オスプレイの設計は見事、そして鳥人間の罠

T-2のスポイラーは操舵時に薄翼の一部が上方に回転して翼下面から上面に気流が吹き抜けるタイプなので、たとえ迎え角がゼロでもマイナスでも通常のロール操縦が可能です。
記事全般は非常に興味深く読ませて頂きました。

＞(2018/05/15 12:31)様
(2018/05/14 14:14）です。

＞迎え角をゼロ乃至マイナスに取って、翼の揚力と（負の）機首軸線方向が釣り合うために結果として垂直降下できている

機体によって違うので厳密には言えませんが、主翼の揚力がほぼゼロである時、本来主翼よりかなり小さい胴体揚力も、垂直降下時は普通エンジン絞りますから推力の分力としての機体鉛直成分も無視出来ます。
「（負の）機首軸線方向」というのが何をイメージされているのか解りませんが、垂直降下中であれば機体軸線≒地平に対し垂直、これに対し垂直降下中の揚力は地平に対し水平方向に作用します。この揚力＝地平に対する水平成分が、迎え角（進行方向に対する主翼の取り付け角度）をゼロあるいはマイナスによってほぼゼロになる、と言う事です。

以前、坂井三郎氏の著書「大空のサムライ」で、「急降下で逃げる敵機に対し、零戦は何故か浮くようで機銃が当たらない」と書かれていたのが思い出されます。これは、ネガティブGつまり揚力ゼロで自由落下に近い状態で降下する敵機に対し、これを照準器に捕らえようとすると機体特性の違いから零戦は主翼に迎え角が残ってどうしても軌跡が機体上方に逸れる（零戦でネガティブG降下するなら、もう少し機首を突っ込まないとイケない）ので撃っても当たらない（弾が敵の上を通る）、進行方向を合わせると今度は機首がやや下を向く＝射軸がズレてやはり当たらない（弾が敵の下を通る）、と言う事だったのだと理解出来ます。

あと、オスプレイが美しくないとおっしゃる方が複数いらっしゃいます、美意識は個人差がありますから否定も意見もしませんが、私は同様にA-10やスーパーグッピーにもつきつめた機能美を感じます。

>垂直降下時には、揚力が発生してしまうと機体は地面に垂直な線≒想定する飛行経路に対し、機体の上方向つまり想定経路に対して>>鉛直方向に移動してしまいます。なので、本当に垂直降下したければ、主翼が揚力を発生しないように迎え角をゼロかマイナスにしないとダメです。

主翼は揚力を発生させているため、迎え角をゼロ乃至マイナスに取って、翼の揚力と（負の）機首軸線方向が釣り合うために結果として垂直降下できているということですよね。
つまり、その状態でも翼面に揚力は発生しているはず。であれば、スポイレロンの操作で片翼の揚力が変化すれば、垂直降下中でもロール軸方向に姿勢が変化するのでは？　と思うのですが。

☆「垂直効果時にも揚力は発生しているはず」というコメントがありますが、揚力が発生していれば、機体は揚力方向（パイロットの頭の方向）に引っ張られるので、機体進路がそちらにずれます。（水平飛行時は重力をバランスさせていますが、垂直時には機体腹方向の力は存在しませんから）　　☆つまり垂直に降下する（している）ということは、揚力を打ち消すように制御している、ということです。　　　　

> これがどうしても理解できません。垂直降下でも、迎え角はあるのではないのでしょうか？
限りなくゼロになるように機体や翼構造を制御しているということでは。
揚力を無くさないと「垂直」に降りられず、機体からみて上へと移動してしまい、垂直降下にならないと思います。

垂直降下から機体を起こすのに揚力が必要になるのに、別の理由で揚力をスポイルする構造をもった翼で、戦闘機動でもやらないような曲芸をやるのはリスクが高すぎたってことを、実際設計者は知っていたのかどうかは知りたいところですね。インタビューしても答えてくれないでしょうが。

オスプレイの事故率が高いっていまだに信じている人多いとは・・・
新型機の事故率が高めなのは総飛行時間が少ない分、どうしても高めになります。
そして新型機はどれも別名「未亡人制作機」です。
そのオスプレイの事故率はここ数年、順調に減少しています。

コメントへのコメントです。本文中に「つまりF-1はエルロンをスポイレロンに入れ替えたジャギュアだ」という記述がありましたので、ジャギュアもスポイラー式だと指摘したまでです。ジャギュアは低速時に水平尾翼の差動でスポイラーの効きを補っているそうですが、T-2では同様の検討はしたけれど最終的にはスポイラーのみの操縦としたと鳥養さんが書いています。　浜松の事故は編隊長のブレイクの指示が3秒ほど遅れたのが原因と聞いています。スポイラーの効きにも原因があるというのなら大きな指摘です。ぜひもっと詳しく取材して記事にして欲しいものです。

優れた設計の製品は、飛行機を始めとして見た目の美しさがあります。ただし、オスプレイだけは同見ても美しくありません。原理は優れているのかもしれませんが、墜落している現実からすると美しさがない理由が、そこに存在しているのではないでしょうか。

(2018/05/10 16:35)を投稿した者、追記です。
先ほどの投稿の後半で言いたかったのは、航空機は位置エネルギーと運動エネルギーを同時にコントロールというかやりとりして飛行していると言う事です。
グライダーをやると、そのあたりの物理現象が数式ではなく体で覚えられる、という意味で（もちろん頭でも理解してないとそもそも意味が無いですが）、本文の主張は非常に腑に落ちました。

(2018/05/10 16:35)を投稿した者ですが、学生時代に航空部で滑空機に乗り、現在は自動車会社で開発の末席を汚す者として、垂直降下中の揚力について一言。
　主翼の揚力は気流に対する迎え角でおおざっぱに決まります。飛行機関係者以外は殆ど気にしていないと思いますが、水平飛行時であっても飛行機は進行方向＝機体の水平ライン、ではありません。低速時には迎え角が大きくなり、高速時には小さくなるか、場合によってはマイナスです。

※というか、飛行機は基本、速度は迎え角でコントロールするモノです。迎え角減らすと抵抗が減って増速出来るけど同時に揚力も減るから、エンジンふかして速度を上げて揚力を戻す、迎え角増やすのはその逆で揚力増えちゃうからエンジン絞って速度下げて揚力減らす。逆に高度はパワーでコントロールし、速度を一定に保つ為に迎え角を変えるモノです。操縦桿引いて上向けば高度が上がる、なんて単純なものではないです。グライダーやるとイヤでも覚えます。

　垂直降下時には、揚力が発生してしまうと機体は地面に垂直な線≒想定する飛行経路に対し、機体の上方向つまり想定経路に対して鉛直方向に移動してしまいます。なので、本当に垂直降下したければ、主翼が揚力を発生しないように迎え角をゼロかマイナスにしないとダメです。
　スポイラーは揚力を減らし、かつ、抵抗を生むデバイスですから、この状態ではほぼ効かない、というのは理にかなってますし、本文中にある、ほんの少しアップを引いて主翼に揚力を戻してからロール操作するというのも頷けます。
＃グライダーで垂直降下してダイブブレーキ（≒スポイラー）開くなんてした事ないから体感としては知らないですが。
　この現象は失速とは違うから比較は無理筋ですが、エルロンもスタビレーターも失速すればどっちみち効かないですが、少なくとも垂直降下中なら間違いなく効いたでしょう（でなければルーデルは照準が付けられなかった）。ちなみに失速中に最後まで機器が残る舵は方向舵で、なので失速からのスピンではとにかくスピンの反対方向にラダー踏むのが基本です。

　以上、老婆心ながら補足になれば幸いです。

あの武骨なオスプレーが素晴らしい飛行機だとは驚き。まあ、戦争の最前線で使う機体だから、優れものだのだろうが。
それにしても、素人目には、あの美しくないフォルムは発展途上の飛行機に見えて、どこかに無理があるから、故障ばかりしているだろうと思ったのだが、違うんですね。

素晴らしい連載です。ぜひもっと膨らまして単行本化をお願いしたいです。

＞垂直降下の際、主翼は揚力は発生していまません。
揚力は空気に対する迎え角で増減します。

これがどうしても理解できません。垂直降下でも、迎え角はあるのではないのでしょうか？

ちょっと気になる投稿があったので…

ジャギュアのロール制御はスポイラーですが、同時にエレベーターを差動させることで欠点を補強しています。
つまりはロール特性を補強するために、エレベーターにエルロンの機能も持たせているんですよ。

T-2に同様の技術が使われているかは、短時間では調べきれませんでしたが、たぶん…



垂直降下の際、主翼は揚力は発生していまません。
揚力は空気に対する迎え角で増減します。
負の揚力の状態もあり得ます。（逆中や背面飛行など）
当然、揚力ゼロのポイントもあります。
垂直上昇、垂直降下、放物線飛行などなど。

っていうか揚力があったら垂直降下にはなりません(笑)
力学を「言葉だけで覚えてる人」が陥りやすい誤りのような気がしますね。

＞特定のクセがある飛行機なんて別に珍しい存在じゃない

それはそうかもしれないが、垂直降下なんていう極めて特殊な飛行は攻撃機や戦闘機でも一般的にするものではない。元々垂直降下に向かないような機体だったのを曲芸飛行をやるブルーインパルスに採用してしまった、ということだと私は理解した。
垂直降下をパイロットの技量とか機体のクセとかこんな数文字で済ますことの方が乱暴では？

>まあ、シャイアンの時代からローター揚力から翼の揚力に遷移する際が一番危ないわけですね。

シャイアン（AH-56)って機尾に推進式のプロペラがついているヘリコプタだぞ。
イマドキで言うとシコルスキーX2とか、パイアセッキX-49みたいな。
分類としてはV-22と同じ「複合ヘリコプタ」だけどさ。

>機体が空気という流体の中を移動している限り、機体姿勢がどうであれ、機体から見て上向きに揚力が発生するのではないかという気がしますが。

素人なので良く解かりませんが、地表近くは水平に吹く風の方が多いので、（水平に吹く）強風時には垂直降下時の揚力は相殺される事があるという事でしょうか？

技術面で良しでも仕様・経済面・商業的に否という事は多々あると思いますが
前者として参考までに楽しく読めました

オスプレイはティルトローターとしてはそこまで洗練されていない（何しろ最初の機体だし）
今後はV-280のようにギアボックスから先だけ回転させる方向のようではあるが...
まあ、シャイアンの時代からローター揚力から翼の揚力に遷移する際が一番危ないわけですね。
また、主翼がロータ吹き下ろし流の邪魔をするので降下速度の制限が大きいとか、吹き下ろし流自体は非常に激しいとかヘリとしてみると当然性能が劣る。従って大型固定翼機の使えない海兵隊と、パイロットの救出が必須な空軍しか使えない。陸自ヘリ部隊としては腐したいのでは（そもそも肝心のUHはもめてるし）

垂直降下時だって主翼のまわりには気流があるわけだから揚力は発生するような気が。もちろん上向きじゃなく水平方向だけど。
先生わかりません！

>機動性もジャギュアより悪いし何よりブルーインパルスの様な曲技飛行には全く向いていませんでした。

そのあたりは搭乗するパイロット次第だろう。
T-2はブルーインパルスで使用された他、空自のアグレッサー部隊である飛行教導団（現飛行教導群）でも使用されぐらいなので。

>三菱側の問題は、機体の性格をすべて把握している設計側としてそれを引き留められなかった、少なくとも垂直降下中のロールを演技からはずすよう強く進言できなかったところにある、と私は思います。

この人、三菱に私怨でもあるのかね？
ブルーインパルス･･･というか航空自衛隊が事前に訓練もなく、展示飛行なんてするわけねーじゃん。
訓練で問題がなかったからあのような飛行をした。
あと、特定のクセがある飛行機なんて別に珍しい存在じゃない。
例えば「じゃじゃ馬」とか言われたF-4とかな。
で、F-4は米海軍のブルーエンジェルズとか米空軍のサンダーバーズで使われていたよ。

>航空産業だけでなく、日本はまともな技術者が育っていないように思います。

「US-2　救難飛行低開発物語」という漫画があるので一読する事をお勧めするな。
「US-2」ってのは何年か前にヨットで太平洋横断中のフリーアナが遭難したとき救助にあたった海上自衛隊の救難飛行艇。（漫画の冒頭はその場面）
主人公はその飛行艇を開発した技術者達。
四戸氏大絶賛の「V-22（オスプレイ）」も登場するよ。

震える良記事。

とても腑に落ちる記事をありがとうございました。

ところで読んでいて疑問に思ったのですが、
「垂直上昇、および垂直降下の時、主翼に揚力が発生しない」
というのは本当ですか？

機体が空気という流体の中を移動している限り、機体姿勢がどうであれ、機体から見て上向きに揚力が発生するのではないかという気がしますが。

飛行機好きの素人ですが、読んでいてどこまで信じていいのか不安になりました。まず、ジャギュアもスポイラーで横操縦してますよね。MU-2の後継機、MU-300もスポイラー方式ですし、時系列で言えば浜松の事故の後、三菱で開発された機体とはF-2とMRJしかないのでは？　また浜松の事故をスポイラーのせいにするにはいくらなんでも乱暴なのでは？　垂直に飛んでいても迎え角があれば揚力は出るんじゃないでしょうか？　むしろ飛行教導体の空中分解事故の方が飛行機設計の怖さを表していると思うのですが。　もうすこし内容の裏付けを取ってほしいです。

日本でもトヨタグループなどで検討されている有人電動ドローンですが、日本の航空局がどんなカテゴリーで認めるのかに興味があります。欧米や韓国ではスポーツフライトカテゴリーという新しいカテゴリーでの航空機が認められており、コストや操縦資格の点で大幅な規制緩和がされています。日本の航空局はこのカテゴリーの新設を見送ったため、今までの延長線で開発するしかありません。JAXAが試作したモーターグライダーのスーパーディモナを改造した電動機は、現行の耐空性基準に合致するよう製作されたので性能的に見劣りします。航空局がイノベーションにふさわしい基準作りに方向転換することを期待したいと思います。

とても読み応えのある連載、ありがとうございます。
昨年、ロシアのロケット発射場があるバイコヌールへいった際、現地のロケット工業専門学校のようなところを見学させてもらいました。日本でいえば高専ようなところでしょうか。手作りロケットの試作をいちから手作りでやってました。その日はパラシュートを特殊な紙とタコ糸等で作る実習。そういう経験を経て、多くがモスクワ等の大学へ行き、そしてバイコヌールや他地域でロケットの製造・開発にかかわるそうです。
そういう人材の育成がロシアの安定したロケット運営ができているのかと、この連載と関連して想像してしまいました。

垂直移動中に翼面に揚力が発生しないって本当ですか？当方、揚力の仕組みを完全には理解していませんが、重力も関係しているとは初めて聴きました

＞仕事を離れても、自分が損をしようが得をしようが、自分で作りたいという喉の渇きにも似た意欲が、航空機の設計には不可欠なんです。

これ、航空機に限らないように思いました。 一見、精神論ですけれど、高収入とか安定とか名声とかじゃ、エンジニアリングでは成就しないと。

F-2の後継機として予定されているアメリカとの共同開発が予想されているF-3についても是非取り上げてください。日本の航空機プロジェクトとしては史上最大規模の開発費となるでしょうし経済産業面からも意義があると思われます。

オスプレイは、ヘリモードでは、左右の機体外側のロータが前進側になる。
そして、内側である後退側からのねじれた気流は主翼にあたり、機体が静止していても主翼はわずかではあるが気流を受け続ける。
固定翼モードでは、内側ロータからのねじれたプロペラ後流が主翼に下から当り、迎え角を持ったのと同じ効果を得る。
と、オスプレイの専門書を読んだ事はないけれど、機体を見ていればこの程度はすぐに気がつく。伊達に左右でロータを反転させているわけではないのだ。
ブレードの制御が恐ろしく複雑だという問題を除けば、実によく考えられた機体だ。
この機体を腐する輩は、きっと工学的な美、素晴らしい飛行機の美しさがが皆目分からない朴念仁なのだろう、と思う事にしておく。

あとスポイロンは、通常のエルロン操作で発生するアドバースヨーが発生せず、むしろ旋回内側に抵抗が出て合理的（ラダーの修正が極小あるいは不要）である事も追記する。
F-14の用にスタビレータと併用していればT-2もあるいは……

エンジニアの端くれです。素晴らしい記事で読み応えがありました。分野は異なっても、エンジニアの方はどなたも感動するのではないかと思います。

スポイロン，抗力を増すという事は，つまりヨーの力も使うって事ですね?私はパラグライダーをやっているので，何となく分かりますが，抗力を増すという事はつまり速度をロスるという事ですよね?何か効率が悪く感じてしまうなあ。

あと，鳥人間コンテストですが，中には新しい設計の機体も出て来ますよね。でも，ことごとく失敗している。そうなれば，結果として一つの設計ポリシーに集中しても仕方ないのではないかと。基本的には軽量化と高揚力化，高滑空比化＋高効率プロペラが目標ですから，今世界のどこを探しても他の解は見つからないのではありませんか?無い物ねだりをしても仕方ない気がします。

オスプレイは「飛行機」としての形状には問題ありませんが、変形する輸送機としては大きな問題を抱えています。強襲揚陸艦や空母に乗せるためにプロペラ（ローター）と主翼部分が大きく変形します。全て油圧を利用したものです。試作機のときからずっと油圧トラブルで悩まされています。これは同じく大きく変形し折りたたみできるMH-53やCH-53も同様で海自の知り合いからMH-53のトラブルの多さに頭を抱える話を聞きました。もう退役しMCH-101に変わりましたが。それと３年前まではオスプレイの内部の写真を撮っても何も言われなかったのに２年前から急に撮影禁止になりました。正直いって特段特別な中身でもないのに今更秘密になる物も無いのに。複雑過ぎる油圧の配管が原因かもと個人的に思っています。それと短すぎるエンジンの交換整備や戦闘機並みに高すぎるライフサイクルコストなど兵器として見ると欠点も多い。チルトロータ機自体の問題と言うより複雑過ぎるオスプレイの問題だと思います。MU-2は傑作機ですが一応後継のMU-300（ホーカー400)も話題に上げて下さい。T-2とジャギュアが似ているように見えて実機を見ると違いの大きさに愕然とします。簡単に言うとT-2/F-1が浅田真央としたらジャギュアはイチローですね。それと翼の形や制御の違い、エンジンの高出力化でジャギュアは短距離で離陸できますがT-2/F-1は駄目です。機動性もジャギュアより悪いし何よりブルーインパルスの様な曲技飛行には全く向いていませんでした。鳥人間コンテストの機体が揃って似ているのには訳があったのですね。

プロペラの例としてカーチスP40の写真を持ってくるあたり、そのあまりのセンスの良さに
感動するとともに職場で読みながら思わず爆笑してしまった。なぜ、よりによってP40なのか？
いいぞもっとやれ！　と叫ばずにはいられません。

T-2ブルーインパルスの事故の原因、今まで何を読んでも事故の映像を頭に描くとしっくり来なくてモヤモヤしていたのが腑に落ちました。（あまりにも機首上げが遅すぎる⇒機首が上げられなかった）

T-4なら平気ということか。＞下向空中開花

ダイダロス道 で不覚にも笑ってしまいましたよ。
良し悪しはともかく、日本らしさ みたいなものを上手く表現している言葉だと思います。

本庄俊郎さんは映画 風立ちぬ に出てくる 本庄 のモデルですね。
カリフォルニアで一式陸攻を見たことがありますが、日本の航空機の歴史をアメリカで知ることに複雑な気持ちになりました。

結局、各国の産業は国民性を表すと言うことかなと思いました。戦時の軍というスポンサーがなければ日本の航空機産業は育たなかったし、現状では育つ苗床がほぼ無い。

今後F-3がどのように開発されるのかは分かりませんが、せめてその苗床を維持する機会にはなってほしいと感じました。

私も空飛ぶ車実現までは先が長いと思っている方ですが、この先モーター、バッテリーも制御も格段に進歩する可能性もあり、実用化も不可能ではないと感じることも出てきました。おっしゃるようにマルチコプターはプロペラで、ヘリコプターは回転翼。というのはある意味正しいかもしれませんが、プロペラも翼の仲間と考えると、サイクリックピッチコントロールの有無は有るにせよ程度の差とも言えませんか。マルチコプターもヘリも飛行原理的には根本的には同じで、サイズとメカの制約条件とそれによる設計バランス点が違っているだけではないでしょうか。オスプレイのピッチコントロールはVTOL時のヨーコントロールに必要でしょうが、水平飛行時にはメリットもなさそうですから（そもそもローターを水平にして水平飛行しないでしょうし）、そこも持ち上げるポイントでもないように感じました。こだわりと熱意は伝わってくるのですが、国内の航空産業を上から目線で斬られるにふさわしいほどの御仁というより飛行機オタクのお仲間の感がします。

飛行機好きの素人の単純な疑問ですが、スポイレロンは片翼の揚力を文字通りスポイルして（損なって）ロールモーメントを生じさせます。左右合計の揚力が落ち抗力も増大するでしょう。回復にはエンジン出力で補う必要があるでしょうから、ロール制御と同時に翼効率が低下するスポイレロンは、燃費を良くしたい旅客機では使いにくいのではないでしょうか。現実的に気流が安定した空域ばかりではなく、小まめにエルロンが動いているのを搭乗中に見かけるようにも思います。スパン幅をフラップに使いたければ、フラッペロンと言う手もあり、フライバイワイヤならメカ的にも制御的にもデメリットなく応用できそうですが、得失的にはどうなのでしょうか。また翼端まで高揚力化するときには翼の強度構造も変わってきますから、現代の旅客機のフラップはそうした最適化を経ての着地点かと思います。

当時浜松に職場があった者です。あの事故はよく覚えています。パイロットが脱出生還できていないことから、墜落まで操舵していたかと思うと、展示飛行でなくともアクロバティックな飛行特性の機微が生死を分ける可能性がある戦闘機（の練習機）にスポイレロンを採用するポリシーはいかがかとは思います。（現代は格闘戦などないのかもしれませんが、ミサイル相手でも・・・）。

AH-1とされる写真はAH-64のものです。（ご指摘をありがとうございます。修正致しました：編集部）

このシリーズは、最近の読み物の中ではトップクラスでした（これは個人的感想です）。鳥人間コンテストの会場には何度も足を運びました。このコンテストが日本の航空技術と関係しているという知見には驚かされました。

航空産業だけでなく、日本はまともな技術者が育っていないように思います。
これは知識重視教育の結果ではないかという気がしてなりません。何に対しても「自分の頭で考える」ことをしない人が多く、「フワっ」としているんです。仕事はもうお金を稼ぐための方法だと割り切っているにしても、じゃあ他で何か考えていることがあるのかというとそうではない。つまり「ゾンビ化」しているんです。しかも、自分がゾンビになっていることに気づいていない。
高度成長期は「右を向けと言われれば右を向く」でよかったので、自ら考える必要がなかったわけですが、今までと同じことをやっても社会が良くならない現在ではただのゾンビとなってしまう。かなりまずい状況ではないかと感じます。もう手遅れ感ありますけど。

産業機械の制御設計エンジニアやっていますが飛行機も大好きです。ラジコンも長くやってます。
文中ちょっと気になったので一言
マルチコプターは奇数でも存在します。最近のマルチコプタ-自作ブーム？の世界的なきっかけともいえるマルチコプタ-はトリコプタ-（3枚）でした。「MultiWii」で検索すると出てくると思います。

ちなみに商品としてのマルチコプタ-は日本のキーエンスが発売した「ジャイロソーサー」が世界初だと思います。
これはクアッドコプタ-でした。
約30年前でしたが懐かしいです。あの頃は若かった～

垂直降下でも揚力（機体上側に向かう力）は発生するけれども、それを相殺する為に昇降舵で下げ舵にしていると言うことではないのでしょうか？
水平飛行と異なるのは重力の向きだけで、空力的には機体の上方向、下方向に向かう力の関係は同じではないのでしょうか？実際に垂直降下の操縦をした方の話を聞いてみたい。

航空機設計の難しさとそれゆえの素晴らしさ。
技術の結晶としての製品を利用する側に要求される知識と見識。
その何れが欠けても本質的技術開発が進められない。
技術立国日本と自画自賛していた日本が失速して行く構図を垣間見せていただきました。
ありがとうございます。

技術革新の為には多少の犠牲は付き物だよねぇ(*ﾉω・*)ﾃﾍって云い切れるメンタリティが今の日本人には必要だと思います