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[[1910年]](明治43年)4月11日、臨時軍用軽気球研究会から[[徳川好敏]]大尉と共に操縦技術習得のため[[フランス]]のアンリ・ファルマン飛行学校エタンプ校に派遣され、5月末に入学する。その後、エンジン買い付けの失敗などもあり、7月25日に単身[[ドイツ帝国|ドイツ]]に移動、ヨハネスタール飛行場で操縦技術を学び[[グラーデ単葉機]]を購入した。
 
同年[[12月14日]]、代々木錬兵場(現・[[代々木公園]])において滑走試験中の日野は60メートル程度の飛行に成功し、初飛行とすることも多い。しかし、飛行機研究の第一人者として、また当時数少ない実際の飛行を見たことがある人物であったため、事実上の現場責任者として間近で注視していた[[田中館愛橘]]理学博士や、操縦していた日野自身も初飛行と認める発言はしていない。さらに、初飛行の根拠となっている距離60メートルは唯一「初飛行」と報じた[[萬朝報]]の記者の目測であり、取材していた他9紙は距離を記載しておらず初飛行とも報じていない。また記者自身も後日、「すこしでも地を離れると、手を叩いたり、万歳を叫んだりした。今から思うと、なんだか自分が気の毒になる。」と書いている<ref>[[村岡正明]]『初飛行』、光人社、2010年、164-168頁。</ref>。また、「飛行」とは翼の揚力が機体の重量を定常的に支え、操縦者が意のままに機を操縦できる状態を指すため、「飛行」ではなく「ジャンプ」であるとして、航空力学的にも初飛行とは言えない<ref>[[木村秀政]]『飛行機の本』、新潮社、昭和37年。</ref>。
 
19日になって日野・徳川の両方が成功し、これが初めて動力機初飛行として公式に認められた。これは、徳川家の血筋である好敏に「日本初飛行」の栄誉を与えたいという軍の意向だったといわれている<ref>[[横田順彌]]『雲の上から見た明治』、学陽書房、1999年、15-16頁。</ref>。しかし、当時天才[[発明家]]などと報道されていた日野の方が派手な言動も相まって遥かに有名人であり、新聞記者も徳川には直前までほとんど取材活動をしていなかった<ref>[[村岡正明]]『初飛行』、光人社、2010年、134、156頁。</ref>。また陸軍の方針としてたとえ名家の出身であっても軍内部での扱いは平民と同じであったため、この批判は適切ではないと言える。