右の関節面からなる最上部の 4 番目の翼を備えていました。異なるエンジンを搭載した 2 つの例が製造されました。

1917 年、フリードリヒスハーフェン社はさらに珍しいフリードリヒスハーフェン FF54 偵察戦闘機を製作しました。この機体は第 2 翼と第 3 翼の弦が狭く、支柱は上翼と下翼の 2 組の翼だけを連結していました。この試作機は空中で不合格となり、後に同様に不合格となった三葉機に改造されましたが、これも弦が短い中間翼でした。

1918 年のナグロD.II四葉戦闘機は、セスキプランに似た、メインアセンブリの下に取り付けられた小型の 4 番目の翼を備えた標準的な三葉配置を特徴としていました。この機体は 1918 年にドイツの第 2 回 D 型コンテストに参加し、その構造と仕上がりが高く評価されました。

1922年、ベッソンはH-5という四葉の飛行艇輸送機の試作機を製作した。この機体は、補強された複葉の主翼を2枚重ね、大きくずらして垂直方向にオフセットさせ、4枚の主翼が全体的にジグザグに重なるように配置した珍しい機体だった。^[1]唯一の機体が損傷し、開発は中止された。

^4枚以上の翼を持つ固定翼航空機は、^多葉機と呼ばれることがあります。複葉機のように翼を垂直に積み重ねることも、タンデム翼のように翼を前後に並べることもできます。両方の原理を組み合わせることもできます。

1890 年代、ハイラム・マキシムは蒸気動力の飛行機を製作し、試験装置としてレール上で走らせました。当初は複葉機でしたが、後に揚力と操縦面が追加され、奇妙な多葉機になりました。あるとき、揚力が大きすぎてレールが破損しました。マキシムは、効果的な制御がないため、この飛行機の離陸を許可しませんでした。

ホレイショ・フィリップスは1904 年から一連の多葉機を製作しました。フィリップス多葉機 I は、 20 枚の翼を積み重ねた、比較的従来的なレイアウトでした。しかし、持続飛行するには不安定すぎることが判明しました。1907 年までに、彼の 3 番目のモデルは 500 フィートを飛行できるようになり、イギリスで最初の動力飛行に成功しました。しかし、より従来的な同時代のタイプと比較して性能が期待外れだったため、フィリップスは自分のアイデアを断念しました。

1908年、アメリカのジョン・ウィリアム・ロションとフランスのデケヴィリーが典型的な多葉機の設計を考案した。アレクサンダー・グラハム・ベルが設計し、アメリカの航空実験協会が製造したAEAシグネットIIは、数百の四面体で構成された細胞状の多葉機を特徴としていた。どちらも飛行可能ではなかった。

最も悪名高い多翼機の 1 つが、1923 年のゲルハルト サイクルプレーンです。これは、7 組の翼を備えた人力飛行機で、人力だけで 1 回の短距離飛行を行いました。その脆弱な構造とその後の崩壊は映画化されており、これは初期の非実用的な航空機設計を揶揄するストック フッテージとしてよく使用されています。

アメリカのウィリアムズ 1908 マルチプレーンは 4 機のタンデム機を特徴としていましたが、 1908 年のゼルベ セクスタプレーンは 6 機でした。同じ年、スイスではデュフォー 1908 タンデム トライプレーンが、小型の複葉水平安定装置を備えたタンデム ペアの積み重ねられた三葉機の翼の形で、スイス初の国産設計を提供しました。

アンソニー・フォッカーは、有名なフォッカー Dr.I三葉機とほぼ同時期に、奇妙なフォッカー V.8 を設計しました。この機体は、5 枚の翼を縦に並べた配置で、積み重ねた三葉機の前翼と複葉機の後翼としてグループ化されていました。成功した同型の機体とは異なり、ほとんど飛行できず、すぐに放棄されました。

1921年になって、イタリアのジャンニ・カプロニは、カプロニ Ca.4シリーズの三葉機の翼を 3 枚重ねて1 つの胴体に縦列三重配置し、9 枚の翼を持つカプロニ Ca.60 ノビプラノの試作長距離旅客機を製作しました。この機体は不安定であることが判明し、初飛行で墜落しました。

このリストには 4 つ以上の翼面を持つタイプが含まれます。

• Angelucci, E. および Matricardi, P.; World Aircraft - Origins-World War 1、Sampson Low、1977 年。
• Green, W. および Swanborough, G.; The complete book of fighters、Salamander、1994 年。
• ジェーン、FT;世界中の航空機 1913、サンプソン ロー、1913 年、複製復刻版 デビッド & チャールズ、1969 年。