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推進式では牽引式に比べ胴体が短くて済み、機体重量を減らすことが出来る<ref>{{citation |title=Aircraft Design: A Conceptual Approach, |first=Daniel P. |last=Raymer |publisher=AIAA |page=222}}</ref>。特に[[エンテ型]]では尾翼 |
推進式では牽引式に比べ胴体が短くて済み、尾翼は双ブームか細い1本ブームの先端に取り付けることで<ref>p184 これだけ航空力学</ref>機体重量を減らすことが出来る<ref>{{citation |title=Aircraft Design: A Conceptual Approach, |first=Daniel P. |last=Raymer |publisher=AIAA |page=222}}</ref>。特に[[エンテ型]]では尾翼ブームも不用となり胴体は操縦席とエンジンのみで済み、機首にレーダーなど搭載しなければ、[[ジャイロフルーク SC 01 スピード・カナード|ジャイロフルーク SC 01]]のように操縦席が機首先端付近まで到達する設計も可能である。 |
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機首にエンジンが無いため形状を空力的に最適化することができる<ref name=kerep184 />。 |
機首にエンジンが無いため形状を空力的に最適化することができる<ref name=kerep184 />。単発機でも操縦席前方にプロペラが無いため視界が良好となる<ref name=CT2015_umeda>[http://hflab.k.u-tokyo.ac.jp/papers/2015/CT2015_umeda.pdf 電動スカイカーにおけるラダー操舵による走行安定化制御法に関する基礎検討] - [[宇宙航空研究開発機構]]</ref>ため、[[エジレイ オプティカ]]や[[:en:Seabird Seeker|Seabird Seeker]]など観測機に採用されている。 |
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尾翼がある場合は、尾翼に直接当たるので効きがいい<ref name=kerep184 /> |
尾翼がある場合は、尾翼に直接当たるので効きがいい<ref name=kerep184 /> |
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航空機においては潜水艦や船舶においてプロペラ（スクリュー）を後部に配置することに比べ効果は少なとされる<ref>{{citation |title=ASK DJ Aerotech Question |work=DJ Aerotech Electrics Soaring and Accessories |date=14 February 2007 |last=Don Stackhouse |url=http://www.djaerotech.com/dj_askjd/dj_questions/pushtractor.html |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20111121030726/http://djaerotech.com/dj_askjd/dj_questions/pushtractor.html |archivedate=21 November 2011 |df= }}</ref>。 |
航空機においては潜水艦や船舶においてプロペラ（スクリュー）を後部に配置することに比べ効果は少なとされる<ref>{{citation |title=ASK DJ Aerotech Question |work=DJ Aerotech Electrics Soaring and Accessories |date=14 February 2007 |last=Don Stackhouse |url=http://www.djaerotech.com/dj_askjd/dj_questions/pushtractor.html |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20111121030726/http://djaerotech.com/dj_askjd/dj_questions/pushtractor.html |archivedate=21 November 2011 |df= }}</ref>。 |
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単発機でも操縦席前方にプロペラが無いため視界が良好となる<ref name=CT2015_umeda>[http://hflab.k.u-tokyo.ac.jp/papers/2015/CT2015_umeda.pdf 電動スカイカーにおけるラダー操舵による走行安定化制御法に関する基礎検討] - [[宇宙航空研究開発機構]]</ref>ため、[[エジレイ オプティカ]]や[[:en:Seabird Seeker|Seabird Seeker]]など観測機に採用されている。 |
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胴体が短いため[[:en:Weathervane effect|風見鳥効果]]は少なくなるが、離陸滑走中の横風には敏感ではないというメリットもある<ref>{{citation |url=http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1992/1992%20-%201611.html |title=Grob tests highlight exhaust problem |journal=Flight International |date=24–30 June 1992 |page=11 |deadurl=no |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110520124243/http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1992/1992%20-%201611.html |archivedate=20 May 2011 |df= }} Flight test : Low sensitivity to crosswind gusts and turbulence is another outstanding feature.</ref><ref>''Flight test Results for Several Light, Canard-Configured airplanes'', Philip W. Brown, NASA Langley Research Center, Pusher Airplane Evaluation (VariEze), Flying Qualities : Directional control during take-off roll is quite easy, even with a strong, gusty crosswind.</ref>。 |
胴体が短いため[[:en:Weathervane effect|風見鳥効果]]は少なくなるが、離陸滑走中の横風には敏感ではないというメリットもある<ref>{{citation |url=http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1992/1992%20-%201611.html |title=Grob tests highlight exhaust problem |journal=Flight International |date=24–30 June 1992 |page=11 |deadurl=no |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110520124243/http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1992/1992%20-%201611.html |archivedate=20 May 2011 |df= }} Flight test : Low sensitivity to crosswind gusts and turbulence is another outstanding feature.</ref><ref>''Flight test Results for Several Light, Canard-Configured airplanes'', Philip W. Brown, NASA Langley Research Center, Pusher Airplane Evaluation (VariEze), Flying Qualities : Directional control during take-off roll is quite easy, even with a strong, gusty crosswind.</ref>。 |
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File:Malle Gyroflug Speed Canard 01.JPG|エンジンルームと操縦席だけで構成された |
File:Malle Gyroflug Speed Canard 01.JPG|エンジンルームと操縦席だけで構成されたジャイロフルーク SC 01の胴体 |
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File:Seabird SB7L-360A Seeker 2 Bundaberg Vabre.jpg|細いブームの先端に尾翼を設置した[[:en:Seabird Seeker|Seabird Seeker]] |
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image:rutan.long-EZ.g-wily.arp.jpg|[[ルータン ロング・イージー]] |
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離陸時の機首上げ動作では地面とプロペラのクリアランスが少なくなるため、地面と接触しないような対策が必要となるが、[[降着装置]]を長くすると重量が増加する。ローリング軸からずらすと上下のバランスが崩れる。単純にプロペラ経を小さくすると推進力が落ちるなどそれぞれデメリットがある。[[震電]]では降着装置を長めに設計していたが、テストでの離陸滑走中、機首を上げ過ぎてプロペラ端を地面に接触させる事故を起こしたため、垂直尾翼の下部に車輪を付けている。 |
離陸時の機首上げ動作では地面とプロペラのクリアランスが少なくなるため、地面と接触しないような対策が必要となるが、[[降着装置]]を長くすると重量が増加する。ローリング軸からずらすと上下のバランスが崩れる。単純にプロペラ経を小さくすると推進力が落ちるなどそれぞれデメリットがある。[[震電]]では降着装置を長めに設計していたが、テストでの離陸滑走中、機首を上げ過ぎてプロペラ端を地面に接触させる事故を起こしたため、垂直尾翼の下部に車輪を付けている。 |
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エンテ型では主翼に垂直尾翼の効果を有する |
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ジャイロフルーク SC 01は機首脚だけが格納できるようになっており、駐機中はプロペラが地面と接触しないように機首脚を格納して機体後部を上に向ける機能を搭載している。 |
ジャイロフルーク SC 01は機首脚だけが格納できるようになっており、駐機中はプロペラが地面と接触しないように機首脚を格納して機体後部を上に向ける機能を搭載している。 |
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戦闘機のメリットであった機首に機銃を搭載できる利点は、1915年には[[:en:Synchronization gear|プロペラと機銃を同調させる機構]]を搭載した[[フォッカー アインデッカー]]が登場したことで失われた<ref>p30 戦闘機と空中戦の100年</ref>。その後も翼内機銃や[[モーターカノン]]などプロペラと干渉しない機構が登場している。 |
戦闘機のメリットであった機首に機銃を搭載できる利点は、1915年には[[:en:Synchronization gear|プロペラと機銃を同調させる機構]]を搭載した[[フォッカー アインデッカー]]が登場したことで失われた<ref>p30 戦闘機と空中戦の100年</ref>。その後も翼内機銃や[[モーターカノン]]などプロペラと干渉しない機構が登場している。 |
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従来型の機体形状では尾翼の取り付けのため双ブームか細いブームとなる<ref>p184 これだけ航空力学</ref> |
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ダクテッドは機体形状が制限される<ref>p184 これだけ航空力学</ref> |
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2018年9月12日 (水) 08:35時点における版
推進式（すいしんしき、またはプッシャー式、Pusher configuration）とは、航空機においてプロペラやダクテッドファンが機体後部に設置されている形式[1]。プロペラの回転によって生ずる空気の流れは機体を"押し出す"形になる。これに対して牽引式（トラクター式、Tractor configuration）では、プロペラが機体前部に設置されるため機体を"引っ張る"形になる。
概要
世界初の有人動力飛行を達成したライトフライヤー号やユージン・バートン・イーリーによって初めて艦上からの離陸に成功したカーチス モデルDなど、初期の航空機の多くは推進式であった。
第一次世界大戦初期において、イギリスではプロペラの回転域を通過させて前方に射撃する手段を持たなかったため、推進式の航空機（ヴィッカース F.B.5 ガンバス、王立航空機廠(RAF) F.E.2、エアコー DH.2など）が好まれたが、プロペラ同調装置が広く採用された結果、推進式のほとんどの利点は失われた（ドイツでは早期にプロペラ同調装置が開発されたためこの傾向はない）。
牽引式が支持されるようになった。戦後、推進式は絶滅するまでには至らなかったが、新規に開発される航空機では少数派となってしまった
単発・推進式の航空機では、エンジンは機体のナセル後部中心線上に配置される。このような機体では、いわゆる胴体と呼ばれる部分を持っておらず、尾部はプロペラのクリアランスを確保するために枠構造、またはテイルブーム（AGO C.IIや閃電の様に）となっている。
1930年代、スーパーマリン・ウォーラス（水上機）は推進式を採用した。また、ショート S.19 シンガポールのように大型の多気筒エンジンを搭載した場合には、牽引式と推進式を組み合わせたプッシュプル方式（push-pull configuration）が引き続き採用された。極端な例としては、コンベア B-36がある。この機体はこれまでアメリカで運用された爆撃機の中でも最大級の大きさで、P＆W R-4360星型エンジンを6基、推進式に配置した。しかしそれでもパワーが不足ぎみであったため、更にB-36DではGE J47 ターボジェット4基（2対）を追加し、合計10基のエンジンを推進式配置することになった。また、震電やサーブ 21ではジェットエンジンが利用できない段階であったにも関わらず、推進式で開発された。
飛行艇ではプロペラを水面から離すため、（スーパーマリン・ウォーラスのようにエンジンごと機体上部に配置する設計の機体が多数存在する（リパブリック RC-3 シービー、SIAI-マルケッティ FN.333、コロニアル スキマー、グッドイヤー ダック、ICON A5など）。
単発の飛行艇、モーターグライダー、エンテ型、先尾翼機は推進式が多い[2]。
利点
推進式では牽引式に比べ胴体が短くて済み、尾翼は双ブームか細い1本ブームの先端に取り付けることで[3]機体重量を減らすことが出来る[4]。特にエンテ型では尾翼ブームも不用となり胴体は操縦席とエンジンのみで済み、機首にレーダーなど搭載しなければ、ジャイロフルーク SC 01のように操縦席が機首先端付近まで到達する設計も可能である。
機首にエンジンが無いため形状を空力的に最適化することができる[2]。単発機でも操縦席前方にプロペラが無いため視界が良好となる[5]ため、エジレイ オプティカやSeabird Seekerなど観測機に採用されている。
尾翼がある場合は、尾翼に直接当たるので効きがいい[2]
航空機においては潜水艦や船舶においてプロペラ（スクリュー）を後部に配置することに比べ効果は少なとされる[6]。
胴体が短いため風見鳥効果は少なくなるが、離陸滑走中の横風には敏感ではないというメリットもある[7][8]。
単発の牽引式では常に主翼や垂直尾翼にプロウォッシュ（螺旋状の気流）が当たり効率が落ちる[5]ことに加え、垂直尾翼が気流で押されて機首が左に向く現象が発生し[9]低速時に出力を上げるとピッチとヨーの制御に強く影響する[10]ため、離陸時にはバランスを取るための当て舵操作が必要となり[9]、垂直尾翼をローリング軸から僅かに傾けて取り付ける、エンジンのプロペラ軸を僅かに右に傾けるなどの調整が行われるが、完全には消えない[11]。
推進式ではルータン ロング・イージーやXB-42 (航空機)のようにプロペラが機体後端にある設計の場合、胴体周りに流れるプロウォッシュの影響がない[9]。
機体にスリップストリーム（プロペラ後流）が当たらない場合は振動が少なくなるため、機内の騒音が軽減される[12]。旅客機では大きなメリットであるためCBA 123やピアッジョ P.180 アヴァンティではセールスポイントの一つとなっている[12]。
初期の戦闘機は機銃を機首に搭載するため推進か後部に機銃手を乗せていた[13]。推進式であれば機首に機銃を搭載できるため、敵機の後ろについて追撃することができた[14]。これにより本格的な空戦が可能な制空戦闘機が誕生した[15]
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エンジンルームと操縦席だけで構成されたジャイロフルーク SC 01の胴体 -
細いブームの先端に尾翼を設置したSeabird Seeker -
欠点
離陸時の機首上げ動作では地面とプロペラのクリアランスが少なくなるため、地面と接触しないような対策が必要となるが、降着装置を長くすると重量が増加する。ローリング軸からずらすと上下のバランスが崩れる。単純にプロペラ経を小さくすると推進力が落ちるなどそれぞれデメリットがある。震電では降着装置を長めに設計していたが、テストでの離陸滑走中、機首を上げ過ぎてプロペラ端を地面に接触させる事故を起こしたため、垂直尾翼の下部に車輪を付けている。
エンテ型では主翼に垂直尾翼の効果を有する
ジャイロフルーク SC 01は機首脚だけが格納できるようになっており、駐機中はプロペラが地面と接触しないように機首脚を格納して機体後部を上に向ける機能を搭載している。
単発機ではローリング軸より上にずらす設計がある。Technoflug Piccoloはプロペラをエンジンより上部に配置しドライブベルトで駆動している。
主翼にエンジンを設置する多発機では主翼をガル翼として地上との距離を稼ぐ設計があり、この形式を採用したPiaggio P.166は広告でアピールしていた[16]。
動力装置が空冷式の場合、後方にあると冷却性能が落ちる[5]。
翼面積が同じならば抵抗は牽引式よりも少ないが、プロペラ後流を主翼に当てられないためエンジン出力を上げて揚力を増加する操作ができない[17]。MU-2では開発当初推進式プロペラが検討されたが、MU-2の機体サイズでは価格や重量面でメリットが少ないと判断され、牽引式が採用された[17]。
戦闘機のメリットであった機首に機銃を搭載できる利点は、1915年にはプロペラと機銃を同調させる機構を搭載したフォッカー アインデッカーが登場したことで失われた[18]。その後も翼内機銃やモーターカノンなどプロペラと干渉しない機構が登場している。
ダクテッドは機体形状が制限される[19]
胴体上部にプロペラを設置する場合はプロペラ径を大きくできない[20]ため、マスト状の構造物で高さを稼ぐ設計もあるが、その分重量と空気抵抗が増加する。
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長い降着装置を採用した震電 -
プロペラのみを上部にオフセットしたTechnoflug Piccolo -
エンジンポッドをガル翼の高い部分に設置したPiaggio P.166 -
機体後部を上に向けたジャイロフルーク SC 01
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採用機種
小型機から大型機まで存在するが、セスナやシーラスなどの主要なメーカーでは採用されていない。
単発機でのプロペラ配置は、機体後端（ルータン ロング・イージー）と機体上部（リパブリック RC-3 シービー、SIAI-マルケッティ FN.333、コロニアル スキマー、グッドイヤー ダック、ICON A5）がある。機体上部に設置する場合、FN.333のように垂直尾翼をプロペラの後部からずらした設計もある。
多発機の場合は、ピアッジョ P.180 アヴァンティのようにT字尾翼とすることでスリップストリームが機体に当たらない設計になる。
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水陸両用飛行艇のリパブリック RC-3 シービー -
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脚注・出典
- ^ Such as Propeller-Driven Sleighs “Archived copy”. 2011年7月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年9月10日閲覧。 or Aerosani
- ^ a b c p184 これだけ航空力学
- ^ p184 これだけ航空力学
- ^ Raymer, Daniel P., Aircraft Design: A Conceptual Approach,, AIAA, p. 222
- ^ a b c d 電動スカイカーにおけるラダー操舵による走行安定化制御法に関する基礎検討 - 宇宙航空研究開発機構
- ^ Don Stackhouse (14 February 2007), “ASK DJ Aerotech Question”, DJ Aerotech Electrics Soaring and Accessories, オリジナルの21 November 2011時点におけるアーカイブ。
- ^ “Grob tests highlight exhaust problem”, Flight International: 11, (24–30 June 1992), オリジナルの20 May 2011時点におけるアーカイブ。 Flight test : Low sensitivity to crosswind gusts and turbulence is another outstanding feature.
- ^ Flight test Results for Several Light, Canard-Configured airplanes, Philip W. Brown, NASA Langley Research Center, Pusher Airplane Evaluation (VariEze), Flying Qualities : Directional control during take-off roll is quite easy, even with a strong, gusty crosswind.
- ^ a b c The Design of the Aeroplane, Propeller Effects, p304-307
- ^ Basic Aerodynamics Term 基本的な航空力学の用語
- ^ [1]
- ^ a b Niles, Russ (2011年12月13日). “Naples Targets Piaggio Noise”. AVweb 2011年12月13日閲覧。
- ^ p26 戦闘機と空中戦の100年
- ^ p22 戦闘機と空中戦の100年
- ^ p26 戦闘機と空中戦の100年
- ^ [2]
- ^ a b 三菱双発ター坊多用途機 MU-2
- ^ p30 戦闘機と空中戦の100年
- ^ p184 これだけ航空力学
- ^ p184 これだけ航空力学
参考文献
- 戦闘機と空中戦(ドッグファイト)の100年史―WW1から近未来まで ファイター・クロニクル 関 賢太郎 著 潮書房光人社 2016年 ISBN 978-4769816287
- これだけ! 航空工学 飯野 明 著 秀和システム 2016年 ISBN 978-4798046174
関連項目
- 牽引式 (航空機)
- プッシュプル方式 (航空機) - 機体の後部にプロペラを配置する方式。
- ダクテッドファン
- 2重反転プロペラ
