また、水上機、飛行艇について質問。

Question

マニアックな質問ですが‥

水上機には飛行艇と水上機のタイプがありますが、なぜ、飛行艇(たとえば、紅の豚のマルコが乗ってる小型の飛行艇)は、水上機にくらべて速度が遅いのですか？
飛行艇はフロートではなく胴体で水を受けるので胴体を厚く頑丈にして重くなるからですか？
それとも、小型の飛行艇の場合エンジンとプロペラがどうしても上に持ち上げる形になりプロペラの位置の問題でしょうか？

あともう一個、最近のULPの水上機のフロートや飛行艇の胴体は何でできているんですか？

素人の質問ですがよろしくお願いします。

funflier · Accepted Answer

No.1です。補足についてですが、飛行機のエンジンの推力軸（スラストライン）は機軸と必ず
しも一致していません。様々な理由で上下や左右に偏向を持って取り付けられています。
これを向きによってダウン（アップ）スラスト、サイドスラスト等と呼びます。

今回、マッキＭ33を例として、エンジンが機体の上に突き出した形を考えた場合、機体の
抗力の大半を生ずる主翼よりも上にあってそれを引っ張るため、常に前のめりになろうと
します。これを補正するためにこうした形ではエンジンをアップスラスト、つまり前方斜め
上方に引っ張り上げるような推力軸に取り付けます。

水陸両用機として有名なレイクバッカニアの写真を見ると、明らかにエンジンやプロペラが
ナセルごと斜め上に推力を出すようについているのが解ります。
http://scale-squadron-japan.que.jp/archive/lake/index.html
これがこの形の欠点とまでは言いませんが、ｗｉｋｉの「水上機」で言っている「推力中心と
機軸とのずれなどの問題」の一つではあります。これは想像ですが、これによって他の
飛行機に無い独特の飛行特性、「癖」のようなものも生じていると思います。

水上機のタイプ別の速度について、こだわるには実例が少なすぎる気がします。歴史に
後から「もし」を仮定しても仕方がないですが、多分シュナイダーカップ当時はパイロットの
技量、各開発チームの技術力と財力にも結構違いがあって、その上で出た結果だと
思いますので、もし偶発的な要因が一つでも違えば、今の評価も異なったかもしれません。

他に付けられた補足についても言わせて頂ければ、軽量動力機の部類の数機種から
の比較で機体形式の優劣、特にスピードを云々するのは適切で無い気がします。シュナイ
ダーカップの機体はスピード追求の結果ですが、これは手軽に飛ぶための機体ですので。
少々疑問なのは、リンク先のデータとその解釈についてです。 「Aventura II　」の方が
「100 H.P. Rotax 912」エンジンでハイパーライトSNS-9の倍のパワーがあることになっていま
せんか。それと海外サイトであるAventuraのスピード記載は　ｍ.ｐ.ｈ.　と　ｋｔ　の併記ですが、
航空機で「mile」と言った場合は無条件で「nautical mile　（＝knot）」であり、これを何故か
「陸マイル」換算で並べているのでややこしくなっています。実際は　Aventura II　の巡航は　
７４knot で、ハイパーライトSNS-9　は　６５knot ～８０knot max ということになるので、
実は大差ないという話ではないかと思います。
蛇足ですが、日本ではこの陸マイルと海マイルは映画等では大抵は間違って訳されていて、
航空機の話ならば必ず１.８５ｋｍの海マイルで計算すべきところを１.６ｋｍ換算するので常に
少なめに速度を言ってしまっています。興味のある方は英語の台詞で言う数値と邦訳字幕
を比べてみるとこの誤訳が随分多い事に気付くと思います。

phj · Answer

紅の豚に出てくる飛行艇と水上機を比べるのは正確な比較ではないでしょう。この時代では飛行艇も水上機も陸上機も設計がまだまだ試行錯誤の段階で、機体も木製複葉機があったり、木製モノコックだったりようやく金属製素材が出来たりという時代ですから、機体重量もバランスもそしてエンジン出力もかなりばらばらな時代だったからです。

速度を上げるには第一に大きなエンジン、そして翼の設計、さらには重量軽減とバランスが重要だったわけで、これらのバランスが重要だったからです。

ただ、飛行艇はたしかに不利です。胴体で着水するために機体そのものを波の抵抗に負けないように作る必要がありますし、エンジンも翼につける必要がありますので、どちらも機体重量の増加になってしまいます。特に主翼のところにエンジン（プロペラ）がついているのは翼にかかる気流を乱す原因になりますので、前部にエンジンがついている機体に対して翼設計が難しかったと思います。

ですので、飛行艇は確かに不利な要素が多かったわけです。

そしてこの不利な要素が災いして、飛行艇は段々と姿を消していきます。大きな理由はスピードアップできない、ということです。
航空機は1903年にライト兄弟が動力飛行してから高々100年足らずでジェット機による音速突破まで行きました。スピードの追求が飛行機の大きなテーマだったからです。

飛行艇は着水する必要からなるべく低速で飛行する必要があり、その分主翼の面積が大きくなったりエンジン出力が大きくなったりと、陸上機に比べて速度を早くするのが困難になります。現在飛行艇は日本の新明和工業とカナダのボンバルディア、ロシアのペリエフの三種類しか製造されていません。
各国で空港が整備された結果、技術的にむずかしいわりに必要度がさがったからです。日本は周りを海に囲まれた海洋国家なので、意地でも作り続けてくれると信じていますが・・・

さて、最近の小型水上機のフロートはＦＲＰかグラスファイバー製がほとんどだと思います。これらは小型船舶の素材として一般的であり、確かこのような船を作る会社がフロートを作って航空会社（たとえばセスナ社とか）に納入しているはずだからです。

簡単にいえばフロートは船なんですね。

飛行艇は胴体部分が着水しますので、普通の飛行機とおなじ素材（ジュラルミンなどのアルミニウム合金）なのですが、新明和のＵＳ－２はフロート・波消板・主翼・前脚格納扉の部分には新素材を使っているそうです。

santana-3 · Answer

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E4%B8%8A%E6%A9%9F

このページの飛行艇の解説からでは、飛行艇タイプは小型機には向かないようです。

funflier · Answer

本当にマニアックなご質問です。推測だけで書きます。

＞なぜ、飛行艇(たとえば、紅の豚のマルコが乗ってる小型の飛行艇)は、水上機にくらべて
＞速度が遅いのですか？
これは飛行艇と水上機というカテゴリー比較で何か根拠があることですか？　もし、紅の豚機
のモデルであるマッキＭ33と、カーチス R3C-2のシュナイダー・トロフィー・レース当時の結果
からの話であれば、機体別の性能差（スペック比較で１００馬力以上違う）が大きいと思いま
すが。マッキ M.33のエンジン自体古く、不調であったとの記述も見られます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%83%E3%82%AD_M.33
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%BC%E3%83%81%E3%82%B9_R3C-2
その後マッキは水上機スタイルに変更したともありますが、この理由については不明です。

構造的には、船と一体化したような飛行艇の方が巨大なフロートを別個に持つより空気抵抗
は少ない気はします。確かにエンジン位置を機軸から上に配置すると、空力的な中心や重心
から離れたところを引っ張るので、エンジンスラストラインをアップ側にオフセットしておく必要
は出ます。この角度分、推力としては無駄になることはあります。ですが、水上機の方が
スピードで有利な結果だった理由は多分複合しており、一概には何がと言い切れないのでは
ないかと想像します。「一点もの」でスピードを競った時代の産物なので、淘汰された経緯が
仔細に解らないとなんとも言えないです。

＞最近のULPの水上機のフロートや飛行艇の胴体は何でできているんですか？
これも憶測ですが、近年のものはＦＲＰが使われていると思います。外皮はＦＲＰで木材等
の胴枠を持ったり、スチロールコアにＦＲＰ張りなどだと思います。ウルトラライトのキャノピー
も普通ＦＲＰだと思います。

また、水上機、飛行艇について質問。

No.1です。

紅の豚に出てくる飛行艇と水上機を比べるのは正確な比較ではないでしょう。

この回答への補足

本当にマニアックなご質問です。

この回答への補足

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