イカロスの夢3

飛行機の世紀

人間の欲望に限りはない。空を飛べるようになると今度は少しでも
高く、速く飛べることをめざした飛行機の研究が進み始めた。高く
飛ぶにはより大きな揚力を生み出す機構が必要となる。

前にも述べた通り揚力は速度の２乗に比例する。より高くより速く
飛ぶためには大出力のエンジンが必要となることは誰しもが思いつ
いた。ライト兄弟の｢フライヤー｣には、1901年から彼らに雇われて
いた機械工チャーリー・テーラーの手によるガソリンエンジンが搭
載されていた。

このエンジンは別名レシプロエンジンとも呼ばれ、シリンダー内で
ガスと空気の混合物を圧縮し爆発させるというもので、現在の自動
車にも用いられている。人力や蒸気機関では飛ぶのに必要な推進力
を確保できないと考えたライト兄弟は、すでに成功を収めていた自
動車エンジンに白羽の矢を立てたのである。

しかし、シリンダーの上下運動をプロペラの回転運動に換える機構
は、エンストが致命的な事故を生む飛行機にとっては複雑すぎて非
効率的であり、有効なものとはいえなかった。

ただ飛行機は気温の低い上空を飛ぶため空冷式の冷却装置を使うこ
とでさらなる軽量化を行うことはできた。が、高度を上げると今度
は供給酸素が希薄になり十分な燃焼を行うことができないという難
点も生まれる。

この問題は、過給機を用いることで空気を圧縮する装置に大量の酸
素を送ることによって解決できるが、一方、この過給機の作動にエ
ンジンの出力を割かねばならなかった。

以上のようなさまざまな問題は、すべてこれまでのエンジンが飛行
機のために作られたものではないという点にある。設計思想が違う
のだ。これを解決する画期的なアイデアが生まれた。1930年イギリ
スのフランク・ホィットルが発明したジェットエンジンである。

この時彼は、すでに実用化されていたガスタービンに目を付けたの
だ。ガスタービンとは、高温ガスと燃焼ガスが混合されることで爆
発して生まれる高温・高圧の気流をタービンに当てて回転させる装
置である。この装置ならば最初から回転運動を生み出すことができ
るため、エンジン周りの機構を大いに簡易化することができる。

さらに、廃棄されるガスを後方に噴出する反作用を推力に用いるこ
とで、プロペラによる推力よりさらに効率的な前進機構としてまっ
たく新しいパワーを生み出すこととなった。

また、タービンを圧縮機に直結させることで過給機を使わなくても
上空において燃焼に十分な酸素を容易に確保することができる。唯
一の問題点は、このアイデアで特許を取ったホィットルが当時まだ
23歳で、実用化に必要な技術と資金を欠いていたことであった。彼
はこののち自ら会社を創設し、11年後の1941年に、イギリスで初の
ジェット機飛行を成功させている。

[4]へ続く