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| SC.1 | |
|---|---|
 1958 年 9 月のファーンバラ SBAC ショーでのショート SC.1 XG900 | |
| 一般情報 | |
| タイプ | 実験機 |
| 国籍 | イギリス |
| メーカー | ショートブラザーズ |
| 状態 | 引退して保存 |
| プライマリユーザー | ロイヤル・エアクラフト・エスタブリッシュメント |
| 建造数 | 2 |
| 歴史 | |
| 初飛行 | 1957年4月2日（CTOL）[1] 1958年5月26日（VTOL）[1] |
| 引退 | 1971 |
ショートSC.1 は、英国初の固定翼垂直離着陸 ( VTOL )ジェット機でした。ショート ブラザーズ社によって開発されました。5 基のロールスロイス RB.108 ターボジェットを搭載し、そのうち 4 基は垂直飛行に使用され、1 基は通常の水平飛行に使用されました。SC.1 は、英国初の固定翼VTOL 機であり、垂直飛行モードと水平飛行モードを切り替える最初の機体であるという特徴がありました。また、フライバイワイヤ制御システム を備えた最初の VTOL 対応機でもありました。
SC.1 は、VTOL 飛行、特に垂直飛行と水平飛行の遷移に関する飛行研究を行うのに適した航空機を求めるインド補給省(MoS) の要求に応えて設計、製造されました。1957 年から 1971 年にかけて、2 機のプロトタイプが飛行試験に使用されました。SC.1 テスト プログラムの研究データは、ホーカー シドレー P.1127と、その後のホーカー シドレー ハリアー(初の実用 VTOL 航空機) の開発に貢献しました。
2012年10月、ショートSC.1は、エンジニアリング分野における大きな功績が認められ、北アイルランド初のエンジニアリング遺産賞を受賞しました。 [2]
発達
1940年代、様々な国が垂直離着陸（VTOL）が可能な実用的な航空機の開発に興味を持ち始めました。1950年代、英国は、ロールスロイス社製の推力測定装置を飛行試験しました。これは、粗雑ではあるものの先駆的なVTOL航空機で、構想通りに飛行し、コンセプトの実現可能性を実証するとともに、今後の開発に役立つデータを提供しました。[1]しかし、推力測定装置は、自動安定化システムの必要性など、VTOL航空機の設計に貴重な洞察を提供しましたが、制御ラグや空力面の欠如など、詳細な研究のためのプラットフォームとしての価値を損なう欠陥がいくつかありました。推力測定装置から得られた経験を活用し、その限られた能力を超えた領域を探索できる航空機が必要でした。[1]
SC.1は、1953年9月に出されたインド補給省（MoS）の垂直離陸研究機入札依頼（ER.143T）に応じるため、ショート・ブラザーズが提出した設計案に端を発する。1954年10月15日、同省は設計案を受理し、仕様ER.143Dを満たす2機の航空機の契約を直ちに締結した。当初の構想では、この航空機は一連の飛行試験に使用され、垂直飛行モードと水平飛行モード間の遷移時の挙動を調査し、遷移プロセス中に自動安定装置から必要な支援の最適レベルと最小レベルを決定し、起こり得る運用上の問題を明らかにし、全天候型進入着陸システムを開発するためにパイロット向けの関連支援装置や機器を開発することになっていた。[1]
ショートはXG900とXG905と名付けられた2つの試作機を製作した。[1]
デザイン
ショート SC.1 は単座の低翼無尾翼デルタ翼機で、総重量は約 8,000 ポンド (垂直飛行の場合は最大 7,700 ポンド) でした。[3]この機体は、垂直に取り付けられた 4 基の軽量ロールスロイス RB.108リフト エンジンで駆動され、合計 8,600 ポンドの垂直推力を発揮しました。また、機体後部には前進飛行用の推力を提供する 1 基の RB.108 巡航エンジンが搭載されていました。リフト エンジンは、中央ベイに 2 基並んで垂直に取り付けられており、その結果得られる推力線は機体の重心近くを通るようになっています。これらのエンジンのペアは前後に旋回でき、機体の縦軸に沿った加速/減速用のベクトル推力を生み出すことができました。[3]
通常飛行中はリフトエンジンは停止し、水平飛行から垂直飛行への移行を開始する前に、単一の巡航エンジンからの圧縮空気を使用してエンジンを始動する。圧縮空気はエンジンの初期回転を提供するが、圧縮空気だけではアイドル速度に達するのに不十分であるため、吸気から排気への圧力降下も必要であった。[3]水平飛行から移行する際、垂直に取り付けられたエンジンは前進飛行速度に等しい横風にサージングや過度の振動を起こさずに耐える必要があるため、空気取り入れ口の風洞実験と飛行開発が相当に必要であった。必要な流れの均一性は、7つのヒンジ付きギルのセットの助けを借りて達成され、これが前向きの位置に開き、エンジンに空気を供給するプレナムに空気を導く。垂直に取り付けられたRB.108の再吸入と地面の浸食に関する挙動は、ハックナル飛行場のミーティアでの地上運用中にSC.1用に意図されたものを代表する装置で調査された。[4]当初は、始動用の圧縮空気を供給する前にエンジンローターが正しい方向に「風車回転」するように、エンジン下の低圧環境を維持するために、リフトエンジンの出口ノズルに一連のスカットルが取り付けられていましたが、吸気の効率とエンジン設計の変更により、スカットルは不要になりました。[5]
コックピットのレイアウトは主に従来通りであったが、パイロットが監視しなければならないシステムの数が多いため複雑であった。[3]研究機としての役割のため、包括的な記録装置を備えていた。[6]
4基の垂直リフトエンジン用の共通スロットルレバーは、コックピット内の唯一の追加主要制御装置であり、回転翼航空機のコレクティブピッチレベルと同様の方法で操作された。航空機の姿勢を制御するには、前進速度に応じて2つの方法が必要であり、通常飛行中は空力面を使用し、水平飛行、ホバリング、垂直飛行からの遷移にはエアジェットノズルを使用した。4基のリフトエンジンからのブリードエア（吸入空気量の約10％）は、可変ノーズ、テール、翼端ノズルに供給され、低速時には空力面上の空気流が不十分で従来の制御が有効にならない場合にピッチ、ロール、ヨーを制御する。[7] [5]
SC.1には、VTOL機に装備される最初の「フライ・バイ・ワイヤ」制御システムも装備されていました。 [8]この電気信号制御システムは、自動安定装置も備えており、操縦桿の位置などのコックピット制御からの信号を転送するだけでなく、サーボからのフィードバック信号を監視し、システム自体の安定性を確保していました。このシステムでは、空力面および/またはノズル制御の3つの制御モードが可能でした。
- 3 つの自動安定装置制御システム (「フル フライ バイ ワイヤ」) と連動して、3 つの独立したサーボ モーター (「3 方向並列」または「3 重」フェイルセーフ操作) を介して電気的に制御される空力面とエア ジェット ノズル
- ハイブリッドモードでは、ノズルはサーボ/オートスタビライザーによって制御され、空力面は手動制御に直接リンクされます。
- すべてのコントロールがコントロールスティックにリンクされたダイレクトモード
モード 1 と 2 は地上で選択され、自動安定装置が使用されているときはいつでも、パイロットは飛行中に直接制御モードに戻すための緊急オーバーライド レバーを使用できました。[9] 3 つの制御システムからの出力が比較され、「多数決ルール」が適用され、1 つのシステムの障害が他の 2 つの (おそらく正しい) システムによってオーバーライドされることが保証されました。「フライバイワイヤ」経路の障害はパイロットに警告として示され、パイロットはそれを無視するか、直接 (手動) 制御に切り替えることで対応することができます。[10]
他のVTOL機と同様に、ショートSC.1は地面効果による垂直推力の損失に悩まされていた。スケールモデルで行われたこの研究によると、SC.1の場合、これらの損失は着陸装置の高さで15％から20％の間になると示唆された。[11]燃料タンクは主翼前縁に沿って配置され、主翼桁の間に取り付けられた「バッグ」タンク内にもあった。[7] SC.1には三輪式の着陸装置が装備されていた。非格納式の場合、着陸装置は2つの代替位置の間で設定でき、通常着陸と垂直着陸のどちらにも適していた。[ 3]固定式の着陸脚は垂直飛行用に特別に設計されており、各脚には耐熱キャスタリングホイールが1対ずつ搭載され、後部の着陸装置にはディスクブレーキも装備されていた。[12]
テスト
北アイルランドのショート社のベルファスト工場で製造された最初のSC.1試作機XG900は、この工場で最初のエンジン試運転を行った。当初は推進エンジンのみを搭載していたXG900は、海路でイギリスに輸送された後、飛行試験プログラムを開始するためにボスコムダウンの王立航空機研究所（RAE）に引き渡された。1957年4月2日、試作機は同機種の初飛行を行い、これは同機にとって初の通常離着陸（CTOL）飛行でもあった。[1]
それからちょうど1年後の1958年5月26日、2号機の試作機が初の係留垂直飛行を行った。[1]この機種の最初の飛行は特別に設計されたガントリーに取り付けられた状態で行われたが、このガントリーの自由度は垂直方向に最大15フィート、どの方向にも中心から10フィートまでと限られており、垂直速度も毎秒10フィート未満に制限されていた。この制限を超えると、機体は徐々に停止した。[13]この機は、地面効果現象を回避するために、地面から6フィートの高さに設置されたグリッドプラットフォームから離陸した。ショート社は、地面効果の悪影響を排除するための適切なプラットフォームの開発に多大な努力を払い、何度も再設計した。ガントリー施設は、 SC.1を操縦する最初の8人のパイロットの初歩的な訓練と慣熟のために使用された。[14]
同年10月25日、この機種は初の「自由な」垂直飛行を行なった。1960年4月6日、垂直飛行と水平飛行の間の初の飛行中の移行に成功した。[15] [16] 2つのモード間の移行には成功したものの、ショートSC.1は航空機としてはやや不格好であるという評判があった。[15]
SC.1は1958年と1960年のファーンバラ航空ショーで公開され、1961年にはパリ航空ショーにも登場してデモンストレーション飛行を行った。[1] 1963年10月2日、2機目のテスト機がベルファストで墜落し、パイロットのJRグリーンが死亡した。原因は後に制御系の故障と判明した。[17]事故後、機体は修理され、さらなるテストのために飛行状態に戻され、1967年まで飛行を続けた。[15] 1965年までに、合計14人のパイロットがこの機種を操縦した。[1]
地上適合性試験の結果、SC.1の垂直離着陸には従来の滑走路コンクリート、舗装、さらには芝生の滑走路でも十分であると判断されました。しかし、不完全な表面から押し出された破片は人員に危険をもたらしますが、航空機自体には危険をもたらしません。[18]テストプログラムでは、VTOL航空機のメンテナンスと保守性に関する経験も得られましたが、これらは設計や研究活動の主な目的ではありませんでした。プログラム全体を通じて、平均して週に2.6回の飛行が行われました。飛行中に自動安定装置のエラーが多数報告されましたが、航空機を危険にさらしたり、その制御に影響を与えたりするような障害は発生しませんでした。[19]
試験では実際のエンジン推力の測定がかなり難しいことが判明し、改良された吸気口と計器類を使用した更なる試験につながった。[20]結局、このエンジンは、航空機とその動力装置の実験的な性質を考慮すると予想されていたよりもはるかに問題が少ないことが判明した。また、三重自動安定装置に不具合が生じた場合、システムの自己チェック機能のおかげで、その箇所を特定するのは簡単だった。航空省の報告書によると、SC.1は、その小さなサイズと限られた容量による制限内で運用された場合、効果的な研究用機体であったと判断されたが、計器類と誘導装置のより広範な試験には、より大型の航空機が必要であることが判明した。[20]
SC.1は10年以上飛行し、その間に大量のデータを提供し、ホーカー・シドレー・ハリアーの前身であるホーカー・シドレーP.1127の「パッファージェット」制御など、後の設計コンセプトに影響を与えた。垂直離着陸の技術に関する飛行試験作業も非常に貴重であることが証明され、この分野での英国のリードをさらに広げた。[16]ショートSC.1は、離着陸のためだけに4つのエンジンを追加する必要がないことが証明されたハリアーの登場により、最終的には時代遅れとなった。[15]
展示されている航空機
最初のSC-1（XG900 ）はロンドンのサウスケンジントンにあるサイエンスミュージアムの航空機コレクションの一部となった。[21] 1971年までVTOL研究に使用されていた。
2機目のSC-1（XG905 ）も保存されており、北アイルランドのカルトラにあるアルスター民俗交通博物館のフライトエクスペリエンス展示で静態展示されている。[22] [16]
オペレーター
仕様
1900年以降のショート航空機のデータ、[23] 航空省[24]
一般的な特徴
- 乗員: 1
- 長さ: 25 フィート 6 インチ (7.77 m)
- 翼幅: 23 フィート 6 インチ (7.16 m)
- 身長: 10フィート8インチ (3.25 m) [25]
- 翼面積: 211.5平方フィート (19.65 m 2 )
- アスペクト比： 2.61:1 [25]
- 翼型： NACA 0010 [25]
- 自重: 6,260 ポンド (2,839 kg)
- 総重量: 7,700 ポンド (3,493 kg) ( VTOL運用)
- 最大離陸重量: 8,050 ポンド (3,651 kg) ( CTOL運航)
- 動力装置:ロールスロイス RB.108 ターボジェット1 基、推力 2,130 lbf (9.5 kN) (前進飛行)
- 動力装置:ロールスロイス RB.108 ターボジェット 4 基、各 2,130 lbf (9.5 kN) の推力 (リフトエンジン)
パフォーマンス
- 最高速度: 246 mph (396 km/h、214 kn)
- 範囲: 150 マイル (240 km、130 海里)
- 実用上昇限度： 8,000フィート（2,400メートル）[25]
- 上昇率: 700フィート/分 (3.6 m/s) [25]
- 翼面荷重: 38.1 ポンド/平方フィート (186 kg/m 2 )
- 推力/重量:
- （CTOL）：0.265
- (垂直離着陸): 1.11
参照
同等の役割、構成、時代の航空機
関連リスト
参考文献
注記
- ^ abcdefghij リーンとチン、1965 年、p. 4.
- ^ 「SC1 が NI 初のエンジニアリング ヘリテージ賞を受賞」BBC ニュース、2012 年 10 月 4 日。
- ^ abcdef Lean and Chinn 1965、5ページ。
- ^ ロールスロイス航空エンジン、ビル・ガンストン 1989年、パトリック・スティーブンス・リミテッド、ISBN 1-85260-037-3、p.157
- ^ リーンとチン1965年、5-6ページ。
- ^ リーンとチン 1965年、10ページ。
- ^ abc ウィンチェスター2005年、223ページ。
- ^ リーンとチン 1965年、6-7頁。
- ^ リーンとチン 1965年、7ページ。
- ^ リーンとチン1965年、7-8ページ。
- ^ Wyatt, LA Tests on the Loss of Vertical Jet Thrust due to Ground Effect on Two Simple VTOL Planforms, with Particular Reference to the Short SC1 Aircraft (R & M No. 3313) ロンドン: HMSO。2007 年 12 月 12 日閲覧。
- ^ ウィンチェスター 2005年、222ページ。
- ^ リーンとチン 1965年、8ページ。
- ^ リーンとチン 1965年、8-9ページ。
- ^ abcd 「ショートSC1実験用垂直離陸機、1956年」サイエンスミュージアム、2017年1月15日閲覧。
- ^ abc 「ショートSC1垂直離陸機が北アイルランド初のエンジニアリング遺産賞を受賞」機械技術者協会、2012年10月5日。
- ^ 「Test Flying Memorial」。2009年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年10月5日閲覧。テスト飛行中に亡くなった英国のテストパイロットとエンジニアの記念サイト (1946～1970 ページ)。
- ^ リーンとチン 1965年、13-14ページ。
- ^ リーンとチン 1965年、14-17頁。
- ^ Lean and Chinn 1965年、17ページ。
- ^ 「ショート SC 1 航空機、1957年」makingthemodernworld.org.uk、2017年1月15日閲覧。
- ^ 「Air」。アルスター民俗交通博物館、2017年1月15日閲覧。
- ^ バーンズとジェームズ 1989、465 ページ。
- ^ リーンとチン 1965年、4-8頁。
- ^ abcde テイラー1966年、168-169頁。
文献
- バーンズ、CH 、デレク・N・ジェームズによる改訂。Shorts Aircraft since 1900。ロンドン：パトナム、1989年（改訂版）。ISBN 0-85177-819-4。
- バトラー、トニー、ジャン＝ルイ・デルゼンヌ。『ヨーロッパのXプレーン：黄金時代の秘密研究用航空機 1946-1974 』。マンチェスター、イギリス：ヒコーキ出版、2012年。ISBN 978-1-902-10921-3
- カルボネル、ジャン=クリストフ（2022年10月）。「VTOLにおけるフランスの冒険：フランスによるショートSC.1のテスト、1962年」。航空史家（41）：48–56。ISSN 2051-1930 。
- Illingworth JKB および Chinn HW「ジェット機飛行中の SC1 航空機の可変安定性および制御テスト、特に望ましい VTOL 飛行特性について」(R & M No, 3584)。ロンドン: HMSO、1969 年。2007 年 12 月 11 日閲覧。
- ジョーンズ、バリー。「ショーツの早起き者たち」。エアロプレーン・マンスリー、1994年5月、第22巻第5号、第253号。ロンドン：IPCマガジン。pp.12～19。
- Lean D. および Chinn HW ジェットリフト VTOL 研究機 (Short SCl) の一般的な運用経験のレビュー (航空研究会議最新論文 CP No. 832)。ロンドン: HMSO、1965 年。2008 年 12 月 2 日閲覧。
- テイラー、ジョンWR ジェーンの『世界の航空機1966-67』。ロンドン：サンプソン・ロー、マーストン＆カンパニー、1966年。
- ヴィッカリー、エイドリアン。『イギリスのジェット航空機』。イギリス、ケンブリッジ：パトリック・スティーブンス社、1982年。ISBN 0-85059-589-4。
- ワーナー、ガイ (2002 年 7 月～8 月)。「ボンベイからボンバルディアへ: シドナムの航空機生産、第 1 部」。Air Enthusiast。第 100 号。13～24 ページ。ISSN 0143-5450 。
- ウィンチェスター、ジム。『コンセプト航空機：プロトタイプ、Xプレーン、実験航空機』。ロチェスター、イギリス：グランジブックス、2005年。ISBN 1-84013-809-2。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 Short SC.1に関連するメディアがあります。
- 「自動制御によるジェット機ホバリング」1959年のフライト誌の広告
- 「SC.1 のテストベッド」1961 年のFlight の記事