42砥粒加工学会誌

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１． 緒言ることにより飛行を制御する仕組みになっています．日

最初に飛行機により空を飛行するのに成功したのは，本で 2002 年にライト兄弟の初飛行 100 年を記念してラ1903年12月17日，米国ノース・カロライナ州キティホーク

イトフライヤー号の復元を目指したグループにより，インにおいてライト兄弟が製作し，飛行したライトフライヤー3ターネットに復元の様子が報告されているので，興味あ号と広く認められています．その日，彼らは何回も飛行る方は一読ください 1)．このライトフライヤー号の特性は，に挑戦し，最長飛行距離は260m，飛行時間は59秒と記

飛行速度は 15.8km/h，飛行距離は 260m，搭載量はパ録されています．この飛行機による飛行の条件として，

イロット 1 名となります．飛行速度はやや早めの自転車

動力，即ちエンジンを搭載していることと飛行するため程度で，現在のマラソンのトップランナーよりも遅い速度の制御を行うという二点が挙げられます．ライト兄弟以前

です．にも気球により空に浮かんだり，グライダーにより滑空しこのライト兄弟の初飛行から遅れること 3 年後の 1906た人達はいましたが，動力が無かったり，或いは積極的

年 10 月 22 日，フランスのブローニュの森でサントス・デな飛行制御がなく風任せであったりし，飛行機による飛ュモンの 14－ビス号が飛行し，飛行距離は 60m でした

行とは認められていません．

が，アルクデアコン賞の賞金 3,000 フランを見事に獲得

その後，第1次世界大戦，第2次世界大戦を経て飛行しました．翌 11 月 14 日には飛行距離 220m を記録し，機は急速な進歩を示し，現在では，とくに遠くの外国に100m 以上を飛行したことにより飛行クラブからさらに行き来する場合，人の移動は飛行機が主役になってい1,500 フランの賞金を獲得しました．ライト兄弟の飛行をます．この飛行機の進歩は，飛行速度の高速化，航続目撃したのは僅か 5 人のみでヨーロッパには報道されて距離の長距離化，搭載量の増大などの特性から明確にいなかったため，当時のヨーロッパでは世界初の飛行見て取れます．そしてこれらの飛行機の進歩は，動力や機による飛行と信じられていました．

流体力学等の進歩とともに飛行機の構造材料の変化とこれらの飛行機に使用されていた主要な構造材料はも重要な関連があります．ここでは飛行機の発達とその木材で，翼の外皮にはキャンバス布が張られており，強構造材料の変遷について述べます．

度の高い金属は機体構造を組み立てるときの蝶番と釘（注： 本連載は6回に分けて掲載の予定ですが，項に使用されていた程度です．当時普通に利用できる金目，図番および参考文献は連続しています．）

属材料は，比重の大きな重い鉄，銅が中心であり，軽量な金属は未だ工業的には量産されていませんでした．

２． ライト兄弟の飛行から第一次世界大戦

また，搭載されていたエンジンの馬力も 10 馬力程度の２．１ 飛行機の誕生

小さな出力で，重い金属材料を構造に多量に使用でき1903 年にライト兄弟が初めて飛行機による飛行を行っる状況にはありませんでした．

た時，彼ら自身が製作したライトフライヤー3 号の機体の三面図を図 1 に示します．この米国スミソニアン博物館
所有の図は，現在の飛行機とはかなり異なる形状を示しています．中央に上下 2 枚の主翼があり，いわゆる複葉機ですが，前方に昇降舵，後方に方向舵と分離して配置されており，胴体は梁がむき出しで，外皮は張られていません．エンジンは１基で，プロペラは左右に有り，チェーンで駆動しています．現在の飛行機にあるフラップ，エルロンのような補助翼は有りませんが，主翼の先端までワイヤが張られており，ワイヤを引っ張って主翼をねじ

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図1

ライトフライヤー号三面図 1)

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前縁スパー
リブ

フレーム
後縁スパー

図2

ブレリオⅪ号 2)

外板

図3

ドベルデュサン・レーサーとモノコック構造 3)ヨーロッパで飛行機が初飛行した 3 年後の 1909 年 7は木で，外皮にキャンバス布を張ったものなので，薄く月 25 日にはルイ・ブレリオによるブレリオⅪ号機により英て剛性が無いため，主翼を水平に維持するため何本も仏を分けるドーバー海峡の横断飛行が行われました．こワイヤを張って垂れ下がるのを防止しています．しかし，れにはイギリスのデイリー・メール紙が 1,000 ポンドの賞

胴体はブレリオⅪ号の木製梁とワイヤを張った剥き出し金を掛けており，フランスのカレーを離陸しイギリスのドのラーメン構造とは異なり，滑らかな流線型の外観を示ーバーに着陸するまで，飛行距離は 37km，飛行時間す木製のモノコック構造になっています．このモノコックは 37 分，平均飛行速度は 60km/h で，賞金を獲得しま

構造は図 3 に示すように外形形状を正確に保つためにした．1903 年のライト兄弟の人類初飛行から比べると，内部に前後方向に複数のフレームを配置し，そのフレ飛行速度は約 4 倍，飛行距離は約 142 倍と大きく進歩しーム間に積層して厚くした木の合板を張り付けた構造でました．とくに飛行距離の伸びは正に桁違いで 6 年の間す．この構造では積層された厚い木製の合板が機軸方に安定して飛行する技術が進みました．このブレリオⅪ向と剪断方向の両方の荷重を分担するので，外板が座号は，図 2 に示すように主翼が 1 枚の単葉機で，主翼の屈するまで荷重を取ることができます．機体には 140 馬

前方にエンジンが，主翼の後方に尾翼として水平尾翼力のエンジンが搭載されており，ブレリオⅪ号がドーバと昇降舵，更に方向舵が配置され，早くも現在の飛行機

ー海峡を横断したときのエンジンよりも 5 倍以上強力で，と基本的に同一の形態を示しています．胴体構造は梁4 年間にエンジンは大きく進歩しました．

を用いたいわゆるラーメン構造で，エンジンはライトフラ

ドーバー海峡横断から 5 年後，200km/h を超える飛イヤー号の 2 倍以上の 25 馬力の出力がありました．主行速度に到達した 1 年後の 1914 年に第 1 次世界大戦

翼は鳥の翼をイメージした薄い形状で，木製の前縁スが勃発します．このとき，飛行機は初めて戦争の兵器とパーと後縁スパーとそれらのスパー間に同じく木製の複して使用されます．当初は上空からの偵察任務にあた数のリブが翼根から翼端まで平行に並べられ，外皮はっていましたが，やがて銃を搭載して飛行機同士の空キャンバス布を張る，ライトフライヤー号と同様の構造で中戦も行われるようになりました．このころの飛行機はエす．機体の重量は約 300kg と，ライトフライヤー号よりもンジンの性能向上もあり，胴体は鉄パイプを溶接したラ少しだけ重くなっています．ライトフライヤー号は複葉機ーメン構造になり，外皮にキャンバス布を張って空気抵のため主翼が 2 枚ありますが，ブレリオⅪ号は単葉機で，抗を低減し，鉄骨構造が剥き出しの外観は影をひそめま

主翼 1 枚分の重量を車輪や構造の補強に回せたことと，した．構造の主要構造部材に金属が使用されるようになエンジン馬力が 2 倍以上にアップしたことにより，航続距りましたが，全金属製機体の登場はまだ先になります．

離が飛躍的に伸びたと思われます．
1913 年，フランスで行われた第 5 回ゴードン・ベネット杯レースにおいて，プレボーが操縦したドベルデュサン社のドベルデュサン・レーサーが 203.8km/h の当時の最高速度記録を樹立し，初めて飛行速度が 200km/h を超えました．フランス人ルイ・ベシュローが設計したこの機

参考文献
1) http://www.geocities.jp/wjp_glider/other/flyer\flyer1.htm
2) 小林昭夫：紙ヒコーキで知る飛行の原理，講談社ブルーバックス，(1988) ．
3) 久世紳二：旅客機の開発史，（社）日本航空技術協会，(2006)，32，60，57，56，3，183．

体は図 3 に示すようにブレリオⅪ号と同様に単葉機です．
主翼はブレリオⅪ号と同様の構造であり，主構造材料

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