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サンダース・ロー SR.N1 (サンダース・ロー ノーティカル 1) は、世界初の実用的なホバークラフトでした。このコンセプトは、英国の技術者で発明家のクリストファー・コッカレルの研究に端を発しており、彼は英国のメーカーであるサンダース・ロー社内の人間を含め、軍や産業界の人々を説得することに成功しました。[1]研究は一時、国防省の支援を受けていましたが、後に、このような航空機の可能性を見出した 国立研究開発法人(NRDC)によって支援されました。
理論と全体的なコンセプトをテストするために、SR.N1 と命名された実物大の航空機を製作することが決定されました。1959 年 6 月 11 日、この航空機は一般公開されて初飛行を行いました。SR.N1 は退役するまでの 4 年間テスト プログラムに参加し、その時点でコンセプトの検証に成功し、さらにホバークラフトが開発されました。
SR.N1の初飛行から4年も経たないうちに、イギリスのいくつかの企業、フランスのジャン・ベルタン社、日本の三菱造船所がウェストランド・エアクラフト社からライセンスを受けて複数のホバークラフトを設計・製造した。[2]
発達
起源
1950年代、英国の製造会社サンダース・ローは、様々な新しい分野や製品ラインで事業を多角化していた。これは、中止されたサンダース・ローSR.177 迎撃機に代わるプロジェクトを急いで探す必要があったためでもあった。[3]特に、同社は、貨物輸送用の原子力潜水艦の潜在的製造に関する2年間の研究の委託や、WALRUSとして知られる高度な水陸両用海岸調査船の開発など、高度な水上船舶の開発に強い関心を持っていた。[4]また、この時期に、英国の技術者で発明家のクリストファー・コッカレルは、膨張式エアクッション、ポンプジェット、遠心ファンなどの複数の技術を含む、より効率的な高速水上船舶を製造する方法について独自の概念を模索していた。これらは、後にホバークラフトとして知られる単一の新しい形態の水陸両用車両として実質的に登場した。[5]
1950年代初頭に彼の理論をテストして内容を確認した後、コッカレルは様々な航空機会社や造船会社にアプローチしましたが、関連する技術に対する理解が不足していたこともあり、なかなか支援を得ることができませんでした。[6]それでも彼の研究はすぐにイギリス海軍の第一海軍卿であるマウントバッテン卿の注目を集め、1956年に海軍本部の代表者と特許当局に彼のモデルのデモンストレーションが手配されました。海軍本部の観察者の1人であるロン・ショーは、その概念に感銘を受け、貴重な支援を提供しました。[7]この研究は4年以上もの間公式の機密と分類されていましたが、イギリス空軍、イギリス海軍、イギリス陸軍のいずれもこのプロジェクトに真剣に興味を示さなかったようです。ショーとコッカレルはサンダース・ローにアプローチし、契約が交付されれば概念を研究してレポートを作成することに同意しました。この取り決めは、コッカレル社とサンダース・ロー社が新しい輸送手段を開発し販売するための長期にわたるパートナーシップの基盤となるものであった。[8]
1957年8月、このコンセプトの理論的および実験的分析を行う最初の契約がサンダース・ロー社に授与されました。[9]同社の航空力学研究主任であるジョン・チャップリンは、すぐにコッカレルと会い、このプロジェクトにすぐに熱中しました。既存の実験データと方法論が適切であると判断したチャップリンは、サンダース・ロー社の主任エンジニアに好意的な報告をしました。[10]一連の風洞、牽引タンク、自由飛行テスト、新しい2次元テスト装置の使用、および元の研究の使用に続いて、同社は1958年5月に2つのレポートを発表しました。これらのレポートは、コッカレルの理論とデータの妥当性を確認するとともに、ホバークラフトのコンセプトの大きな可能性を指摘しました。サンダース・ロー社は、研究を継続するためにさらなる契約を獲得することに熱心でした。[11]
このような航空機に対する軍事的必要性は明示されていなかったため、国防省が更なる開発に資金を提供することは不可能であったが、ショーの提案により、独立公的機関である国立研究開発法人（NRDC）に提案がなされた。 [11] 1958年4月17日、コッカレルはNRDCとの最初の会合を開き、自身のアイデアを提示した。理事長のハルズベリー卿は大変感銘を受け、即時の行動が必要であると判断した。翌日、NRDCの役員会はプロジェクトを支援する決定を確認し、すぐにこれが同組織にとってこれまでで最大のプロジェクトとなるだろうと指摘した。[12] NRDCは速やかにサンダース・ロー社に契約と開発許可を発行した。[13] 1959年、NDRCの専門子会社であるホバークラフト開発株式会社（HDL）が設立され、コッカレルはソーダース・ロー社との契約を扱う技術ディレクターに任命され、特許ポートフォリオを構築した。公式にはチャップリンが指揮を執っていたが、コッカレルも進行中の設計プロセスにかなり関与していた。[14]
工事
サンダース・ロー社は、さらなる理論的な研究に加えて、進歩を遂げるためには、十分なデータを得るために、大型の無線操縦模型を使った試験プログラムが必要であると判断し、1958年9月4日にその旨の提案を行った。[15] 1958年10月、契約の第2段階が締結され、提案されたエアクッションの開発と、吸気口の設計、方向安定性、制御などの関連原理に関する高度な研究が可能になった。また、70トンから15,000トンまでのさまざまなサイズのホバークラフトの設計研究も行われた。この時点で、最初の有人モデル2体も提案され、そのうちモデルAが開発に選ばれた。[16]
この機体の開発は一筋縄ではいかず、最初から克服しなければならない課題や困難がいくつもあった。[17]当初、モデル A に対する批判の 1 つは、コッカレルのオリジナル モデルに搭載されていた斜めの安定ジェットが排除されているため、単一の環状周辺ジェット エンジンでは十分なピッチングとロールの安定性が得られないというものだった。しかし、サンダース ローの航空力学部門は設計が優れていると確信していた。こうした疑問に答えるため、3 次元モデルが製作され、風洞試験が行われ、極度の不安定性が明らかになった。[18]クッション システムについては、追加の試験が行われている間、ただちに「設計中止」命令が出され、単一の周辺ジェットの追加では元の設計には不十分であることが判明した。オリジナル モデルで使用されていた横方向のジェットの使用は非実用的であったため、安定性の問題に対処するために、拡張された平面形状が採用され、外側に沿って周辺ジェットが追加されました。さらにモデル試験を行った後、底面も浅い 6 度の角度で傾斜しました。[19]
モデルA（後に「サンダース・ロー・ノーティカル1 」 （SR.N1）と改名）の製作は、安定性の問題に対処しながらも継続された。[19]設計の発展を支援するために、ワイト島で秘密裏にテストされた1/6スケールの無線制御モデルなど、いくつかのモデルが製作された。SR.N1の最終的な構成は、最初の改訂版から大幅に変更され、双発ジェット構成が採用され、推定重量が4,000ポンド（1,800 kg）から6,600ポンド（3,000 kg）に増加した。[20] 1958年から1959年にかけて、SR.N1の設計と製造の作業は、サンダース・ローの主任設計者モーリス・ブレナンのリーダーシップの下で進められた。[21]
デザイン
SR.N1は世界初のフルサイズホバークラフトでした。このホバークラフトは、甲板中央に設置された円筒形のセンターピースのすぐ前方にある小さなキャブから操縦されました。センターピースには、機体のエンジンと水平に取り付けられたファンが収められていました。 [21]空気力学的効率を高めるため、ファンとセンターピースの壁の隙間は非常に狭く、センターピースの外壁自体は、エンジンが突然故障した場合でも乗員が保護されるよう、強力に補強されていました。機体の中核は、リベット留めされた航空機グレードのアルミニウム合金板の浮力タンクで、腐食防止のため、薄い純アルミニウムの層でコーティングされていました。[22]
この機体は、リフトファンを駆動するアルヴィス・レオニデス ・ラジアルピストンエンジンを搭載し、ファンによって生成されたダクト内の空気を推進力として使用していた。前後方向の推力は、機体の甲板の両側に固定された一組の縦方向ダクトによって提供され、ダクトが取り付けられている円筒形のセンターピース内に収容されたエンジンからの空気が供給された。[21]外側のジェットは、内側のジェットから4インチ以内まで伸びる、密接に取り付けられた2フィートの長さのリブ上に設置されていた。内側と外側のジェットの間の傾斜面は、波や不注意による不時着水の影響に対してメッキされ、強化されていた。制御力を及ぼすために、ダクトの端に単純な回転式翼が取り付けられていた。後端の垂直翼は延長され、従来の空気力学的舵のペアを形成していた。[21]
SR.N1の開発には、多数の特許取得可能な技術の開発と登録が伴い、その一部はコッカレルの当初の構想と特許の延長であった。これらの特許には、機体の環状ジェットクッション、プレナムチャンバー燃焼、安定性のための区画ジェット、動力付きおよび動力なしの再循環技術、フレキシブルスカートのさまざまな構成が含まれていた。[14]このような特許取得のための支援研究は通常、HDLによって行われ、HDLは活動の一環として広範な実験を行い、実物大のテストベッドを構築した。[14]
運用サービス
1959年5月29日、完成したSR.N1は最初のエンジン運転を行った。[23]このエンジン運転は、機体に搭載された加速度計からの遠隔測定で、長期的には機体の構造的安定性を脅かす高い応力レベルが示されたため中止された。これらの応力は、空気力学的効率を高めるためにファンの平面の周りに取り付けられた一体型シュラウドの結果として発生したものであり、これを取り外すことですぐに解消され、ファンブレードの先端に広いクリアランスが確保された。そのわずか1日後の1959年5月30日、最初のフルパワーエンジンテストが実施された。[24]
エンジンのより広範囲な試験運転により、推力制御システムのバルブ内の不安定性などのいくつかの小さな問題が判明し、予定されていた初飛行の前にそれらの問題が適宜修正された。[25] 1959年6月7日、設計事務所の試験スケジュールで課されていた必要なシステムチェックはすべて正常に完了した。あるホバリング試験中にピッチの不安定性が明らかになったが、これは推進空気として採用されたブリードエアの配置によるものであることが判明し、 [26]機体の初飛行前の最後の3日間に土壇場での修正変更が行われた。[27]
1959年6月11日、SR.N1は初飛行を行い、集まった報道陣の前で陸と水の両方を横断する能力を披露した。このデモンストレーションは陸上での移動のみを予定していたが、熱心なジャーナリストからの圧力に応えて、同社はその日に初の水上飛行も行うことを決定した。 [ 28]このデモンストレーションは多くの報道機関で取り上げられ、その大部分は概ね好意的なものであり、報道によると、この機体は一部のメディアから「空飛ぶ円盤」と呼ばれた。[28]この飛行はルック・アット・ライフの映画「Flight On A Cushion 」 に記録されている。
1959年6月13日、2回目の海上試験が実施され、全速力航行と緊急不時着水訓練がテストされた。この試験からの経験により、波に沈みがちな船体形状を減らすため、流体力学的プランニングバウが急遽追加された。[29]その後も、重要な特性とみなされていた真の水陸両用能力を証明するために、陸と水の間での最初の運用移行を含むテストが実施された。1959年6月22日、SR.N1は、ポーツマスのイーストニービーチで行われたイギリス海兵隊との演習中に、最初の「運用」出撃に参加した。演習中のこの船の性能は、軍によって賞賛された。[30]
1959年7月25日、ルイ・ブレリオの海峡横断飛行50周年に当たる日、SR.N1シリアルG-12-4はカレーからドーバーまでイギリス海峡を2時間強で横断した。この航海の乗組員はピーター・ラム大尉（操縦士）、ジョン・チャップリン（航法士）、そしてコッカレル自身であった。[31] [32]
試験により、ホバークラフトには興味深い傾向があることがいくつか判明した。例えば、機体の進行方向が変わるのと、それに合わせて機体が移動する方向が変わるのとの間には必然的に遅延が生じる。さらに、波の抵抗によって生じる運動の減衰がないため、陸上での移動は水上を移動するよりも困難であった。横風や地面の傾斜などの現象の影響に対抗するには、操縦士にかなりのスキルが要求されるのが一般的であった。[33]
1961年、SR.N1にフレキシブルスカートが装備され、エアクッションの有効深度が大幅に向上しました。翌年、リフトファンハウジングの後ろのデッキ後部に後方を向いたブリストル・シドレー・バイパーIIIジェットエンジンが取り付けられ、ピストンエンジンによるダクト空気推進を補い、機体の最高速度を35ノットから50ノットに向上させました。バイパーの設置は、それ以前にバイパーの推力の約半分のブラックバーン/ターボメカ・マルボレを設置した後のことでした。SR.N1は、退役するまで合計4年間テストされ、コンセプトの実用性を実証しました。[34]
SR.N1自体は保存されており、ロートンの科学博物館で一般公開されている。[34] SR.N1のモデルは、コーギートイズのダイキャストメタル形式と、エアフィックスの1:72スケールのプラスチック組み立てキットの両方で入手可能であった。
参考文献
引用
- ^ Wragg, David W. (1973). A Dictionary of Aviation (初版). Osprey. p. 249. ISBN 9780850451634。
- ^ ニュースダイジェスト。Aviation Week & Space Technology、1963年2月25日、第78巻第8号、41ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、71-73ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、73-75ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、39-41ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、41-42ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、42-43ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、43-45ページ。
- ^ ペインとシムズ2012、47ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、47-48ページ。
- ^ ペインとシムズ2012、p.48より。
- ^ ペインとシムズ2012、49ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、49-50ページ。
- ^ abc ペインとシムズ 2012、p. 82.
- ^ ペインとシムズ2012、50ページ。
- ^ ペインとシムズ2012、76ページ。
- ^ ペインとシムズ2012、75ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、76-77ページ。
- ^ ペインとシムズ2012、p.77より。
- ^ ペインとシムズ 2012、77-78ページ。
- ^ abcd ペインとシムズ2012、p.79。
- ^ ペインとシムズ 2012、79-80ページ。
- ^ ペインとシムズ2012、84ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、84-85ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、85-86ページ。
- ^ ペインとシムズ2012、78ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、87-88ページ。
- ^ ペインとシムズ2012、pp.88-89より。
- ^ ペインとシムズ2012、91ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、91-93ページ。
- ^ ジェームズのホバークラフトサイト: ホバークラフトの仕組み 2012年2月22日アーカイブ、Wayback Machine
- ^ ペインとシムズ 2012、95-98ページ。
- ^ ペインとシムズ 2012、93-94ページ。
- ^ ab 「写真で見る：テクノロジーの隠された過去」BBCニュース、2017年1月27日閲覧。
文献
- ペイン、ロビン; シムズ、ロジャー (2012)。『空気のクッションの上』ロビン・ペイン。ISBN 0-95689-780-0。
外部リンク
- ホバークラフト博物館: SR.N1 (インターネット アーカイブ経由)