Why It’s So Hard to Build a Wing- （なぜ人力で翼を持つ飛行機を作るのは難しいのか？羽ばたく飛行機械

Jarno Smeetsと名乗る男が、自作の羽ばたき翼で飛行しているらしい動画をYouTubeにアップロードしたときのこと。 その結果、喜びと驚きの声が続出しました。 彼は鳥のように飛べるんだ！」。 しかし、その一方で、「鳥のように飛べるなんて！」という揶揄の声も上がりました。 ありえない、デマだ」と。 そして、この映像の真偽を疑うような報道や分析がなされたのである。 しかし、しばらくの間、その可能性は残りました。

その映像を特に興味深く見ていたのが、トロント大学航空研究所で博士号を取得したばかりのトッド・ライハート（Todd Reichert）である。 ライチャートは、鳥やコウモリのように羽ばたくことで自らを推進する、人力によるオーニソプターを製作した同大学のチームを率いています。 2010年、ライヒェルトはスノーバードに乗り込み、記録的な飛行を実現した。 彼は鳥の模倣者としては珍しく、実際に空を羽ばたくベテランのオーニソプターパイロットなのだ

ライヒェルトはスメッツのビデオを見て、最初の印象は、多かれ少なかれもっともらしいということでした。 主翼は少し短すぎるし、バックパックパワーユニットは少し小さすぎるが、それほどひどくはない。 そして離陸。パイロットの足が地面から離れ、機体が空中に急浮上する瞬間である。 その時、ライヒェルトはこのテープが偽物であることに気づいたという。 「

羽ばたき機のパイロットではない人にとって、なぜそうなのかはすぐにはわからないかもしれません。 結局のところ、鳥はスメッツが行ったよりもさらに急勾配を登ることができるのです。 コウモリや昆虫もそうです。 実際、有翼飛行は非常に簡単で、動物界では少なくとも4回、独自の進化を遂げている。 「翼はプロペラよりも優れた推進効率を与えることができます」とライヒェルトは言います。

しかし、鳥が飛ぶ方法は、機械的なオーニソプターが飛ぶ方法とは非常に異なります。 ライヒェルトはこのことをよく知っています。博士論文のテーマは、動物の飛行力学と人工物の飛行力学を比較することでしたから。 その結果、鳥は羽ばたきに関して、私たち人間より何年も先を行っていることがわかった。 「鳥は常に翼の形を変えながら飛んでいるのです。上りは翼を折り込み、下りは翼を広げています」。 (ワシミミズクの飛行を1秒間に1000フレームで撮影した動画が、その好例です)。 「また、ダウンストロークの方がアップストロークよりも速く翼を動かします。 このように、鳥は複雑な動きをすることで、より効率的に飛行することができるのです。 それに対して、オーニソプターの翼は、ただ上下に羽ばたくだけです」

だからこそ、ライカート自身のオーニソプターのパフォーマンスは、今週インターネットで話題になったスメッツのビデオよりもずっと印象的ではなかったのです。 (記録的な飛行のために、彼のチームはSnowbirdを数フィートの高度まで空中に牽引し、その後、高度を維持しながら徐々に速度を落としながら羽ばたき、1分弱空中を維持することに成功したのです。 もし彼のチームが鳥の翼の複雑さを模倣しようとしたならば、ライヒェルトの翼はより効率的だっただろうと、彼は言います。 「問題は、工学の世界ではそれが通用しないことです」と、彼は言います。 「問題なのは、エンジニアリングにおいて、それは間違っているということです。 「

もちろん、性能を上げるための明白な方法の1つは、エンジンを追加することです。 (スメーツはバッテリーパックと電気アクチュエータを含むとされていた）。 有人飛行の歴史は1942年に遡り、ドイツの技術者Adalbert Schmidが6馬力のエンジンを搭載したものを製作し、自力で離陸して15分間飛行することができたと報告されています。 ネイサン・クロニスターは、自身のウェブサイト「オーニソプターゾーン」で何年も前から有翼飛行のロマンを記録しているが、理論的にはシュミットが主張したことを誰かが実現できないはずはない、と言う。 「

しかし、実際に機能する機体は、「全く同じようには見えないだろう」と彼は言います。 翼は効率を上げるためにもっと長く、もっと硬くする必要があり、空から転げ落ちないようにするために、何らかの安定化手段を必要とするでしょう。 そして、それはストラップ式の翼ではなく、「その構成は非常に危険であることが示されている」、その代わりに、パイロットがストラップで装着できる機体になるだろうと彼は言っています。

Reichert は、Smeets の仕掛けのようなものが実現可能であることに同意しています。 「誰かがこれをやるかもしれない」と彼は言います。 「しかし、課題は非常に大きい。 これは、自宅の裏庭で数カ月も働けばできることではありません」

そしていつの日か、誰かが実際にその夢を実現させるかもしれないのです。

Jeff Wiseは、Popular Mechanicsの寄稿編集者であり、「Extreme Fear: The Science of Your Mind in Danger」の著者である。

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