フリーフライト (模型航空)
第7回は1958年にイギリスのクランフィールドで開催され、エルノ・フリギス(ハンガリー)が890秒で優勝。上記の規定改正による機体重量増加が効いてパーフェクト・タイム、フライオフは無い。
2位はチェコのV.ハイエクで、東欧が台頭、3位のボンド・ベーカー(オーストラリア)の機体は、異例のハイ・スラスト設計で、同選手は翌日のウエークフィールド級も優勝。
機体重量が大幅に増えたために、機首モーメントが長くなり、エンジンのジャイロ効果が増幅されて調整に苦労する傾向が出た。フリギス機の翼型のベネデックB8353b/2は、今回が初出で、後年ガス・フリー用翼型の定番。オートラダーとVISの両装備も、今回初出。
第8回(1960)の世界選手権では13人のパーフェクト・タイムが出て、3分MAXのフライオフを12回繰り返したが5人が残り、5人のジョイント・チャンピオン誕生と言う異常な結末になった。要するに、5人の選手権者は5ラウンドの競技に加えて12回のフライオフで、合計17回の3分MAX飛行を続けたことになる。
5人のジョイント・チャンピオンは次のとおり。
サンディー・ピメノフ(フィンランド:「アセンダー」機)、ETAエンジン、オートラダー付き、機首が短い
ロルフ・ハーゲル(スウェーデン:「ミスター・マックス」機)、オリバー・タイガーエンジン、高いパイロン、長モーメント、
G.グエラ(伊:「ラ・ベスティア」機)、スーパー・タイガーエンジン
ラリー・コノバー(米:「ラッキー・リンディー」機)、OS MAX15エンジン、3枚垂直、オートラダーなし
ジョー・シェパード(ニュージーランド:「グロワーム」機)、ETAエンジン
開始時(1951年)には、適当な15エンジンが無くて苦労した国際級ガス・フリーが、10年経過した1960年には、競合できる高出力エンジンが4種類は揃った。
第9回(1961)は、西独のロイトキルヒで開催。
今回から、エンジンの出力向上に対応して、モーターランが15秒より10秒に切り下げられた。現在まで何回も繰り返されているモーターラン切り下げの始まり。
フリッツ・シュニーベーガー(スイス)が一人だけパーフェクト・タイムを出して優勝。機体は、COX・TEEDEE15エンジン搭載で、他人(オスモ・ニーミ:フィンランド)の設計した単純な機体(フラット翼型、翼端上反角、オート舵面類なし)の優勝は異例。
第10回(1963)の世界選手権は、ウインナー・ノイシュタットで開催。
今回からフライオフは30秒せり上げ制になり、E.フリギス(ハンガリー)が(900+210+240+270)秒で2回目の世界選手権を獲得。機体は、MKI15エンジン付き、ハイ・ニトロ燃料を使用し、オートラダーとVISを装備。
2位になったガルブレイス機(米)は、オートラダーなど自動操舵面を持たず、大きなダウンスラストを付けて直線上昇。この時代はVIS万能ではなかった。
第11回(1965)はフィンランドのカウハバ開催。今回よりフライオフのせり上げは60秒単位になった。
ダルオグリオ(伊)が、(900+240)秒の一発で決めたが、フライオフ出場者は今まで出最高の16名に達し、2位(ボージェ:仏)のフライオフ・タイムは239秒。
ダルオグリオ機の翼は、エッグボックス構造(直角に細かく組み合わされたリブ構造)で、薄翼、低縦横比。この時期より、上位に絡むにはメーカーなどでチューンした特性エンジンが必要とされてきた。
第12回(1967)より、燃料はアルコールとオイルだけに制限され、ハイ・ニトロ燃料は禁止。ディーゼル燃料は制限されなかったので、しばらくはディーゼル・エンジンが有利になった。ディーゼル・エンジンは高速化によって今まで以上に出力を向上させ、燃料が制限されたグロー・エンジンもチューンド・サイレンサーの導入による出力向上があり、ともに上昇悪化はしなかった。
世界選手権はチェコのプラハで開催され、ハンス・ゼーリッヒ(独)が(900+240+300)秒で優勝した。
ゼーリッヒ機は、シート張りの翼面で、VISとオートラダーを装備、エンジンはスーパー・タイガー15にチューンド・サイレンサーを組み合わせて搭載。さらに、以降の定番となった「ゼーリッヒ多機能タイマー」で、舵面などを制御。
垂直尾翼は水平尾翼の後ろの最後尾に取り付けられ、滑空を重視し、平尾翼は小さめで、後ろモーメントアームは延長された。
68人の参加者のうち13人がフライオフに残った。
第13回(1969)はウインナア・ノイシュタットで開催。
今回から7ラウンド制になり、パーフェクト・タイム(3分×7回=1260秒)。チューンド・サイレンサー(パイプ)使用率は80%に達し、次回以降は禁止になった。
当時のエンジンは直径7インチ×ピッチ4インチのプロペラで21000~23000回転/分で、新登場したROSSI15は、25000回転/分。1950年代のディーゼルのプロペラは9×4が主流。
パーフェクト・タイム達成後に2回のフライオフをクリアして6分フライオフに至った選手は、ドイツのバウマンとリーケで、ともに前回のゼーリッヒに似たシート張り翼の機体。
優勝は(1260+240+300+240)秒でバウマン。リーケ機はT尾翼で、理論的には効率が高い設計。
第14回(1971)はスウェーデン開催。
ロルフ・ハーゲル(スウェーデン)が(1260+240+300+328)秒で優勝。ロッシエンジン付きの機体は、スパンが長く、翼端と水平尾翼は前縁が後退していて、パイロンが低く、エンジンは完全にカウルされ、現在のF1C機に通じる形で、垂直尾翼は3枚。
ノルディック・グライダーに近いイメージの平面形で、明らかに滑空性能指向。今まで「ガス・フリー」は高いパイロンで主翼縦横比は控えめであった。さらにスパンを延長して、内翼にも軽いテーパーをつけ、楕円翼に近づけた設計が、現在のF1C機であり、ハーゲル機の設計は歴史的な区切り目である。
2位になったコスター(デンマーク)のフラップ翼機も画期的設計。
VISを使うことによって、上昇時の主翼迎え角をゼロ揚力角(おおむねマイナス4度くらい)にして、主翼の揚力を減殺して無駄のない上昇パターンを実現できるが、抗力は増える。可動フラップを上げた翼型ならば、揚力を減殺すると同時に抗力も最低に出来る。
但し、固定部の主翼コードが狭くなるために、構造上は非常に縦横比の大きな翼になり、強度面の問題を克服する必要がある。
開始より20年間で、大きな変革はほぼ出揃い、以降はエンジンの出力の向上と、それに対応するモーターランの短縮が設計の変動要因。
但し、次項に後記の新技術は無視できない。
1950年の開始時期の15エンジンの出力は0.2馬力程度で、行程容積あたりの出力は80馬力/リットル 程度。高性能な09エンジンならば行程容積あたりの出力はもっと大きく、第2回に優勝した。但し、本格的な競技用のK&B15エンジンが発売されて09級は姿を消した。
日本のOS MAX15が一時は最高出力エンジンとなり0.3馬力を超えた。
以降、オリバー、ETA、MVVS、エンヤなどの高速ディーゼルが0.4馬力前後まで出力を向上。グロー・エンジンに比べて大トルク型のため、直径の大きなプロペラを使えると言う利点があった。
1970年頃グロー・エンジンが復活し、標準燃料に変わってからもスーパー・タイガーで0.45馬力、ロッシで0.5馬力を発揮。これにチューンド・サイレンサー(パイプ)がつくと30%くらい出力が向上した。0.5馬力の出力ならば、リットルあたり200馬力、それが30%向上したならば260馬力になる。
現在(2010)F.A.I.級競技のスピード種目で使う行程容積2.5ccエンジン(.15級で、ガスフリー競技用と同級)は45000回転/分で3馬力以上の出力がある。この回転数は実物のターボ・ジェットより高く、リットル当たり出力は1200馬力で、実物のレース用オートバイやF1自動車のエンジンよりも大きい。
草創期を含む最初の20年間に比べると、その後の40年間の変化は少ない。
減速ペラは、空気抵抗の削減に効果があった。減速プロペラは効率の向上に貢献した。ともに、何万回転する強力なエンジンのトルクに対抗して壊れないようなメカニズムが必要なため、実用化がおくれた。
バルサ構造からカーボン材、プラスティックス材への転換は材料革命。1930年頃に起こった、硬木よりバルサ材への転換も同様であったが、このときは多の材料と工具が単一のものに集約された。今回はそれが再び多種に分散する形の変革である。進行はなし崩しで徐々であるが、強度の増大は著しく影響は大きい。
主翼縦横比の拡大、モーメントアーム拡大と尾翼の縮小によって、機体の空力効率は向上した。
エンジンで推進中(現在は5秒間)は主翼を下側に折りたたみ、主翼面積を半分くらいに減らして上昇させる方法が開発された。上昇中の抗力は半減するため、在来の固定式主翼よりも大幅に上昇高度を獲得できる。エンジン停止後は主翼を広げるため、滑空性能(沈下速度)は変わらず、滞空性能は大幅に向上する。
このシステムは動力飛行中に主翼の揚力を利用していないために、「飛行機でない飛行機」を代表する形式といえる。飛行機の飛行は翼の揚力に依存する飛行法であるので、主翼を排除してプロペラの推力だけに頼る上昇は範疇外である。エンジン停止後に主翼が開かれ、翼の揚力による飛行が始まるが、このときは動力が無いわけで、飛行機ではなくグライダーになる。
加えて、実機にこのような方式の飛行法を行なう航空は存在せず、「模型」でもない。模型機が実機の枠から逸脱して進化した例といえる。