人力飛行機
第二次世界大戦を挟んだ1959年、RAeSに人力飛行グループ(Man powered flight group)が設立され、イギリス人実業家、ヘンリー・クレーマー(Henry Kremer)が私財を投じて人力飛行機の懸賞競技、「クレーマー賞」を創始した。最初に設定された課題はスタートラインおよびゴールライン上で高度10フィート(3m)に達し、1/2マイル以上離れた2点に立てられたポールを囲む8の字飛行の成功者に5000ポンドの賞金が贈られるものだった(この課題は単にクレーマー賞/Kremer prize と呼ばれたが、後に複数の課題が設定されており、これらを区別するために以下の本文中では便宜的にこの課題をクレーマー・8の字飛行賞と称する)。クレーマー・8の字飛行賞は当初、イギリス連邦加盟国に限定された懸賞であったが、後に全世界に開放された。それ以来、クレーマー・8の字飛行賞以降も数回設定されたクレーマー賞を目標に各国で人力飛行機の開発が盛んになり、クレーマー賞は人力飛行機研究の動機としての役割を果たすことになった。
人力飛行の成功
1960年から翌1961年にかけてクレーマー賞獲得を目指し、RAeSから支援を受けたイギリスのサウサンプトン大学のチームによりSouthampton University Man Powered AirCraft/SUMPACが開発され、1961年11月9日にイギリス、ハンプシャーのラシャム飛行場において平地からの人間の筋力のみによる発進、離陸及び継続飛行に成功した。パイロットはグライダーの指導員であったデレク・ピジョットだった。
操舵面を駆動するための部品群。古典的な操縦桿と操舵面が操縦索で物理的に接続されたワイヤーリンケージ方式の他、1990年代以降は操縦桿からの電気信号によりサーボモータで舵面を動かすフライ・バイ・ワイヤ(FBW)方式が見られる。近年では機体組立毎の準備と再現性が良い後者が多く採用されるが、信頼性と耐久性の面では前者が有利である。
トロント大学の学生チームにより開発された。2010年、FAI立会いの下、自動車の牽引によって離陸の後世界初のはばたきによる継続飛行に成功した。
ダイダロスではパイロットの生理学面の研究に協力したイーサン・ネーデル(Ethan Nadel)を始めとするイェール大学のメンバーとプロジェクトのスポンサーでもあった健康食品企業、シャクリー社(Shaklee(英語版))により最大6時間に及ぶと考えられた飛行中のエネルギー補給のために専用ドリンク「イーサン-オール(Ethan-ol)」が開発された。 また、パイロットの出力は脚などの往復運動によって得られるため回転数や出力が脈動する。この脈動が人力飛行機には様々な悪影響を与える。一例としてプロペラの効率低下、機体の振動、チェーンドライブにおける伝達効率の低下が挙げられる。そのためパイロットは通常の自転車とは異なる極力脈動を抑えた漕ぎ方を習得することが望ましい。
人力飛行機は他の航空機と異なり極めて軽量、かつ巡航時の対気速度が極端に遅いため、風の影響を非常に受けやすく、意図した経路を飛行させることは簡単ではない。さらに機体全体を軽量に製作するため低剛性となる傾向にあり、多くの機体で昇降舵、方向舵、場合によっては補助翼やスポイラーなどの操舵面を有してはいるが、その操縦は長大かつ柔軟な人力飛行機特有の困難さがある。従って、安全かつ安定した飛行のためにはパイロットは体力トレーニングだけではなく操縦トレーニングを積むことが望ましいとされ、実際の操縦訓練方法としては試験飛行の他にグライダーやシミュレータによる訓練が報告されている。ダイダロス計画においては非常に身体能力の高いパイロットを採用したこともあり、主なトレーニングは操縦に関するトレーニングであり、グライダーから始まり、飛行機、シミュレータ、人力飛行機と操縦トレーニングを進めた。
世界記録は他のスカイスポーツと同様にFAIが統括しており、マサチューセッツ工科大学(MIT)が開発したダイダロス88により飛行距離約115km、滞空時間約4時間の記録が残されている。また飛行速度ではドイツ人のグンター・ローヘルトが開発したマスキュレアー2が時速約45kmという記録を残している。
日本記録は日本大学理工学部航空研究会開発のメーヴェ21(Möwe21)が記録した飛行距離約49km、滞空時間約1時間48分であり、速度記録は技術者が結成したTeam'F'開発のNextzが記録した時速約28kmである。
人力飛行機を統括する団体は存在しないが、人力飛行を専門に取り扱う団体としてクレーマー賞の管理とイカロスカップを主催しているイギリスの王立航空協会(Royal Aeronautical Society(英語版)/RAeS)内の人力飛行グループ(Human powered flight group)が存在する。競技としては日本で行われている鳥人間コンテスト選手権大会、イギリスで行われているFAI公式大会であるイカロスカップなどがある。なお、世界記録を統括しているFAIの規定と鳥人間コンテスト選手権大会の規則が異なるため、鳥人間コンテスト選手権大会における記録は公認記録とはならない。
上下安定を保ち、昇降舵の役目を持つ水平尾翼と、左右安定を保ち、方向舵の役目を持つ垂直尾翼の二つに分けられる。構造としては主翼と変わらない。実用機と異なり、剛性確保や構造簡略化のため尾翼はどちらも全可動式である場合が多い。安定を保つ上で最も重要で、尾翼容積比と呼ばれるパラメータが参考にされる。翼形状には水平尾翼、垂直尾翼共にNACA0009などの対称翼型が多く用いられているが、水平尾翼については安定性や発進性能の向上の為に非対称翼型が用いられる場合もある。また尾翼の位置は飛行機の安定・操縦特性と機体の見た目に大きな影響を与え、特殊な形態としては、尾翼が主翼よりも前方にある先尾翼機や、尾翼が存在しない無尾翼機がある。
パイロットからの出力を受け止め、プロペラまで伝達する部品群を指す。多くの場合自転車の部品が参考とされる部位である。人力飛行機の中では長時間大きな負荷を繰り返し受ける部位であり、強度以外にも振動、磨耗への耐性が求められるため、金属製の部品が多く用いられる。また、駆動系への負荷はパイロットからの入力のみではなく、着陸前などの理由でプロペラを止めるような急激にプロペラ回転数を低下させた場合にプロペラが風車のように風を受けて回転方向と逆の力を受け、駆動系に通常と逆の負荷が掛かる場合がある。ダイダロス計画において、プロペラからの逆入力が問題を引き起こした。当初プロペラからの逆入力による負荷は考えられていなかったため、試作機であるミシェロブ-ライトイーグルの極めて強度余裕が少なく設計、製作されていたギアボックスは、プロペラからの逆入力により度々破壊されていた。 また、地上滑走時に効率良く加速するためにパイロットからの出力で駆動する車輪、駆動輪を装備した機体も存在する。
駆動方式と伝達効率
駆動方式には大きく分けて、チェーン駆動方式やベルト駆動方式、シャフト駆動方式がある。チェーン駆動方式は比較的軽量で構造が簡素、調整も容易で部品の入手性が良い。シャフト駆動方式はチェーン駆動に比べると重く高い製作精度、加工精度が要求されるが、比較的高効率であると考えられている。パイロットの入力を受けるクランク軸とプロペラ回転軸が90°ねじれているため、何らかの方法で方向を回転軸を変更する必要がある。