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NACAのオートジャイロ  三舵で制御している初期のもの
シェルバ社製のイギリス空軍のオートジャイロー。基本的な構造は第二次世界大戦が終わるまで変わらなかった

オートジャイロ(autogyro / autogiro)とは、動力駆動ではない回転翼の自由回転によって揚力を得る航空機を言う。ヘリコプターフェアリー・ロートダインと同じく回転翼機に分類されるが、回転翼は機体の動力と直結されていないため基本的には垂直離陸やホバリングをすることはできない。

ジャイロコプター(gyrocopter / girocopter)やジャイロプレーン(gyroplane / giroplane)とも呼ばれる。また通称でジャイロ (giro) と呼ばれることもある[1]

目次

概要編集

オートジャイロは、1903年のライト兄弟の初飛行の8年後の1911年に、マンチェスター大学の特別研究生として航空工学を専攻[2]していたルートヴィヒ・ウィトゲンシュタインが、当時としては実用性はなかったものの、翼端噴流式(tip-jet)の機構を考案のうえ特許を取得した[3]ことに始まると考えられる[4]。実際に離陸する最初のオートジャイロはスペイン人フアン・デ・ラ・シエルバが開発し、1923年1月17日に初飛行を成功させた[5]

固定翼の代わりに回転翼を装備していることから、オートジャイロの見た目はヘリコプターに類似している。しかしながら、ヘリコプターは機体に装備されている動力で直接回転翼を動かすのに対し、オートジャイロの回転翼は機体の動力と直結されていないため自由に回転させることができ、構造的には全く異なる。

オートジャイロの回転翼は、鉛直上向きより後傾した回転軸の回りに自由に回転できるよう取り付けられており、機体前方に取り付けられる動力駆動の別プロペラの推進力などで機体が前進すると、相対的に発生する気流を下前方から受けて受動的に回転するようになっている[6]。ヘリコプターでは回転翼の動力駆動による下向き気流が機体全体の揚力を生じているのに対し、オートジャイロでは回転翼の下面側から上面側に流れる気流で揚力が生じて機体の飛行が可能となる。

回転翼は動力駆動されていないため、ヘリコプターのようなホバリングや無風状態での垂直離陸は原理上不可能であるが、それでも固定翼機に比べれば短い距離での離着陸可能である。なお、着陸については、ヘリコプターのオートローテーションと同じ方法で、滑走距離ゼロの実質的な垂直着陸が可能である。

操縦方法編集

飛行方式は根本的に異なっているが、操縦の感覚はヘリコプターよりも飛行機に似ているといわれる。飛行機のようなアクロバット飛行ができない代わりに、飛行姿勢がそれほど変化せず、安定して飛行できる。また、回転翼の回転面すべてで制御しているので、三舵で制御する飛行機より強力な旋回が可能であるが、ヨーイングは方向舵で行っているのでヘリコプターのような、空中で停止しながらの方向転換(ホバリングターン)はできない。

 跳躍離陸(ジャンプ・テイクオフ)編集

オートジャイロの機体によっては、機体に鉛直回転翼の動力機構を備えつつ、クラッチでその動力の伝動をON・OFF切り替えと、回転翼のピッチを制御できるとき、実質的に垂直離陸が可能となるものがある。このオートジャイロ特有の離陸方式は跳躍離陸(ジャンプ・テイクオフ、jump take off)と呼ばれ、次のような手順からなり、現代のオートジャイロの多くが備えている機能である[7]

跳躍離陸は、

  1. まず回転翼のピッチをゼロにした状態(回転翼に揚力が発生しない状態)でクラッチを繋ぎ回転翼を動力駆動しておく(この際、地上にあるため駆動の回転反力は問題とならない)、
  2. 回転数が充分に上がった時点でクラッチを切って回転翼のピッチをプラスとすれば、回転翼に急激に揚力が発生し、機体を空中に持ち上げることができる、
  3. 機体が持ち上がったと同時にピッチを再調整し前進用プロペラの回転数を上げれば、そのまま水平飛行に移行することができる、

という手順で離陸する方法である。

各国の状況編集

古くは軍用や商業用にも使用されていたが現在ではヘリコプターに取って代わられてしまい、オートジャイロはスポーツ用のものがほとんどとなっている。

ソビエト連邦編集

ソ連では1920年代末からオートジャイロ実用化の研究が進められ、シエルバの設計したアヴロ製のオートジャイロをもとにKASKR-1KASKR-2が作られた。これらは成功作とはいえず研究機の域を出なかったが、その後独自の発展型A-7が量産化された。これらの機体は、のちのソ連におけるヘリコプターの発展の基礎を築いた。

日本編集

日本では、ジェット機時代の到来を予測し無尾翼ジェット機の試作に関心を寄せていた萱場資郎が、ジェット機研究を踏まえて手始めに萱場式オートジャイロの開発にとりかかる。太平洋戦争へ突入する1942年12月にはKYBの前身である萱場製作所の仙台製造所にてオートジャイロの生産をはじめる[8]。 太平洋戦争中には、旧日本陸軍の依頼でカ号観測機と呼ばれるオートジャイロを当時の萱場製作所が製造し、陸軍の弾着観測や、海軍対潜哨戒に充てていたことが知られている[9]

韓国編集

韓国などでは、高層ビルが林立する都市における防災活動のために、ヘリコプターより小型で値段も安いオートジャイロを使用する消防組織があるが、ホバリングができず、消火剤などの積載量がヘリコプターよりも劣るという欠点がある。

登場作品編集

 
「007は二度死ぬ」の「リトル・ネリー」
ルパン三世 カリオストロの城
宮崎駿監督のアニメ映画。架空のオートジャイロが登場しているが、回転翼の先端に噴射式エンジンが付いていて垂直離着陸能力があるなど(「フォッケウルフ トリープフリューゲル」の項も参照)、ヘリコプターに近い機体である。
女皇の帝国』/『女皇の聖戦
ヒロイン・桃園宮那子が、オートジャイロ〈海兎〉を操縦して活躍する。
K-20 怪人二十面相・伝
佐藤嗣麻子監督の映画。冒頭部で「警務局」のオートジャイロが上空から「帝都」を俯瞰し、劇中で羽柴葉子(松たか子)が操縦する小型オートジャイロが怪人二十面相を助ける。
007は二度死ぬ
ジェームズ・ボンドが小型オートジャイロ「リトル・ネリー」を操縦して、日本の上空で戦う。
マッドマックス2
小型オートジャイロを操縦する「ジャイロキャプテン」が活躍する。
ロケッティア
ラストで、炎上する飛行船の上に孤立してしまったクリフたちを救出するために、ピーヴィーとハワード・ヒューズが操縦した。
D-LIVE!!
皆川亮二の漫画。テロリストが橋に仕掛けた爆弾を解体するために、主人公・斑鳩悟が操縦する。
妖精作戦
笹本祐一のSF小説。第2巻「ハレーション・ゴースト」に登場。星南学園航空部が保有している。
パイロットウイングス64
メインで使用可能な乗り物の一つに「ジャイロコプター」が存在する。時速約250キロ(特殊な操縦を行えば350キロ以上も可能)まで出せる他、同時に二発までのミサイルを発射することも可能。
クレヨンしんちゃん 嵐を呼ぶジャングル
終盤、誘拐した人間たちに逃げられたパラダイスキングが操縦し、客船をダイナマイトで襲撃する。
劇場版ポケットモンスター ベストウイッシュ ビクティニと黒き英雄 ゼクロム・白き英雄 レシラム
アイントオークの町長・モーモントが操縦する。ギアルギギアルギギギアルを動力源に用いている。
ポケットモンスター ベストウイッシュ シーズン2
上記の劇場版に登場したものの同型機が、バージルの所属するポケモン救助隊で使用されている。

関連項目編集

脚注編集

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  1. ^ ジャイロの英語表記はgyroであるものの、発明者が造語のgiroで商標登録をすませたため、こういった表記になった。
  2. ^ 1908年、シャルロッテンブルグの工科大学を卒業したウィトゲンシュタインは、若干19歳で既に航空学に関する研究計画を研究計画をたくさん抱えた状態でマンチェスターにやってきた。マンチェスター大学には、流体力学で有名なホラス・ラム(en:Horace Lamb)と(複素)解析学で有名なジョン・エデンサー・リトルウッドが教員として在籍していた。マクギネス(1988) p.91, 104
  3. ^ アレグザンダー(2008) p.66
  4. ^ その後、イギリスに移ったウィトゲンシュタインは哲学者となり、命題の真理論に関して、ブレンターノフレーゲ的な判断(judgement)を用いない代わりに、真理関数(truth function)という命題の領域から「真」と「偽」の2値からなる領域への写像(mapping)を用いる手法で、現実を写像したものが言語であり、言語の形式的不変性から現実を分析する方法として難解な『論理哲学論考(Logisch-Philosophische Abhandlung)』を上梓し、多くの影響を与えた。
  5. ^ シエルバはその後、イギリスでシェルバ社を設立し、多くの成功機を生み出した。日本でも朝日新聞社がシエルバ社のオートジャイロを購入し、「空中新道中膝栗毛」というコーナーを連載した。イギリスのアヴロ社やアメリカ合衆国ケレット社などで開発が続けられたが、市場は収束の方向に向かい、ヘリコプターなどの生産に移った。
  6. ^ オートジャイロの回転翼の付け根には蝶番がついており、回転中の揚力の急な変化や揚力のムラを防ぐことにより、安定した飛行が実現されている。発明されてすぐのころは補助翼方向舵昇降舵の三舵で制御されていた。しかし現在は翼の回転面を左右に傾けることによって旋回をし、回転面の迎え角を増減させることによって上昇と降下を行い、方向舵によって方向を変更するという独特の制御方法を用いる機体が多い。
  7. ^ 実際、萱場工業の「ヘリプレーン1型」のように回転翼の先端にラムジェット等をつけ垂直離着陸できる商用機も計画された。
  8. ^ 鶴本勝夫東北学院理工系教育機関の系譜とその人脈 =押川方義の創立理念= 「東北をして日本のスコットランドたらしめん」が底流に (PDF) 」 、『東北学院資料室』第16号、東北学院、2012年4月1日、 21頁、2012年6月25日閲覧。
  9. ^ 当時から長大な滑走路を必要とする飛行機の不便さは認識されていた。例えば、昭和18年(1943年)三月の第八十三帝国議会予算委員会で、東条英機首相兼陸相は、”航空機増産計画はどうなっているか、また新兵器開発状況はどうなっているか?”という質問に対して次のように回答している。

    「飛行機と申すものは、長大な滑走路と広い飛行場とを必要とするものでありまして、飛ぶにも降りるにもこれを絶対に不可欠のものとしておるのが今日の飛行機であります。また空中活動にいたしましても操縦士の意の如く自由に方向を変えるというわけにはまいりません。また好む場所に好むとき舞い降りることも不可能でありまして、考えてみますと、文明の利器とは申せまことに不自由なものと言わざるを得ません。鳥やコウモリは滑走路も飛行機も必要とせず、好きなとき好きな方向に空中転換が出来、また好きな場所に舞い降りることができる。かような飛行機が出来ないものかと考えている次第であります。」

    渋谷(1972) はじめに

参考文献編集

  • ブライアン・マクギネス『ウィトゲンシュタイン評伝』藤本 隆志, 今井 道夫, 宇都宮 輝夫, 高橋 要、法政大学出版局〈叢書・ウベルシタス〉、1994年。
  • アレグザンダー・ウォー『ウィトゲンシュタイン家の人びと 闘う家族』塩原 通緒、中央公論新社、2010年。
  • 渋谷 敦『日本の空の開拓者たち 飛行機60年』図書出版社、1972年。