原題は『Model aeroplanes』、著者は F. J. Camm です。刊年が書いてありませんが、1909年よりは後であると思われます。主翼の羽布材に日本製の絹が指定されている、そんな時代に英国で発刊されたものです。
興味深いのは、「圧縮空気」でピストンもしくはロータリー・エンジンを駆動させてプロペラを廻すというコンセプトです。この空気エンジンは市販されていたようです。各部を今日の複合素材に換えたなら、もっと面白いパフォーマンスを見せてくれる玩具となりはしないでしょうか？
例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに御礼を申し上げます。
図版は省略しました。
索引が無い場合、それは私が省いたか、最初から無いかのどちらかです。
以下、本篇です。（ノー・チェックです）
*** プロジェクト グーテンベルク 電子書籍 モデル飛行機の開始 ***
模型
飛行機
単葉機、複葉機などの模型の製作
、および
模型飛行船の製作に関する章
による
FJ カム
190点のイラスト付き
ニューヨーク・
ファンク＆ワグナルズ・カンパニー
編集者序文
本書は、著名な模型飛行機設計・製作者によって執筆された、模型飛行機の原理、構造の詳細、製作方法に関する実用的なハンドブックです。機械のあらゆる部分を網羅し、単葉機、複葉機、折り畳み式機、牽引式単葉機、油圧式単葉機、圧縮空気駆動機など、様々な種類の模型について解説しています。最終章では、模型飛行船の製作方法を解説しており、他のすべての模型と同様に、実践的な経験に基づいています。このテーマについてさらに詳しい情報が必要な読者は、「Work」（La Belle Sauvage、ロンドン、EC）までお問い合わせください。同誌のコラムを通して（郵送は受け付けておりません）喜んでご対応いたします。
BEJ
コンテンツ
章 ページ
- 飛行機が飛ぶ理由 1
- 模型飛行機の種類 12
- 実習：模型飛行機の胴体 19
- 実技製作：エアスクリューの彫刻 35
- 実習：エアスクリューの曲げ 42
- 実践的な組み立て：飛行機 47
- シンプルな双軸単葉機 54
- シンプルな双軸複葉機 61
- 弾性モーター用ワインダー 69
- 折りたたみ式単葉機 73
- トラクター単葉機 80
- ハイドロモノプレーン 87
- 模型飛行機用圧縮空気エンジン 94
- 圧縮空気エンジンで駆動する複葉機 104
- モデル設計に関する一般的な注意事項 120
- 一般的な注意事項 124
- 簡単に作れる尾なし凧 136
- 模型飛行船の製作 141
索引 154
[1ページ目]
模型飛行機
第1章
飛行機はなぜ飛ぶのか
飛行機はなぜ飛ぶのか？この問いは深く考える価値がある。飛行機にとって共通の敵が一つある。それは重力だ。もしそれが [2ページ目]ニュートンが言ったように、「目に見えず、聞こえないが、それでも宇宙を支配する」この力が存在しなければ、飛行機の問題は何年も前に解決されていたでしょう。
図1.—ブリストルの単葉機と複葉機
読者の多くはおもちゃの凧を扱ったことがあるでしょう。凧の飛行原理は飛行機の原理と全く同じであるため、凧を通して説明すれば飛行機の原理をより理解しやすくなるでしょう。図1に、凧に近似した模型となる実物大の飛行機を示します。
図1A.—凧に作用する力
凧が風にのって飛ばされると、凧はすぐに一定の高度に達し、風が弱まらない限りその高度に留まります。風は、凧を地面に引き寄せようとする重力に打ち勝ちます。そのため、凧が空中に浮かんでいる間、凧に作用する力は釣り合っている、つまりつり合っていると言えます。図1Aに図示されている力には、実質的に一定であらゆる状況で変化しない重力、十分な強さになると凧を持ち上げようとする空気圧、そして凧の翼端に作用する力が含まれます。 [3ページ]凧は重力に抗って揚力を受け、糸は引っ張られます。空気圧は実際には揚力と漂流力という 2 つの力の組み合わせです。漂流力または抵抗は凧を風の方向へ動かし、揚力は重力に逆らって凧を上げます。したがって、漂流は望ましくない要素であるため、凧の抵抗は、後で明らかになるように動力を吸収するため、できるだけ低くする必要があります。風速が低下すれば凧も下降し、地平線に対する角度が大きくなり、平衡が回復するまでさらに多くの空気を捕らえて押し下げることになります。凧の糸が切れると、力のバランスが崩れ、漂流力と重力が支配権を握り、凧は地面に落ちてしまいます。
凧が舞い上がるのに時速 15 マイルの風が必要であるならば、凧糸の持ち主が穏やかな空気の中で時速 15 マイルの速度で走り始めた場合、凧は同様にまったく同じ高さまで舞い上がるでしょう。
さて、飛行機とは、凧に過ぎず、凧揚げに必要な運動を与える機械装置（エンジンとプロペラ）を備えており、風を必要としません。この主張は容易に理解できます。前述の例で、凧揚げをする人が時速15マイルの風を受けて静止しているか、静止した空気中で時速15マイルで移動しているかは重要ではないことが分かりました。どちらの場合も結果は同じです。凧は飛ぶのです。
凧糸が切れたら凧は地面に落ちると言われている。しかし、もし凧が飛ぶ瞬間にそれが可能だとしたら、 [4ページ]凧が破裂して漂流するのと同等の推進力を発揮できる無重力エンジンと空気スクリューを凧に取り付けると、凧は空中に浮いたままになります。
また、もし風が突然止まったとしても、エンジンとエアスクリューが風と同じ速度で凧を前進させることができれば、凧は飛び、あらゆる重要な点で飛行機となるでしょう。
凧が自立するためには、最低でも時速15マイルの速度が必要であると仮定します。風速が時速15マイルであれば、凧揚げ者は静止したままでいられます。時速10マイルであれば、凧揚げ者は風に逆らって時速5マイルで走らなければなりません。時速5マイルであれば、凧揚げを維持するためには、風に逆らって時速10マイル、風に乗って時速20マイルで走らなければなりません。
したがって、飛行機には実際には2つの速度、つまり対地速度と対気速度があります。前者は一定の距離を飛行する速度であり、後者は対地速度と風速の合計です。
時速15マイルの風に逆らって、地球に対して時速10マイルで飛行する飛行機の実際の対気速度は時速25マイルであることは容易に理解できます。しかし、飛行機が風に乗って飛行する場合、対気速度は地球に対する相対速度から風速を差し引いた値になります。
船と [5ページ]飛行機。船が浮かぶためには、船の重量は押しのけた水の重量と等しくなければなりません。同様に、飛行機は空中を飛行する際に、少なくとも自重と同量の空気を偏向させる必要があります。そうすることで、飛行機は地面からちょうど浮き上がり、偏向させる空気の量が多いほど、より高く上昇します。
さて、1ポンドの重りをテーブルに置くと、テーブルは1ポンドの力で重りを押します。手を壁に押し付けると、壁も同じ圧力で押し返します。人が拳銃を発砲すると、爆発の力によって拳銃と人は弾丸の進路とは反対方向に押しやられます。これらは、作用と反作用が等しく反対方向であるという法則を例示したに過ぎません。実際には、この法則のおかげで飛行機は重力に抵抗できるのです。
図2.—空気の偏向
図2は凧、あるいは飛行機の端面図です。矢印は風の進行方向を示しています。凧に接触した空気は下向きに動き、 [6ページ]結果として生じる反作用によって凧は揚力を得る。したがって、飛行機が空気中を移動すると凧に圧力が生じ、その結果が揚力と呼ばれる。
ここまでで、飛行機がなぜ揚力を発揮するのかという理由について説明しました。機体が地面を離れた後には、更なる検討が必要です。専門用語で言えば、これらは一言でまとめられます。つまり、圧力中心と重心が一致し、機体が横方向と縦方向の両方向で安定している必要があるということです。
図3.—重心の位置
硬い薬莢紙から切り取った普通の紙製のグライダーは、この声明を実証するのに非常に役立ちます。このグライダーは、一目見ただけで、チョクトー語や他の遠い言語と同じくらい多くのことを読者に伝えるでしょう。
図3に示す寸法に紙を切り 、本の間などに挟んで平らになるようにします。それから、水平に空中に投げます。 [7ページ]滑空運動。一連の変化を、目には捉えられないほど速く繰り返しますが、実際には次のようになります。グライダーが発射されると、前端が持ち上がり、シートが後方に滑空します。次に後端が持ち上がり、グライダーが前方に急降下します。再び前端が持ち上がり、グライダーが後方に滑り込み、後端が持ち上がり、グライダーが前方に滑空し、これを繰り返してグライダーが地面に着地します。次に、前端に小さな真鍮製の紙製留め具をいくつか取り付けます（適切な留め具の数は実験によってのみ見つけることができますが、指定されたグライダーのサイズには通常2つで十分です）。そして、グライダーを再び発射します。地面に対してわずかな角度で安定して滑空していることに気づくでしょう。
この現象の説明は簡単です。飛行機が最初に打ち上げられたとき、飛行機の重心は幾何学的中心を通る線に沿って前縁と平行に位置し、グライダーはこの軸を中心に揺れ動いていました。表面の圧力中心は、おおよそ図に示す位置にあります。しかし、適切な数のペーパーファスナーを固定すると、重心は圧力中心と一致する位置まで前方に移動し、その結果、グライダーは安定して地面に着地します。しかし、バランスが取れたとしても、横方向または横方向に揺れる傾向が依然として見られます。翼を図4に示す上反角まで反らせると、揺れは解消され、機体は横方向に安定していると言えます。どちらの上反角も使用できますが、 Bの方がはるかに好ましいです。[8ページ]
縦方向の安定性はどうでしょうか？これも同様に重要ですが、それほど簡単には得られません。
図4.—二面角の様々な形
図5は、桁に固定された2つの面の側面図であり、縦方向の安定性がどのように得られるかを示しています。昇降舵面または尾翼面は、機体が「カナード」型かトラクター型か（カナードとは、プロペラ付き機体、つまり「プッシャー型」機体のこと）に応じて、水平に対して正の角度で配置されます。もちろん、正しい角度は実験によってのみ見つけることができます。
さて、以上のことから、いくつかの法則が導き出されます。第一に、縦方向の安定性を保つためには、圧力中心を重心にできるだけ近づける必要があります。第二に、横方向の安定性を保つためには、機体の主表面を傾斜させる必要があります。しかし、実物大の飛行機の場合、この法則にはいくつかの例外があります。機体の速度が速ければ速いほど安定性が高まるため、上反角は実際には不要です。
ここで、飛行機の挙動について説明しておくのが適切でしょう。厳密に言えば、「飛行機」や「航空機」という用語は誤用です。なぜなら、実物大の機械には、飛行機に近い表面を持つものさえ存在しないからです。[9ページ]
図5.—角度の配置
図6.—円板面の空気の流れ
図7.—空気の流れのある円形キャンバー面
図8.—空気流円形流線型支柱
図9.—エアフローラウンドスクエアストラット
[10ページ]実物大の飛行機に完全に平らな面が使われない理由は、図 6に傾斜面上の空気の流れを示したことから分かります。ここでの「面」という用語は技術的な意味で使われています。
「デッドエア」または部分的な真空領域が発生し、これが飛行機の揚力に重大な影響を与えることがわかります。図 7 は、 反りのある翼型（または一般的な口語では「飛行機」）上の空気の流れを示しています。この例では、擾乱が少なくなり、空気は表面の輪郭にほぼ沿って流れます。テディントンの国立物理学研究所の風洞でのテストにより、効率的に設計された翼断面では、真の平面よりも 3 分の 2 大きい揚力が得られることが証明されています。 同様の理由で、図 8に示すように、すべての支柱または飛行機は「流線型」になっています。空気の流れは、正方形の支柱よりも乱れが少ないことがわかります （図 9）。
図10.—飛行機の端を通る空気の流れ
図10は、それぞれ四角い端面とテーパー状の端面を持つ平面の周りの空気の流れを示しています。空気が漏れやすいことがわかります。 [11ページ]正方形の平面の端を越えて飛行するが、先細りの翼によって回避される。
このような詳細は重要ではないと思われるかもしれない。しかし、正しく流線型の飛行機は、そのように設計されていない機械を飛ばすのに必要な電力の半分で飛行することを思い出すと、電力の大幅な節約が明らかになるだろう。
模型飛行機を浮かせるために必要な実際の推力は、その総重量の約4分の1に相当します。したがって、重量が6オンスの模型には1.5オンスの推力が必要です。
[12ページ]
第2章
模型飛行機の種類
本書で解説する模型の一部を網羅的に解説するため、過去8年間で注目を集めた、より成功を収めた設計の図面をいくつか掲載する。図11 は、公開競技会で数々の賞を獲得したリドレー・モノプレーンである。長距離飛行に優れた機体である。ロンジロンには樺材を使用し、できればチャンネル断面のものを使用する。主翼はピアノ線で、防風加工した絹で覆われ、昇降舵は極めて薄いベニヤ板で構成されている。曲げ木スクリューは直径が比較的短く、ピッチが長いものを使用する。この機体は1/4マイル飛行可能である。図12に代表されるフェアリー型模型飛行機は、非常に成功した機種であり、公開競技会で多くの成果を上げている。いわゆるフローティング・テールを備え、前縁安定面はないが、小さな垂直尾翼が用いられている。これは、ウェイターとしては個人的にはあまり好ましくない方式である。なぜなら、これほど長いレバーでは、わずかな風でも大きな不安定性を引き起こすからである。ベーンまたはフィンを使用する必要がある場合は、機械のできるだけ後方、できればプッシャー型機械の場合はプロペラのすぐ後ろまたは前に、トラクター型機械の場合は尾翼の最端に配置する必要があります。[13ページ]
後退角のある翼端は約 2 度の負の角度を持ち、尾翼は水平面に対して非常に平らである必要があります。
図13.—クラーク型単葉機
図12.—フェアリー単葉機
図11.—リドレー単葉機
この機械は非常に成功したものだと言われていますが、調整が非常に複雑で、非常に冷静な操作が必要です。 [14ページ]このタイプの機体は、飛行の成功を確実なものにするためには、天候に左右されることは間違いありません。また、このタイプは、かつて自身の機体で 89 秒という公式飛行時間記録を保持していたハウルバーグ氏によっても大成功を収めて飛行されています。主翼面より前方に突き出た長い桁は、空中での外観をかなり損ないます。このタイプの機体は、重量が 8 オンス以下で、少なくとも 1 分間の飛行が可能です。図 13に示す単純な 1-1-P¹ タイプは、かつてキングストンの TWK クラーク氏によって普及されました。クラーク氏は、すべて木製の表面、頑丈な桁、および 2 つの半分に組み立てられた曲げ木ネジを使用していました。このネジ製造方法はユニークで、1 つのピースから曲げる場合よりも、2 つのブレードをジグからより高い精度で準備できます。さらに、ボスで 2 つの半分を重ね合わせることで、ボスの最も必要な部分に強度が加わります。図14は、持続飛行に非常に優れたトラクター単葉機の一種で、高度40フィートで1分間の飛行が可能です。トラクター機の舵は、常に推力線と重心よりも上に配置する必要があります。横風が機械に当たった場合でも、下側の荷重と舵の間に偶力が発生するため、機械が空中で横揺れしないようにするためです。
ウェイクフィールド・ゴールド・チャレンジカップの優勝機は図15に示されています。初期の実験者の一人であるE・W・トワイニング氏によって飛行持続時間を重視して設計され、優勝機は65秒の飛行持続時間を記録しました。非常に美しく安定した飛行体で、約5フィート（約1.5メートル）滑走すると地面から浮上します。[15ページ]
図14.—トラクター単葉機
図15.—トワイニング単葉機
図16.—ブラッグ・スミス複葉機
図16は、1909年にウェンブリー競技場で初めて注目を集めたブラッグ・スミス社の複葉機です。当初の機体は翼幅が約1.2メートルと巨大で、大径、大翼、大ピッチのプロペラを備えていました。これは従来の方式とは全く対照的でした。しかし、後にスミス氏は双軸スクリュー式へと改良し、この方式ではさらに優れた結果が得られることは間違いありません。[16ページ]
図18.—タンデム単葉機
図17.—トラクター式水上複葉機
図21.—複葉機の胴体
図 22.—ブレリオ型トラクター単葉機
[17ページ]
図20.—トラクター複葉機
図19.—トワイニング手発射複葉機
なお、この機体は安定性に関する特許を取得しており、湾曲した下部主翼によって横方向の安定性が向上すると主張されています。図17には、トラクター式水上複葉機のスケッチも掲載されています。完成後の重量は約12オンス（ 約380g）です。図18に示すタンデム単葉機は、クリスタル・ パレスにおける模型飛行の初期に多くの成功を収めた別の機体です。図19、20、21、22は、トワイニング社製の手投げ複葉機、筆者が製作したトラクター式複葉機、胴体型複葉機（カナード式またはスクリュー式）、およびブレリオ式トラクター単葉機を示しています 。[18ページ]
トラクター機はスクリューが前方にあり、「カナード」または「プッシャー」機はスクリューが後方にあります。機種は形式式で指定するのが最適です。たとえば、2 つのスクリューを備えたプッシャー単葉機は 1-1-P²-0 形式となります。尾翼がある場合は 1-1-P²-1 となります。尾翼の有無にかかわらず 2 つのスクリューを備えた「プッシャー」複葉機は、それぞれ 1-2-P²-1 と 1-2-P²-0 となります。スクリューが 1 つだけのプッシャー単葉機は 1-1-P¹ 形式となります。スクリューが 1 つのトラクター単葉機は P¹-1-1 であり、スクリューが 1 つのトラクター複葉機は P¹-2-1 です。尾翼も複葉機で使用される場合は P¹-2-2 となります。スクリューが 2 つ使用される場合は P²-2-2 となり、以下同様に続きます。
[19ページ]
第3章
実習：
模型飛行機胴体
模型飛行機において、胴体やメインフレームの設計と製造において、一般的な細部、製法、そして材料のいずれにおいても、標準化が最も顕著に見られる部分は他にありません。この事実は特異なものです。なぜなら、模型の成功に大きく貢献する他の部品においては、意見の相違が極めて大きいからです。この統一性の欠如を特定の理由に帰することは困難ですが、熱心なアマチュアが「効率」という言葉の意味を理解していないことが原因である可能性も否定できません。プロペラや翼面などから最小限の動力で最大限の仕事を引き出そうと努力する人はほとんどいないと考えられています。筆者は、国内各地で開催された模型飛行機競技会の審査と集計において、効率性という観点から判断すると、以下のような非常に優れた、目覚ましい成績を収めた模型を発見しました。
（飛行距離×飛行時間）
（ゴムの重さ）
[20ページ]非常に悪い結果を示しています。モデルは、可能な限り少ない弾性力で、可能な限り長い距離を飛行し、可能な限り長い時間空中に留まるように作られるべきです。
この章では、飛行模型のさまざまなタイプの胴体（フルサイズのプロトタイプの「スケール」モデルとは異なります）とそれらを構築する方法について説明します。リストは、この主題との広範な関係を持つ著者が作成できる限りのベストプラクティスを代表するものです。
最初に示すのはA フレーム (図 23 ) で、これは RF Mann 氏によって脚光を浴びせられたものです。このフレームには、樺材の縦材とトウヒ材の横材が必要です。使用するのに最適な木材はBで示すもので、横材を置くのに便利な場所になり、横材はピンで固定され、接着されます。このようなフレームの中央のベイには、弾性かせがねじれたときに発生するトルクや歪みを打ち消すために、補強が必要です。図Aは、縦通材または縦材の接合部のジョイントを示しています。弾性かせを留めるフックは、機械の先端部に巻き付く 1 本の連続したワイヤでできています。ベアリングは真鍮製で、それが固定されている縦通材の端に巻き付くラグが付いています。
図24はT字形または片持ち梁フレームを示しています 。これは、文字の「T」に似ていることからこの名が付けられています。この中空構造のスパーは通常、2枚の木材を溝に通して接着し、圧力をかけて圧着することで作られます。支柱のキングポストが溝を通過する箇所は、2本の半スパーを接着する前に、硬い木片で詰めておく必要があります。こうすることで、キングポストの挿入に必要な穴あけによって、組み立てられたスパーが弱くなるのを防ぎます。このようなスパーの長さは4フィート（約1.2メートル）を超えてはなりません。Cはスパーの断面です。[21ページ]
図23.—フレーム
図26.— Tフレーム
図25.— AフレームとTフレーム
図24.— Tフレーム
[22ページ]図25は、 AフレームとTフレーム を組み合わせた 、はるかに強固な双軸胴体を示しています。ここでも、プロペラバーと支持部は一体構造としますが、チャンネル付きのロンジロンを使用します。チャンネル付きのスパーはシルバースプルースまたはバーチ材、バーと支持部はマホガニー材を使用できます。スパーの断面をDに示します。
図26は、中空のスパーで作られたTフレームを示しています 。このフレームの端部は、弾性かせに必要な支持を与えるために広がっています。プロペラバーは使用されていませんが、ベアリングからベアリングまで張力ワイヤーがあり、ゴムを巻き取る際にスパーの広がった部分が広がらないようにしています。E はスパーの断面を示しています。スパーの最大幅は垂直に配置する必要があることに注意してください。角形断面のスパーは絶対に使用しないでください。さらに、ベアリングの中心はプロペラの直径より1/2インチだけ超える必要があります。これは、重量を考慮するだけでなく、長いスパーよりも短いスパーの方が剛性が高くなるためです。このような細部において、大幅な軽量化が実現されるだけでなく、強度と効率が大幅に向上します。
図27は、「地上上昇型」胴体に適合したTフレームを示しています。中空スパーを使用することが望ましいですが、多くのアマチュアはジョイナープラウ（この作業に必要な工具）を所持していないため、図では中実材から切り出したスパーを示しています。Fはスパーの垂直線上の断面です。[23ページ]
図27
図28
図29
図30
図27～30 胴体の様々な形状
[24ページ]このようなフレームを補強する場合、細いNo.35 swg （標準ワイヤゲージ）を使用し、スパーの適切な場所に縛られた小さなフックに固定する必要があります。フックはNo.22 swgで作られるべきです。
図27のGは、 T型フレームのプロペラバーと支持部の透視図 です。図に示すように、プロペラバーは桁端に切られたスロットに収まります。桁が中空の場合は、スロットを切る前に、この部分に樺などの硬い木材を詰めて桁を強化します。これが双軸胴体についての説明です。
図28は、ボート型のトラクター胴体の透視図である。トラクター機とは、前方にエアスクリューを備えた機体を指す。このような線に沿って製作された模型は、外観が非常にすっきりしており、空中で美しい姿を呈する。3本のロンジロンは、前端で真鍮製の三方軸受けに取り付けられ、後部で簡単に束ねられている。ゴムひも用のフックは、Hに示すように、上部の2つの部材の間に挿入され、一方の端部に巻き付けられて固定されている。下部の部材は、上部の2つの部材よりも1インチ長く切断する必要がある。これは、下部の部材を上部の部材と同じ長さに圧縮することで得られる湾曲による短縮を補うためである。湾曲した横部材は竹で、ランプの炎で必要な形状に曲げる。あるいはピアノ線で作ることもできる。その形状は、製作中にテンプレートとして使用するために、実寸大で描いておく。 [25ページ]曲げ加工。ご覧のとおり、トラクタースクリューを損傷から保護するためにスキッドが使用されます。スキッドはベアリングから5cmほど延長し、最初のクロスメンバーの真下の下部縦通材に取り付ける必要があります。これにより、クロスメンバーが着地時の衝撃を吸収します。スキッドと車軸の交差点では、細い花屋用ワイヤーでスキッドを車軸にしっかりと固定し、丁寧にはんだ付けする必要があります。
この設計から、底部部材とスキッドを省略することで、二部材胴体への改造が可能です。このような胴体は軽量機に適しています。
トラクターモデルにおいて、シャーシの装着は極めて重要です。その目的は二つあります。第一に、プロペラを保護すること、第二に、重量を低く抑える（専門用語で言えば、低重心を実現する）ことで、トラクター機特有の「機首上がり」の傾向を阻止することです。着陸装置を備えていない手動発進式トラクター機は、成功率が低く、トラブルが多いことで有名です。さらに、推力中心（文字通り、軸心、またはベアリングの回転中心）は常に抵抗中心より上にある必要があります。抵抗中心は通常（必ずしも正確ではありませんが）、機体と同じ高さにあるとみなすことができます。
紡錘形または葉巻形の非常に強固な2部材トラクター胴体は、図29に示すようなもので、支柱で固定され真鍮から切り出された軸受はIに詳細に示されている。この場合、上桁の最大幅は [26ページ]水平方向には、下部の部材と2本の横材が剛性を高め、桁のような構造を形成します。下部の部材は張力を受け、連結材として機能するため、上部の部材の半分の重量で十分です。全体にシルバースプルース材を使用します。
図30は、中空のスパーからなるシンプルなシングルスパーシャーシを示しています。スパーの下にはキングポストとブレースが取り付けられており、ねじれた束がスパーを反らせる傾向を抑制します。シャーシは（すべてのモデルに当てはまりますが）、17番から18番のピアノ線で作られて います。
図31に示すのは、片持ち式の双軸プロペラ胴体です。この胴体は、見た目以上に製作が困難ですが、非常に頑丈です。中空の桁（キングポストを通す箇所は中実）から作られ、No.35 SWGの ピアノ線で補強されているため、非常に軽量です。この補強作業は、桁の精度を維持するために各ピアノ線の張力を非常に繊細に調整する必要があるため、非常に難しい作業です。
図32に示す箱桁型胴体は、プロトタイプ機の正確な再現を目的とした模型に適しています。構造は複雑ですが、外観はすっきりとしています。必要な多数の支柱ワイヤーの調整が困難なためです。図はブレリオ型胴体を示しており、Jはクロスメンバーと圧縮ストラット接合部の詳細を示しています。
図33は、一部の航空模型製作者が一般的に用いる桁断面を示したものである。すべての桁は前後方向にテーパー状にし、実質的に片持ち梁となるようにする。最大断面積は、桁前端から全長の3分の1の長さとする。[27ページ]
図31
図32
図33
図34
図31～34.—胴体の様々な形状
[28ページ]スパー構造の別の形態は図34 に示されている。Q はフレット加工されたスパーを示し、側面は薄いベニヤ板で覆われ、接着されて所定の位置に固定されている。Rはスロット付きスパーの製造方法を示している。
図 35は、模型飛行機の胴体として、最も単純な形だと言えます。
模型飛行機製作において、材料の選択とそれを最大限に活用する方法は、機体を過度に重くすることなく強固なものにするために、細心の注意と判断力を要する段階です。初心者の間では、梱包用の木材やそれに類似した材料が模型飛行機特有の要件に適しているという誤った印象が広まっています。これは全くの誤りです。競技会で与えられる得点の50%が設計と製作に与えられているという事実は、この点が極めて重要であることを示しています。模型の真の真価は、急降下に耐えられるかどうかです。なぜなら、それによって製作者が予期せぬ事態に備えるための注意と先見の明が明らかになるからです。模型の科学的な構築に多大な注意と無限の苦労を惜しみなく注いだ人々が、競争で悲惨なハンディキャップを負ってしまったのではないかと懸念される。3本のゴムひもがほとんど切れるほど巻き上げられていて、1分ほど空中に舞い上がることができる脆弱な奇形が、適切に構築された機械よりも優先されるのだ。[29ページ]
機体の耐久性は、主に以下の3つの点に左右されます。(1) ゴムモーターのトルクに耐える能力、(2) 不整地着陸時の衝撃を吸収する能力、そして(3) 各部品の強固な固定方法。1つ目の点に問題がある場合、機体に歪みが生じやすく、その結果、機体表面のアライメントが崩れ、それに伴うトラブルが発生します。2つ目の点では、桁（複数可）を適切に補強し、木材を慎重に選択する必要があります。角材の木材は使用せず、縦方向の寸法が最も大きい長方形の断面を持つ木材を使用するのが望ましいです。3つ目の点では、翼やシャーシなどを強固に固定する対策が取られていない場合、機体が空中で揺れたり揺れたりしやすく、安定性が損なわれる可能性があります。しかも、数回の着陸で機体は傾いてしまうでしょう。
図35.—シンプルな胴体
これらの困難を回避するには、様々な木材の強度に関する知識が役立ちます。様々な木材の重量表を添付します。長さ3フィート6インチ（約90cm）以上の胴体部材には、筆者はバーチ材を推奨します。スプルース材に比べるとやや重いですが、かなりの過酷な使用にも耐えます。スプルース材は [30ページ]この長さまでの胴体には竹材も適していますが、主翼にはカエデ材の方が適しています。竹は横材や支柱などに効果的に使用できます。模型製作者の中には、リブと桁の接合に接着剤と横木を使用する人もいます。このようにして作られた飛行機は非常に頑丈ですが、トウヒ材やカエデ材のようにきれいに仕上げることはできません。
主翼を製作する別の方法としては、ピアノ線のリブが付いたトウヒ材またはシラカバ材の梁を使用し、このピアノ線を主翼に固定する方法があります。
単桁模型の場合、主桁は機体前方から長さの3分の1の地点から前後にテーパー状に加工する必要があります。キングポストなどの部材を取り付けるために模型飛行機の桁に穴を開ける必要がある場合は、絹テープで接合し、接合部を清潔で弱い接着剤で湿らせます。
胴体の歪みを防ぐためには、桁を横方向に適切に補強する必要があり、補強ワイヤーが付いているアウトリガーは桁の中心のすぐ前に配置します。35 swgのワイヤー は胴体の補強には十分な強度があります。絹の釣り糸や日本の絹のガットは翼の補強に非常に適しており、時々使用される錫メッキ鉄線や真鍮線ほど伸びません。ピアノ線は一般に昇降舵、尾翼、シャーシ、プロペラ シャフトに使用され、ゲージは 17 swgから 22 swg です。模型飛行機の機首に時計のバネやピアノ線のプロテクターを取り付けると、飛行中に桁が物体にぶつかっても破損するのを防ぐことができます。[31ページ]
図36.—組み立てられた平面
図37.—翼の図面
図38.—ベアリングの種類
図38A.—ツインスクリューベアリング
[32ページ]
主に使用される木材の重量
マホガニー 35ポンド あたり キュービック 足
バーチ 45 ” ” ”
メープル 46 ” ” ”
スプルース 31 ” ” ”
竹 25 ” ” ”
スケールモデルの製作— よく知られた機械の模型は、可能な限り完璧な類似性を目指すのであれば、正しい比率で製作する必要があります。もちろん、これを行う最良の方法は、明確なスケールを採用することです。具体的なスケールは、製作者が模型に求めるサイズによって大きく異なりますが、大型機械はサイズが大きく異なるため、プロトタイプのサイズも当然考慮する必要があります。
翼幅、つまり機体幅を基準に、模型の幅は25インチから35インチ（約60cmから96cm）とします。これは、おそらく総合的に見て最も適切な最小値と最大値です。次に、プロトタイプを決定したら、実機の翼幅に分数を掛けて、模型の翼幅をこの2つの数値の間になるようにします。例えば、翼幅が約46フィート（約14.7m）のアントワネット単葉機を模型化したいとします。この場合、模型の翼幅に3/4を掛けると34.5インチとなり、縮尺は3/4インチ/フィートとなります。
モデルがブレリオの場合、オリジナルのスパンは28であるので [33ページ]1フィートあたり1インチの模型であれば、1フィートあたり1インチの縮尺で製作できます。ライト機の翼幅は41フィートなので、1フィートあたり3/4インチの模型は翼幅が30 3/4インチになります。この場合、1インチの縮尺は大きすぎるとは考えられないでしょう。もちろん、1フィートあたり7/8インチといった特殊な縮尺も採用できますが、縮尺がどのようなものであれ、模型は実寸大で薬莢紙に描かれ、1フィートあたりに正確な縮尺が描かれるべきです。リブは図36のように製作します。
ゴム駆動模型を設計する際には、主要な寸法と桁やその他の重要な部材の中心間距離を除き、絶対的な縮尺から必然的に逸脱する必要があります。これらの寸法と中心間距離が適切な形状と位置で再現されなければ、機体の正確な外観が損なわれてしまいます。もちろん、多くの桁は十分な強度を持たせるために断面積を大きくする必要があります。図37に、効率的な翼の図面をいくつか示します。
簡単に言えば、模型飛行機には基本的に3種類あります。まず、スケールモデルは実機を忠実に再現したものです。次に、大型機の改良コピーは、よく知られたプロトタイプ機に概ね似た形状に設計されていますが、適切なモーター（通常はねじれたゴム）を使用することで、ある程度の飛行能力を維持しています。最後に、実物大機のラインを全く踏襲せず、飛行のみを目的として作られた機体です。
最初のものは本質的に展示モデルであり、多くの場合 [34ページ]大型機械の設計と構造の要点を説明するため、または技術クラスなどでさまざまな部品の機能を実演するために構築されました。
スケールモデルは、一般に飛行性能が悪く、飛行できたとしても飛行時間が短すぎるため、その性能から得られるものはほとんどありません。
使用可能なベアリングの種類の一部は、31ページの図38 と38Aに示されています。
[35ページ]
第4章
実技：
エアスクリューの彫刻
実物大であれ模型であれ、飛行機の最も重要なユニットの 1 つはスクリューです。エンジンの動力を仕事に変換する手段が非効率的であれば、機械の他の部分に関する設計が優れていても意味がありません。
エアスクリューの動作は、ボルトがナットの中で回転する様子に例えることができます（ボルトがネジ、ナットが空気です）。違いは、例えばウィットワースピッチで1インチあたり14山のボルトをナットの中で1回転させると、ピッチ = ¹/₁₄ インチに等しい距離しか進まないのに対し、エアスクリューは空気の弾性により、理論ピッチの75%しか進まないという点です。この効率の低下は「スリップ」と呼ばれ、通常は理論ピッチのパーセンテージで表されます。つまり、理論ピッチが4フィートのスクリューは、75%のスリップ率を有しています。効率は、有効ピッチが3フィートです。つまり、スクリューが1回転するごとに飛行機は3フィート前進します。しかし、スクリューが固体内で作動する場合、理論上のピッチは4フィート前進します。スクリューが水中で作動すると、2つの媒体の密度の違いにより、より高い効率が得られます。つまり、空気は水よりも密度が小さいのです。 [36ページ]800: 1. おそらく、80 パーセントの効率を超えたエアスクリューはまだ存在せず、70 パーセントが妥当な平均です。
エアスクリューの設計に関わる要素をいくつか概説しておくのは、おそらく不適切ではないだろう。スクリューの直径が決まったら、スクリューを削り出すブロックの比率を決める必要がある。単軸スクリュー機の場合はピッチを直径の1.5倍から2倍、二軸スクリュー機の場合は2.5倍から3倍にするのが良い規則である。二軸スクリュー機では、スクリューが反対方向に回転することを前提とすれば、はるかに長いピッチのスクリューを使用することは可能である。これは、スクリューの回転方向と反対方向に機械を転覆させようとするスクリューのトルク、つまり傾向が釣り合うためである。しかし、本章では、単軸スクリュー機にはスクリューが必要であり、直径は12インチと決定されていることを前提とする。1.5倍の12インチは、ピッチは18インチとなる。ピッチの公式を覚えておくと、
（ブロックの厚さ）P = 3¹/₇ × D × ————————、
（ブロックの幅）
ここで、P = ピッチ、D = ネジの直径、ブレードの幅とネジの直径の比を6:1（ブロックの幅は2インチ）とすると、
22 12 （ブロックの厚さ）18 = —— × —— × ————————、
7 1 2
61
ブロックの厚さ = ·954 = — 約
64 [37ページ]
図39
図40
図41
図42
図43
図44
図45
図46
図47
図48
図39～48.—エアスクリューの彫刻。
[38ページ]これで、これらの寸法からブロックを準備できます。使用する木材としては、アメリカ産ホワイトウッド、シルバースプルース、マホガニー、またはクルミが最も適しています。ブロックは、真四角にかんながけし、その幾何学的中心を通る軸方向の穴を開けます。最初の作業は、ブロックを図 39 に示すような形状に荒削りすることです。これはショーヴィエール型を示しています。もちろん、必要に応じて他の形状を使用できますが、製造方法は同じです。次に、平ノミまたは木工ナイフを使用して、刃の中空または凹面が形成されるまで木材を削ります (図 40 を参照) (図 41 を参照)。次に、もう一方の刃の表側を同様に処理します (図 42 を参照)。これにより、刃がどのようにくり抜かれているのかが明確にわかります。
図43はネジのボス部の形成方法を示し、図44は刃の裏面、すなわち凸面部の形状を示しています。 図45はネジの荒削りの様子を示し、図46は ガラスペーパーの貼り付け作業を示しています。
この段階でスクリューのバランスを取る必要があります。これは非常に重要です。バランスが取れていないスクリューは、回転時に振動が発生し、効率が大幅に低下するからです。実機の製作において、バランスの取れていないスクリューを使用することは非常に危険です。
先に開けた穴にワイヤーを通し、重い刃でガラスペーパー（仕上げに00番のガラスペーパーを使用）を慎重に当てて、ネジが水平になるまで研磨します。図47は 研磨に使用するブラシの種類を示し、図48は 完成したネジです。
仕上がりの美しさが求められるモデルに最適な構造 [39ページ]（ちなみに、フルサイズのネジもこの方法で作られていることを指摘しておきますが）図49に示す積層型ネジは、積層された素材のおかげで木目が刃先に沿っているため、非常に強度に優れています。一方、無垢材から削り出したネジは、木目が横に向くため、ボス付近では若干強度が弱くなります。ラミナはホワイトウッドとマホガニーを交互に重ねたもので、ネジに美しい仕上がりを与えます。Aは、彫刻されたネジの端面図です。
図49.—ラミネートエアスクリュー
ねじの刃に沿った様々な点におけるピッチ角を求める方法は、図50に図示されている。ねじのピッチは、ねじの全長にわたって一定であるべきであることは明らかである。 [40ページ]ブレードによって空気は一定の速度で方向転換または押し戻されます。効率的なスクリューは円筒状の空気を送り出しますが、効率の悪いスクリューは管状の空気を送り出します。
たとえば、プロペラの先端のピッチが 30 インチであるのに対し、中心から 3 インチのところでは 25 インチしかない場合、明らかにスクリューの先端はボスに近づく部分よりも高い速度を空気に与え、そのため後者は他の部分に対して抗力として作用することになります。
図50.—ピッチ角の設定
この方法は、ピッチに等しい距離を適当な尺度で引いてから、プロペラが回転するディスクの円周に相当する同じ尺度で垂直に別の線を引くというものである。これを周長線と呼ぶこともできる。この線を適当な数の等間隔の部分に分割し（直径14インチまでのスクリューの場合は3つまたは4つで十分である）、 [41ページ]得られた点を基線の右端まで引くと、ブレードの対応する点におけるピッチ角が得られます。必要なのは、矢印で示されているように、その範囲の角度です。
テンプレートは、製作中にブレードに沿った角度を確認するために、これらの角度（もちろん、軸との角度）に合わせて切り出しておく必要があります。この確認は、彫刻されたネジよりも曲げ木ネジの方が重要です。
[42ページ]
第5章
実技：
エアスクリューの曲げ
模型用空気スクリューの製作には実に多様な方法があり、直径が小さくピッチが長いものを好む航空模型製作者もいれば、直径が長くピッチが短いものを好むものもいます。また、曲げ木スクリューや彫刻スクリューを上記のいずれかの形式で使用することにこだわる人もいます。一般的に、短いスパンに比例して直径が大きいスクリューはピッチが短く、例えば直径の 1.25 倍になります。一方、スパンに比例して直径が短いスクリューはピッチがかなり長くなり、直径の 1.5 倍から 2 倍になります。単軸スクリューでも二軸スクリューでも、直径をスパンの約 3 分の 1 にするのが良い方法です。この関係は横方向の安定性にほとんど影響を与えませんが、直径を大きくすると、スクリューの回転方向と反対方向に横転する傾向があります。この力はトルクとして知られています。
しかし、一定のトルクまたは回転力であれば、短いネジでも長いネジでも、通常はカーブドネジの方がより良い結果が得られると言えるでしょう。筆者は個人的には、直径が大きくピッチの短いネジを好みます。なぜなら、ネジの推力は押しのけられる空気の重量に等しいため、ネジが大きいほど、直径に比例して押しのけられる空気の割合が大きくなるからです。つまり、直径が2倍になると、押しのけられる空気の量は4倍になり、消費電力は2倍になります。[43ページ]
図51.—曲げ木ネジ
図52
図53
図52と53.—曲げ木ネジの標準的な種類
[44ページ]スクリューの回転速度の最適値については、1平方フィート当たりの表面積が問題となるため、明確な答えを出すことは困難です。模型が1オンス（約1.5g）の重量に対して1平方フィートの表面積を持つと仮定すると、最小のパワーで最大の揚力が得られる速度があり、スクリューのピッチと毎分回転数を掛け合わせた値が、模型が毎分飛行すべき距離と等しくなるようなスクリューを取り付ける必要があります。速すぎるスクリューを取り付けると、模型は「失速」する傾向を示し、機首が先に上がってしまう可能性があります。また、遅すぎるスクリューを使用すると、模型はパワー不足に見えます。
筆者がこれらの点を概説したのは、考慮しなければならない未知数が膨大であるため、明確な規則を定めることはできず、近似値しか示せないという事実を強調するためである。しかし、模型飛行家は模型飛行に伴う多くの小さな問題を解くことに慣れてくると、扱いにくい機体の不具合を迅速に診断し、それに応じた対策を講じることができるようになる。[45ページ]
図54.—曲げ木シャフトの
取り付け
図56.—安全フック
図55.—彫刻されたねじ軸
図57.—カムエアスクリューの比率
添付の図（43ページ参照）は、曲げ木とスクリューの製作方法を示しています。図51は完成したプロペラ一組の図です。この図の左側には、ピッチと直径の関係に基づいてブランクを組む方法が示されています。最大ブレード幅は、スクリュー先端から半径の3分の1の位置にあり、直径の約8分の1である必要があります。この直径は、ピッチの3分の2である必要があります。したがって、逆に、ピッチは直径の1.5倍である必要があります。ツインスクリューの場合 [46ページ]機械では、直径を 2 倍、あるいはそれ以上に拡張できますが、直径の 3 倍を超えてはなりません。
図52は、カム型の曲げ木ネジの外観です。このネジは推力と出力の比率が高いのが特徴です。曲げ木ネジには、曲げやすく、かつ他の木材にはない粘り強さを持つバーチ材が最適です。トネリコ材やヒッコリー材も代替として使用できますが、どちらもバーチ材ほど優れた性能ではありません。曲げる前に、ブランクに金糊を充填して刃の剛性を最大限に高め、曲げた後に刃が戻ったり平らになったりするのを防ぎます。
図53は、細長く先細りの刃と細かいピッチを持つツイニングタイプのスクリューを示しています。試験では非常に良好な結果が得られており、推奨できます。
図54は、曲げ木ネジにスピンドルを取り付ける方法を示しています。ブランクの中心に錫の帯を巻き付け、そこに軸をはんだ付けします。軸が断面と直径の両面で中心に位置するように注意する必要があります。
彫刻されたネジ軸を固定する方法を図55に示します。説明は不要です。弾性糸が張っていると、フックがまっすぐに引っ張られる傾向があり、糸が外れて手に痛みを伴うことがあります。 図56に示す安全フックには、先端にスライドする真鍮製のカラーが付いています。弾性糸による切断を防ぐため、すべてのフックをバルブチューブで覆う必要があります。
図 57 はCamm 曲げ木ブランクの比率を示しており、点線に沿って曲げられているという事実以外は説明を必要としません。
[47ページ]
第6章
実用作図：
平面
模型飛行機の機体構造については意見の相違はほとんどなく、製造方法は籐、木材、針金の 3 つに分類できます。
それぞれの製造方法には賛否両論あり、どれが最も優れているかを明確に述べることは困難です。いずれも同等に優れた結果が得られます。針金かんな、特に音楽用やピアノ用の鋼線を使用した場合、他のかんなよりもはるかに強度が高く、空気抵抗が少なく、見た目もすっきりしていますが、やや重量が増します。木製のかんなも非常にすっきりと軽く作ることができますが、やや強度に欠けます。樺材は非常に丈夫で重すぎないため、この用途に最適な木材です。籐をフレームに使用した場合、ピン留めや接着は不可能であるため、結束と接着に頼らざるを得ません。このようにして作られたかんなは非常に強度と柔軟性に富み、かなりの酷使にも耐えます。しかし、見た目はすっきりせず、お勧めできるものではありません。ただし、このようなかんなを使用した模型は数々の賞を受賞しています。
もう一つの優れた実践方法は、 [48ページ]傘状のリブとピアノ線の組み合わせ。これにより非常に剛性が高く、ほぼ壊れない鉋が実現しますが、小型機械には重量が重すぎるため、使用が困難です。主に動力駆動機械に使用されます。ここで言う動力とは、弾性力以外のあらゆる動力源を指します。
図58.—木製のかんな
木製かんな— 木製かんなの製作では、図58に示す方法が一般的です。桁は正しい位置に配置しますが、重ね合わせたままにします。これは、ピン留め作業で端が裂けないようにするためです。ピンはフレームをベンチに固定するために打ち込み、接着剤が固まるまでフレームがまっすぐになるようにします。その後、ポケットナイフでこじ開け、接合部解析Aに示すようにピンを締め付けます。完成したかんなを機体の胴体または本体に固定するため、中央のリブはBに示すように切り詰めます。翼幅36インチまでの模型では2本の桁で十分ですが、それ以上の場合は3本の桁が必要です。 [49ページ]部品図（図59）のように、2本の桁を密接させて 使用するか、図60のように、後縁にねじ山を付けた2本の桁を使用することもできます。これにより、完成した平面図はすっきりとした外観になり、剛性も向上します。
図59.—3スパープレーン
図60.—2スパーの平面
図61.—杖の平面
図62.—傘のリブ面
[50ページ]ケーンかんな —図61に示すような、非常に軽量な構造のもう一つの形態です。ここでは、細いケーンを外形に沿って曲げ、リブを前縁と後縁に合わせるように曲げます。ここでは接着と製本が用いられています。このようなかんなは軽量に作ることができますが、見た目は決してきれいではありません。翼幅が30インチを超える機械には適していません。
傘リブ付きかんな。図62に示すように、ピアノ線と組み合わせて傘リブをかんなの製作に利用できます。リブの溝は、リブの先端をはんだ付けできるように、やすりでよく清掃してください。スパンが30インチを超える場合は、3本のスパーを使用してください。
模型飛行機の飛行機には、鋼線が極めて優れた利点を提供します。鋼線は実質的に破断せず、任意の形状に曲げることができるからです。また、空中での飛行抵抗が最小限に抑えられるという利点もあります。初心者にとって、鋼線飛行機の製作は難しい作業ですが、以下の手順を注意深く実行すれば、非常に満足のいく飛行機が完成します。
まず、厚さ約1/2インチで、製作する鉋より少し大きめの木片を用意し、図63に示すように鉋の図面を描きます。例えば、翼幅30インチ、幅5インチで、リブが4本ある鉋を製作するとします。この程度のサイズの鉋には、17番の鋼線を使用します。作業を始める前に、鋼線をできるだけ真っ直ぐに伸ばしておきます。 [51ページ]可能な限り、ワイヤーを図面上に置きます。A （図63 ）から始めてBまで回します。ワイヤーは図面の形状に合わせて曲げられるため、小さなステープルでボードに固定する必要があります。次に、リブC、D、 E、F用のワイヤーを4本切ります。図63のように、各端を直角に曲げられるように、1/2インチ（約2.3cm）の余裕を持たせます。
図63
図64
図63と64.—ワイヤープレーンの作成
フレームワークはこれではんだ付けの準備が整いました。はんだ線とハンダゴテは完全に清潔であることが不可欠です。はんだ付けする部分に少量の塩を塗布し、はんだを所定の位置に置き、熱いはんだゴテで触れさせます。配線が互いに密着するように注意してください。
かんながはんだ付けされたら、すべてのステープルを外し、接合部をやすりできれいにします。接合部はしっかりと固定する必要があります。 [52ページ]細い鉄線で、完全に清潔なものを使用してください。次に、鉋を板に再び固定し、すべての接合部を再びはんだ付けします。はんだ付けが完了したら、鉋を板から再び取り外し、まっすぐにし、上反角を付け、リブを希望のキャンバーに曲げます。はんだ付けが丁寧に行われていれば、接合部が緩む心配はありません。
図65.—後退翼
飛行機を覆う場合は、普通の絹よりも、この目的のために特別に製造された防水絹を購入する方がはるかに良いでしょう。絹の重さは1平方ヤードあたり1オンスから1.5オンスまで様々です。絹を切る際は、留め具を折り返すために約1.3cmの余裕を持たせてください。飛行機の湾曲した端には、約1.3cm間隔で切り込みを入れてください。 [53ページ]図64 に示すように、絹の端を切ります。折り返す絹に接着剤（セコチンを使用）を薄く塗り、接着剤が十分に粘着するまで待ちます。次に、図64のAから始めてBで終わるように、カンナに貼り付けます。接着剤が固まるまで時間を置いてから、同じ方法で反対側を固定します。絹をしっかりと伸ばし、しわが寄らないように注意してください。次に、最初にカンナの片側を固定し、最後に反対側を固定します。
鋼線かんなを覆うもう一つの方法は、絹糸を枠に巻き付けることです。絹糸は枠より約1/4インチ（約2.3cm）大きめに切り、ミシンで縁を縫い付けます。縁を縫い付けた絹糸は、枠よりわずかに小さくなります。まず絹糸を大まかに所定の位置に縫い付け、次に端から縫い始め、反対側の端、最後に側面を丁寧に縫い付けます。縫い目はまず絹糸に通し、次に約1/4インチ（約2.3cm）間隔で鋼線の周りに縫い付けます。
図65は、後退角を持つワイヤープレーンの平面図です。平面図は、図のように正方形を用いてボード上に実寸大で描き、プレーンの輪郭線は正方形と連続し、上記の方法に従います。リブも輪郭線に沿って取り付け、ピアノ線フレームに結束してはんだ付けします。スパンが30インチを超える機械では、剛性を高めるために、点線の位置に3本目の補強スパーを固定する必要があります。スパーへの接続部を確保するために、中央の2本のリブを取り付ける必要があります。先端は、Cに示すようにわずかに負の角度に設定する必要があります。
[54ページ]
第7章
単純な双軸単葉機
添付の図は、現在では廃れてしまった片手操縦桿による手投げ式の1-1-P1型を除き、製作可能な範囲で最もシンプルなタイプの模型飛行機を示しています。そのため、初心者にも適しており、4分の1マイル（約1/4マイル）以上の飛行も容易に可能です。
メインスパー (図 66 を参照) は、柾目の真っ直ぐな樺材から所定の寸法に切り出され、その両端は ³/₁₆ インチ四方にテーパーが付けられています。プロペラバーはシルバースプルース材で、断面は ⅜ インチ x ⅛ インチです。メインスパーの端にはプロペラバーをはめ込むためのスロットが設けられ、プロペラバーはピンで固定され、接着されます。プロペラバーサポートにも同様にバーをはめ込むためのスロットが設けられ、ピンが 2 つのスロットに差し込まれ、下側でクリンチされます。図 67 には両方の接合部が明確に示されています。一方の端から 6 インチのところに、メインスパーにほぞ穴が開けられ、バーサポートの端に切断された 2 つのテノンがはめ込まれます。これらのテノンは、ほぞ穴の中央で互いに接合されるように切断する必要があります。ほぞの形状は、 接合部を組み立てた図を示す 図 68からわかります。[55ページ]
図66
図67
図68
図69
図70
図66～70.—単純単葉機の詳細
[56ページ]ここで、真鍮製のプロペラ ベアリングが 2 つ必要になります。これらは 20 番ゲージの真鍮から切り出され、それぞれに穴が開けられ、18 番ゲージのプロペラ シャフトが自由に回転できるようになります。各ベアリングは 3 本のコードからなるカーペット糸で固定され、シャフトの回転に必要なクリアランスを確保するために、それぞれの一部がバーからはみ出したままになります。これらの突起は、ゴムの束に対して 90° の角度で曲げて、ベアリング面がネジが回転する真の面となるようにします。ベアリングの詳細は、図 69に示されています。1 本の連続したワイヤから曲げた 2 つのフックを、ゴムの束を挟むように機械の先端に取り付けます。機械のすべての固定部分には、弱い接着剤を塗っておかなければなりません。
図70は、桁支柱アウトリガーの詳細を示しています。図を見やすくするために、支柱の結合部分は省略されています。ワイヤ（硬質真鍮が適しています）を桁に通し、一部を桁の両端に沿うように曲げます。次に、ワイヤを外側に曲げ、その両端をバイスに固定した20番ゲージのワイヤに巻き付けてアイを形成し、そこに支柱を通します。アウトリガーアームの長さは2インチで、クランク状の部分が桁に固定されています。支柱は、図に示すように、桁の両端に取り付けられた20番ゲージの小さな フックに取り付けられています。各ワイヤに均等な張力をかけるように注意する必要があります。そうしないと、桁が反ってしまいます。
昇降舵は18番SWGピアノ線で作られています。すべての接合部は細い線で結束され、はんだ付けされています。中央のリブは前縁を越えて続き、 A（図66）のように下向きに後方に曲げられています。この突起は、 [57ページ]モデルの先端部分、そして斜めに曲げられた後縁は、桁に十分な摩擦力で固定され、所定の位置に保持されますが、飛行中に何かの物体にぶつかった場合には回転することができます。
図71.—平面固定
図73.—主平面の立面図
図74.—完成したネジ
図72.—平面ブレースの詳細
[58ページ]主翼は、断面が ¼ インチ x ¹/₁₆ インチの樺材で作られ、後続の桁は蒸気の噴流で曲げられ、平面図に示すように、その端部が前方にスイープするようにされています。リブは桁にピンで固定され、接着されています。図 71に示すように、中央のリブは桁から張り出した状態にして、ブリキのストラップ ( Aのように重ね合わせてはんだ付け) が桁上をスライドして翼を桁に固定できるようにします。接合部のセクションはBで示されています。これらのストラップを取り外すと、完成モデルの仰角を調整する必要がある場合に、主面の配置を変更できます。図 71は中央リブの透視図で、ストラップは黒で示されています。主翼を移動するには、各クリップを中央リブの延長部から押し外して、翼を解放します。各クリップは、図71に示す寸法にアルミ箔から切り出され、長方形に曲げられてはんだ付けされます。図72は、 斜めの翼支柱の取り付け方法を示しています。この支柱は、翼面に1.5インチの上反角を与えます。1.5インチの上反角とは、各翼端が桁面から1.5インチ上にあることを意味します。主翼面の仰角は図73に示されています。
右ねじと左ねじのピッチを持つ2つのプロペラ（理由は 36ページを参照）は、直径12インチ×幅1.5インチ、厚さ¹/₁₆インチの樺材から曲げ加工する必要があります。2つのスクリューの完成図は図74に示されています。エアスクリュー構造のより包括的な詳細については、第IV章 および第V章を参照してください。[59ページ]
図75.—模型の平面図
図76.—アウトリガーの詳細
図77.—エレベーターの図
図75～77.—もう一つのシンプルな単葉機の設計
[60ページ]類似の設計についても詳細が示されていますが、前者の機械は長距離用に作られているのに対し、後者 ( 図 75 を参照) は持続用に作られているという違いがあります。メインスパーは、断面が ⅜ インチ × ¼ インチのトウヒ材でできており、長さは図 75に示されています。主翼は、前に扱った機械と同様に、ブリキのクリップと延長するセンターリブによって調整されます。アウトリガーの平面も図 76に示されています。主翼には 1½ インチの上反角があります。Aは昇降舵の側面図で、スパーに対する迎え角を示しています。図 77 は昇降舵の透視スケッチです。このタイプのモデルが飛行している様子は、図 78からわかります。
図78.—完成モデル
[61ページ]
第8章
単純な二軸複葉機
型式式によれば、63ページに示されている機体は 1-2-p2型であり、これは2つの重なり合った主支持面と2つのスクリューを持ち、小型の翼を先頭にして飛行することを意味します。筆者は、図面の元となった模型を試験した結果、高度40フィート程度で飛行するたびに300ヤード（約280メートル）の飛行を容易に達成できることを発見しました。構造は単葉機よりも若干複雑ですが、空中での雄大な姿によって十分に補われています。
中央の桁は中空で、寸法は36インチ×3/8インチ×5/16インチです。 図79は断面を示しています。この桁にはスプルース材が使用され、スプルース材に1/8インチ×9/32インチの溝が彫られ、開口部には3/32インチの細片が接着されています。桁は、強度を高めるため、前端から12インチの地点から1/4インチ×1/4インチまでテーパー状に細くする必要があります。
プロペラバーは中央桁の一端にほぞ穴加工され、後端から6インチの点からプロペラバーの両端から1/2インチの点まで固定されている。この突起に、真鍮板から切り出されたベアリングが固定されている。ベアリングは図80に示されている。桁の前部には、1本の連続した鋼板から作られた2つのフックが固定されている。 [62ページ]ワイヤー。ゴムを包むので、バルブチューブで覆う必要があります。
次に、主翼を桁上に支持するために、断面1/4インチ、長さ1/2インチの樺材支柱を4本切断します。支柱は、図に示すように、小さなブロックで上下を連結し、上端が桁から3インチ離れるように固定します。下部主翼を固定しやすいように、支柱から2 1/4インチ下方に切り込みを入れます。図81は、 支柱がブロックの1つに結合されている様子を明確に示しています。この図から、鋸で切った部分や切り込みも確認できます。
ケーンスキッドは、図82に示す位置で下部ブロックとスパーに固定されます。この目的には、丸いケーンの半断面が非常に適しています。
図83はモデルの平面図であり、リブやプレーンなどの相対的な位置関係が分かります。図84 はプロペラ側から見た端面図です。スクリューが抵抗の中心付近から回転しているのが分かります。完成したモデルでもこの状態が保たれていることを確認するために、図に示されている測定値を注意深く確認する必要があります。プレーンの二面角は1 1/4インチに設定する必要があります。これは横方向の安定性を確保するのに十分な大きさです。縦方向の安定性は、昇降舵の入射角によって確保されます（図85）。[63ページ]
図79
図80
図81
図82
図83
図84
図85
図79～85.—複葉機の全体配置と詳細
[64ページ]昇降舵は、18番ゲージのピアノ線を1本連続して使用して作られています。平面図では長方形で、接合部は後縁の中央でハンダ付けされています。中央のリブは下方に1.5インチ突き出ており、この突起が機首に開けた穴にちょうどよい摩擦力で収まり、所定の位置に保持されます。また、後縁が固定物にぶつかった場合に回転できるよう、スパーに十分に密着するように、リブを斜めに折り曲げておく必要があります。この中央リブで、機体全体の仰角を調整します。主翼は、断面が1/4インチ×1/16インチの樺材で作られ、5本のリブで長い方のスパーを接続します。リブにはキャンバーを付けません。リブは1インチまたは必要以上に長く切断せず、スパーにピンで固定して、スパー間の間隔が5インチになるようにします。接着剤が乾燥した後、面一に切断します。ご覧の通り、上面は3インチ（約7.6cm）の張り出しがあります。リブによって生じる凹凸をなくすため、面は下側で覆われています。布地は昇降機のフレームに縫い付けられます。
上面は図86に示すように支柱に縛り付けられ、中央のリブは小さな木製ブロックの上に載せられ、下面は前述のノッチにバネで固定されます。 次に、図87に示すように、上下にアイを曲げたNo.20 swgワイヤー支柱4本が必要です。これは、翼の支柱の固定と翼端の「隙間」の確保に必要です。真鍮線で十分であり、支柱の端部は、端面図に示す位置で桁に押し込み、クリンチで固定します。
次に翼の補強に取り掛かります。この作業にはカーペット用の糸が必要です。この作業では翼を反らせるのが最も簡単なので、細心の注意を払う必要はありません。 [65ページ]この点については、支柱の穴にしっかりと固定されていることを理解しておく必要があります。支柱の穴にしっかりと固定し、反対側まで延長しないでください。そうしないと、翼が横方向に揺れ、不安定になります。下面の翼端まで通るねじ山には、1 1/4インチの上反角を与えるのに十分な張力をかけてください。
図86
図87
図88
図86～88.—複葉機の詳細
最後に、そしておそらく模型の最も重要なユニットであるプロペラを作ります。図88に示すように、厚さ1/16インチの樺材からプロペラの型を切り出します。中央にアルミ箔を巻き付け、そこにスピンドルをはんだ付けします。点線の部分で、やかんの蒸気を当てながらブレードを曲げ、反対方向に回転するようにします。プロペラは、スピンドルに取り付けた鋼鉄製のカップ型ワッシャーの上で回転します。
動力は、水で乳化した軟質石鹸で十分に潤滑された、直径1/4インチの帯状ゴムを片側8本ずつ撚り合わせて供給されます。これらのかせはそれぞれ650回巻き付けることができますが、新しいゴムで徐々に巻き付け回数を増やしていく必要があります。初回飛行時には使用しないでください。完成モデルの透視図を図89に示します。[66ページ]
模型の飛行。木々のない広い場所を選び、プロペラを約 100 回転させて昇降舵を調整します。模型の機首が空を向いている場合は、昇降舵が高すぎます。また、低く飛んでいる場合は、昇降舵が不十分です。いずれの場合も、正確な位置に到達するまで調整が必要です。昇降舵の角度は、決して 8 度以上、または 5 度未満であってはなりません。昇降舵を 5 度にしても機体が低く飛ぶ場合は、主翼を少し前方に移動させる必要がありますが、正確な位置は実験によってのみ見つけることができます。昇降舵を 5 度にしても機体が高く飛んでいる場合は、主翼を後方に移動させる必要があります。
図89.—完成した複葉機
模型の打ち上げ方によって大きく異なります。正しい方法は、プロペラを持ち、親指と人差し指をメインスティックに沿わせ、プロペラフックを曲げないように注意しながら、写真（図90）に示す角度で持ち、できるだけ風に近づけて打ち上げることです。[67ページ]
図90.—モデルの起動
風の強い天候で飛行する場合、機体を高く、そして素早く打ち上げることが必要です。なぜなら、風は機体を地面に打ち付ける傾向があるからです。両方のプロペラは正確に同時に放出されなければなりません。飛行中は注意深く見守る必要があります。もし機体が例えば右に旋回し続けるようであれば、おそらく左のプロペラの方が効いているか、機体の左側の翼がより高く上げられていることが原因です。直線飛行においては、すべての翼が完全に一直線になっていることが最も重要です。しかし、 [68ページ]双発推進模型が完全に真っ直ぐ飛行できるかどうかは、主に完璧な構造にかかっています。
この模型は昇降舵（プロペラ側から見て）によって操縦できます。昇降舵を左側に下げると機体は左に旋回し、その逆も同様です。この旋回に必要な調整は、昇降舵支柱の1つにあるスロットで行うことができます。
[69ページ]
第9章
弾性モーターの巻き取り機
模型飛行機愛好家にとって、ワインダーは大きな買い物です。よく見かける、泡立て器を改造したタイプのワインダーは、不満点が山ほどあります。最大の欠点は、ベアリングスピンドルの摩耗が早いことに加え、片手で操作しにくいことです。通常、模型を支えるにはもう1人必要です。
ここで示すワインダーは、一人で巻き取り、モデルをチャックに位置合わせし、チャックに押し込む作業を同時に行うことができるという大きな利点があります。構造と詳細は添付の図からほぼ明らかですので、ここでは簡単な説明のみとします。
これは、図91に示すように、13インチ×1インチ×1インチのトネリコの切り株から構成され、地面に押し込みやすいように、一方の端が先細りになっている。切り株の上端には、安価な時計仕掛けの部品から流用した歯車とピニオン（図91参照）が取り付けられており、18番SWG真鍮の鋳物で取り付けられている。この鋳物は、2本の丸頭ネジ（図94参照）でトネリコに固定されている。（図94参照） [70ページ]一般的な用途では、ギア比は6対1が最も適していることがわかります。したがって、ピニオンの歯数は10、ギアの歯数は60となります。ハンドルは、切り株に通した後、適切な形状に曲げる必要があります。図93に示すように、スピンドルには銅製のフェルールが使用され、ギアがケースの中央に配置されます。回転を容易にするために、フェルールには多少の遊びを持たせる必要があります。ギアを組み立てた後、ピニオンスピンドルを平らにしてから、硬材のチャックを取り付けます。図92を一目見れば、その意味がはっきりとわかります。チャックのスロットは、彫刻されたプロペラが収まる大きさにする必要があります。
図91
図92
図93
図94
図91～94.—模型飛行機巻き取り機
[71ページ]
図94A.—ワインダー
図95.—卵泡立て器
図95A.—ツインワインダーの使用
[72ページ]ダブルワインダー。ツインスクリュー機の各プロペラは400～500回巻き上げる必要があるため、ギア付きのワインダーを使用する必要があるのは明らかです。これは普通の泡立て器から簡単に作ることができ、非常に便利な機器に改造したものを図94Aに示します。このタイプのワインダーを使用する大きな利点は、両方のプロペラを同時に巻き上げることができることです。図95と95Aは改造方法を明確に示しています。これは非常に簡単で、必要な工具は三角やすり、ドリル、はんだ付けビットだけです。泡立て器は金物店で数ペンスで入手できます。機械の先端にある2つのフックをワインダーの横木に取り付け、プロペラの回転と同じ方向にゴムを巻きます（図95Aを参照）。写真の巻き上げ機は5対1のギア比で、巻き上げ機を100回転させるとプロペラが500回転します。ギア付きの巻き上げ機は比較的安価に購入できます。
[73ページ]
第10章
折りたたみ式単葉機
大型の模型を便利な飛行場まで運ぶのは困難なため、多くの模型製作志望者は模型飛行に現実的な関心を抱くことができません。この困難を克服する必要性から、数々の優れた設計が生まれました。中でも最も優れたものの一つが、サウスイースタン・モデル・エアロクラブの事務局長であるA・B・クラーク氏によって設計・製作された単葉機です。この模型単葉機が製作された当時、目指されたのは極めて高い信頼性と、遠方の飛行場への容易な輸送でした。
このモデルには、良好な地面から自力で始動できるようにシャーシが取り付けられています。この始動装置は、モデル全体を平らに折りたたんで持ち運びやすいように設計されており、実際、完成したモデルは2フィート10インチ（約60cm）×1フィート2インチ（約30cm）の段ボール箱に簡単に収まります。
添付の図を参照すると、図96は 完成した機械の平面図、図97は 側面図、図98は正面図を示しています。胴体（胴体）は、長さ3フィート6インチ、奥行き3/8インチ、厚さ3/16インチの2枚の銀トウヒ材でできています。これらは両端に向かって徐々に細くなっており、1/4インチ×3/16インチとなっています。2つの間隔 [74ページ]竹片を流線型に整え、胴体に沿って等間隔に配置する。前端の竹片は 2 ⅜ インチ、他の竹片は 2 インチである。これらの竹片は、端を尖らせて、図Aに示すように側面に開けたスロットに収まるようにし(図 99 )、次に、図Bに示すように、接着した細い絹テープまたはリボンでしっかりと縛る。これは、模型飛行機のフレームのジョイントを作る最もきれいで、かつ最も強力な方法である。2 本の長い竹片の端を丈夫な糸で束ね、慎重に接着する。
尾部（おなじみのエレベーターの代わりに使用）は、胴体後端に取り付けられており、9¾インチ×⁵/₁₆インチ×⅛インチの2本の黄色い竹で構成され、プロペラベアリングが取り付けられている端では⅛インチ四方に細くなっています。これらのベアリングは、No. 18またはNo. 20 swgのピアノ線で作られており、その形状は図100に明確に示されています。ベアリングは、接着した糸または細い花の針金で木の内側の端に結合されています。竹の長い端はブンゼンバーナー（白熱バーナーの青い炎が非常に適しています）の上に保持され、図96に示す角度に曲げられます。尾部の後縁は、No. 26 swgのピアノ線、またはGバンジョー弦で作られています。ワイヤーは胴体の端まで通し、端から1.5cmほどのところに小さな穴を慎重に開けます。穴の両側のワイヤーにはんだ付けを施し、横方向の動きを防止します。両端を軸受けに通し、細いワイヤーで竹に固定します。この際、後から取り付ける2本の補強ワイヤー用のフックとなる十分な長さを残します。この尾翼のフレーム全体は、両面を防水加工した絹で覆い、ほぼ流線型の表面を形成します。これは非常に効果的であることが証明されています。三角形の絹を2枚切り取り、十分な重なりを持たせます。魚膠で接着し、できるだけしっかりと張ります。[75ページ]
図96
図97
図98
図99
図100
図101
図96～101.—
折り畳み式単葉機の配置と詳細
[76ページ]胴体のもう一方の端には、ゴム用のフックが取り付けられており、フックを構成するワイヤーはプロテクターとしても利用されています。全体は、長さ10.5インチのNo.18 SWG ピアノ線を細い竹ひごで補強し、青炎で曲げて形を整え、絹テープで巻いて作られています。図101は巻いていない状態、図102は別のプロテクターを示していますが、あまり効果的ではありません。
主鉋は竹とNo. 18 swgのピアノ線で作られており、寸法は2フィート10インチ×6¼インチです。前縁は竹でできており、長さは3フィート2インチ、幅は³/₁₆インチで、両端に向かって⅛インチに細くなっており、厚さは⅛インチで均一です。鉋をかけたら、青い炎で熱し、図96に示すように曲げます。このとき、竹の外側は曲線の外側にしておきます。後縁は前縁の両端に取り付け、ワイヤの両端で長さ½インチを上に折り曲げて、竹にしっかりと固定します。次に、同じゲージのワイヤからリブを切り出します。図103に示すように、先端と後縁に取り付けられるように、両端を斜めに曲げます。突き出た端は約⅜インチにする必要があります。[77ページ]
図102
図103
図104
図105
図106
図107
図108
図109
図102～109 折り畳み式単葉機の詳細
[78ページ]中央の2本のリブは、図104に示すような形状になっています。前縁は胴体より1/4インチ高くなっており、後縁は胴体と同じ高さになっています。リブの端は胴体上部に開けられた小さな穴に差し込まれ、図105と106に示すように、小さな金属クリップで固定されます。クリップは4つ必要で、薄いブリキ板で簡単に作成し、はんだ付けすることができます。リブは後縁にしっかりとはんだ付けする必要があります。骨組みは防水加工したシルクで覆い、すべての端を丁寧に接着する必要があります。
図110.—リアスキッド
図111
図112
図111と112.—ねじの詳細
シャーシは図107に示されており、フレームには18番ゲージのピアノ線が使用され、車軸には一般的な自転車用スポークが使用されています。図108 と109はシャーシのフレキシブルジョイントを示しており、 C（図107 ）のフックを引き抜くと、シャーシは平らに折り畳まれます。[79ページ]
車輪は直径2インチでゴムタイヤが付いており、スポークの端は所定の位置に維持するためにバリ取りされています。
後部スキッドは図110に示されており、18番ゲージのピアノ線で作られています。一本の線を曲げて形を整え、胴体端に通し、突出した端Dで固定します 。この端Dは、木材片の裏側の穴に差し込みます。使用しない時は、スキッドを平らに折りたたむことができます。
2枚のプロペラは、直径10インチ、ピッチ1フィート8インチのシンプルな曲げ木タイプです。通常の方法で、厚さ¹/₁₆インチの樺材から作られています。ブレードの形状は図111に、ブレードの曲げ角度は図112に示されています。各プロペラには6本のストリップゴムを取り付けます。潤滑剤としては、一般的な軟石鹸を使用します。
[80ページ]
第11章
牽引式単葉機
凧・模型飛行機協会が主催する競技会の中には、最低重量1ポンド（約450g）の模型で、自力で地面から浮上し、自重の4分の1の重量を支えながら飛行できるものがありました。ここに図示・説明されているのは、まさにそのような模型です。この模型は、地面から浮上後38秒間連続飛行し、手投げ飛行では約30秒（約50秒）の飛行時間を記録しました。これは16オンス（約480g）の模型としては決して小さな成果ではありません。通常のゴム駆動の模型よりもやや大きいことがお分かりいただけるでしょう。
上部主桁はトウヒ材で、長さ 4 フィート 6 インチ、断面が 1/2 インチ x 1/4 インチです。下部主桁は長さが 2 インチ、断面が 1/4 インチ x ³/16 インチです。下部メンバーは、機械の側面図 (図 113 ) に示されている形状にほぼ蒸気で曲げられ、次に上部桁B にきれいな突き合わせ接合部が形成されるように取り付けられます(図 114 )。図 115に詳細が示されている 2 つの 5/8 インチ ギア用のベアリングは、20 番ゲージの真鍮板から形状に曲げられ、胴体の下部メンバーとかみ合うように突起した突起が残されます。シャフト用の穴は、ギアがかなりしっかりとかみ合うようにドリルで開ける必要があります。スピンドルは 16 番ゲージのピアノ線で、その上にギアをはんだ付けします。プロペラシャフトはベアリングの前方に1.5インチ（約3.7cm）伸びており、プロペラボスにしっかりと固定するために、図116のAに示すように斜めに折り曲げられています。ギアは、ベアリングの両側のスピンドルに差し込み、はんだ付けされた真鍮製のチューブによって、2つのベアリングの中央に保持されています。[81ページ]
図113.—側面図
図114.—スパージョイント
図115.—ギア
図116.—シャフトの取り付け
図118.—シャーシ
図119.—主平面アタッチメント
[82ページ]16番ゲージのワイヤーで作られた弾性フックが胴体後端に固定されており、下桁を固定するという二重の目的を果たしています。下桁はフックで上部桁に巻き付けられ、接着されています。図114は、その意味を明確に示しています。テールスキッドには、断面が³/₁₆インチ×₧インチの竹が使用され、糸で胴体に固定されています。着陸シャーシには、これまでスピンドルに使用されていたものと同じゲージのピアノ線が使用されています。
シャーシの三角形の側面支柱は、まず 1 本の連続したワイヤから組み立てられ、胴体と接合する箇所で突起が曲げられ、細い錫メッキの鉄線で束ねられ、桁に半田付けされます。図113、117 および118 は構造を明確に示しています。車輪を取り付けた後に 12 インチのホイール ベースが残るような長さの車軸を作ります。筆者は、2 インチのゴムタイヤ付きディスク ホイールであれば、短い草から立ち上がるのに全く問題がないことを確認しました。車輪の外周から上部桁までの寸法は、もちろん垂直方向に測り、9 インチになるように注意する必要があります (図 113 を参照)。[83ページ]
図117.—平面図
図121.—キングポスト
図122.—翼支柱の取り付け
[84ページ]同じサイズのツインギアを使用しているため、反対方向に回転するゴムの束のトルクは均衡します。したがって、モータースパーに補強材は必要ありません。ちなみに、ギアは胴体の上部と下部の部材に錫メッキ鉄線で固定され、図115に示すようにはんだ付けされています。
主翼の翼幅はかなり長く、断面が1/2インチ×3/32インチの樺材を使用することが必須です。翼桁は中央部で曲げられており、マーティンサイド単葉機に類似した先細りの翼面を形成しています。桁は7本のリブで接続され、3/4インチのキャンバー角が付けられています。翼は中央部で10インチ、先端部で7インチと細くなっており、中央リブは翼の前後に1/2インチ突き出ています。図119に詳細を示すブリキのクリップ をこれらの上にかぶせることで、機体全体の圧力中心を調整することができます。
張地の選択は製作者に委ねられますが、ニスで防水加工した黄色の日本製絹は非常に適しており、琥珀色の美しい色合いをしています。布地には樺材のキングポストが通されており、翼は35番ゲージのミュージックワイヤーで補強されています。図120に示すように、翼に3インチの上反角を与えるために、上部のワイヤーには十分な張力をかけます。キングポストの詳細図（図121 ）を見れば一目瞭然です。補強ワイヤーは、図122に示すように、翼に押し込んだワイヤーフックに固定されています。
主翼の正しい位置は試行錯誤によって見つけられます。その後、キングポストをピンと接着剤で主桁に恒久的に固定します。[85ページ]
尾翼と舵には、ミュージックワイヤーまたはピアノワイヤーの18番ゲージを使用してください。板に翼の平面図を原寸大で描き、線の両側に約3インチ間隔でピンを部分的に打ち込みます。次に、ピンの間にワイヤーを押し込み、切断して1/2インチ重ねます。タックを抜く前に、2本のクロスリブを尾翼に半田付けします。タックを外すと、ワイヤーがテンプレートの形状に忠実であることがわかります。これはかなり面倒な作業に思えるかもしれませんが、正しい曲率を推測しようとするよりもはるかに迅速かつ簡単です。舵は任意の形状に作ることができますが、できれば図のような形状にしてください。両端はAの形に沿って外側に跳ね上げ、ゴムフックのための隙間を作り、尾翼に半田付けします。プロペラのトルクを回避するには、この形状をわずかに調整する必要があります。
図120.—正面図
尾翼の揚力調整については何も考慮されていない。実際、調整は容易であるため、調整は不要と判断された。 [86ページ]尾翼は上下にフラップすることで仰角を増減します。ただし、縦方向の安定性を維持するために、常にわずかに負の角度を保つ必要があります。尾翼は銅線で胴体に固定する必要があります。
プロペラは通常の一体型で、15インチ×5/8インチ×2 1/4インチのソリッドブロックから削り出されます。右ねじのピッチで製作し、推力とトルクが釣り合うように右側のギアに配置する必要があります。両側には、薄めた軟石鹸で潤滑した1/4インチ幅のストリップゴムを9本ずつ使用し、動力を供給します。このプロペラは約600回転まで使用できます。ギアの摩擦を最小限に抑えるには、ワセリンを塗布するだけで十分です。
最大旋回率の約50%で、風下に向かって模型をテストすることをお勧めします。仰角を上げるには主翼を前方に、仰角を下げるには後方に動かします。
図123.—完全な牽引式単葉機
図123はモデルの透視図を示しています。
[87ページ]
第12章
水上単葉機
本機は、通常の条件下では水面から8フィートから10フィートまで移動した後、浮上後約60秒間飛行することができます。このモデルは、いわゆる「A」フレーム（第3章参照）型の単葉機で、荷重昇降舵を備えています。
胴体の骨組みは、まったく正統な方法ではなく、セクションDとE (図 124 ) に示す方法で構築されています。これらの側面メンバーは、長さ 3 フィート 3 インチの最高級のシルバースプルース材 2 枚で作られています。前部または昇降舵端では 3/8 インチ x 1/4 インチ、昇降舵と主翼の間の中央では 1/2 インチ x 1/4 インチ、プロペラ端では 3/8 インチ x ³/16 インチです。この先細りは、木材が受ける負担に比例するようにするために必要です。これはカンチレバーと呼ばれます。各棒を上記のサイズにかんなで削った後、中空のノミを使用して片側の木材を削り出し、木工用やすりで仕上げます。反対側は、内側が仕上げられた後に丸められます。前端は束ねられて接着され、前方フック（ゴムが取り付けられている）と図 125に示すプロテクターが同時に組み込まれます。これらは、それぞれ No. 18 と No. 20 SWGピアノ線で作られています。[88ページ]
胴体のもう一方の端は、3/16インチ×1/16インチの竹製支柱によって9.5インチ間隔で支えられています。この支柱は他の3本の支柱と共に、慎重に成形され、両端が尖った状態で、図126に示すように側板の割れ目に取り付けられます。この接合部を作るには相当の注意が必要ですが、接合部を接着し、1/4インチの細長い絹で覆うと、驚くほど強固になります。
プロペラ ベアリングは No. 18 SWG の ワイヤーで作られており、途中で直角に曲げられた女性用のシンプルなヘアピンに似ており、丸い端にカップ状のワッシャーがはんだ付けされて推力を受け止めます (図 127 を参照)。これらのワッシャーは、フレンチ クロック コレットまたはカップ ワッシャーと呼ばれ、時計修理店で 1 ダースあたり 3 ペンスで入手できます。プロペラ ベアリングは、端部のディスタンス ピースを固定するときに同時に胴体に固定する必要があります。フレームは 2 本の斜めの補強ワイヤーでトラス構造になっています。No. 30 SWG のピアノ線を使用し、図 128に示すようにフックを使用して張力をかけます。ワイヤーを締めるには、丸ペンチでフックをひねります。
主翼の翼幅は 37 インチで、中央部の最大幅は 7 インチ、先端から 3 インチのところでは 6 インチに細くなっています。キャンバーは中央部で ¾ インチ、先端付近で ⅜ インチです。フレームは竹で作られており、前縁と端の骨組みは ³/₁₆ インチ x ³/₃₂ インチの長い黄色の竹片で、白熱ガスバーナーにかざして形に曲げられています。後縁も同様の材料で作られていますが、平面で見るとまっすぐです。この部分は 34 インチ x ³/₁₆ インチ x ³/₃₂ インチの大きさで、図Cに示すように端の骨組みに接合され、その後、細長い絹で綴じられています。リブはすべて ³/₁₆ インチ x ¹/₁₆ インチで、上記の方法で曲げられ、スパーに分割接合されています。[89ページ]
図124.—平面図
図125.—模型の鼻
図126.—クロスメンバージョイント
図127.—ベアリング
図128.—支柱アンカー
図129.—リブの取り付け
[90ページ]主鉋の二面角は1/7です。つまり、鉋の先端は鉋の中心より約2⅝インチ（約6.3cm）高くなります。鉋は、魚膠で固定された防縮絹で覆われています。
昇降舵は主翼のミニチュア版で、翼幅は 13 インチ、翼弦は 3.5 インチです。キャンバーは中央で 3/8 インチ、先端で ³/16 インチです。昇降舵は次のようにフレームに取り付けられます。長さ 5 インチの細い竹の直線片 2 本を昇降舵の下側に取り付けます。この竹片は胴体の先細りの端と平行に走り、突き出た端は弾性バンドでフレームに固定されます。角度を大きくするには、 図 125に示すように、竹片の下に ¼ インチの高さの木片を置きます。必要に応じて木片を前後に動かすと、角度を大きくしたり小さくしたりできます。[91ページ]
図130.—側面図
図131.—フロート
図132.—後部フロート
図131A.—後部フロート
図133.—ネジアイ
図134.—背面図
[92ページ]フロートは 3 つあり、同じ寸法で、最大深さで 6 インチ x 2 インチ x ¾ インチ、つまり前面から 3 分の 1 ほどのところにあります。フロートを作るには、¹/₂₀ インチの樺の側板 2 つを図130 ～131Aに示す形に切り、これを 2 インチ x ¾ インチ x ⅛ インチの白木片の端に釘付けします。側板の各端を白木片でつなぎ、前側の片は上面が平らで後側の片は底面が平らになるようにカットします。G でマークした場所 (図 130) には、フロートを強化して絹の覆いをぴんと張るための追加部品があります。前から後ろには ⅛ インチ x ¹/₁₆ インチの竹片があり、水上を流れているときに絹がたるまないようになっています。前部フロートは竹の横木に釘付けされ、調整はピアノ線Fの小片を曲げることによって行われる。後部フロートの取り付けは図132に示されており、調整も同様に行われる。ピアノ線は図133に示すように小さなフックでフロートに固定され、フロートの間隔片にねじ込まれる。接続ワイヤーは細長い絹糸で胴体に縛られ、接着される。前部フロートの下側の平らな部分の入射角は1：6、後部フロートの入射角は1：8である。
必要に応じて、別のタイプのフロートも実用的です。
図135.—模型水上飛行機
[93ページ]プロペラは直径25cm、ピッチは58cmで、マホガニーの無垢材から削り出されています。ブレードは約1/20インチの厚さのガラスペーパーで覆われ、片側には絹が貼られて補強されています。
浮きは鉋と同様に防水加工された絹で覆われていますが、完全な防水性を確保するために、煮沸油2に対して金糊1の割合で混ぜたものを塗布します。図134 は背面図です。
主翼は胴体上に平らに載っており、9インチ×1/8インチ×1/16インチの竹片2本で固定されています。竹片はゴムバンドでフレームに固定されています。この方法により、主翼は容易に取り外すことができます。各プロペラには、直径1/4インチの太いゴムバンドが6本付いており、潤滑が十分であれば約900回転します。
完成したモデルの総重量はわずか 6 オンスであり、マシンを作成する際には、この重量を超えないようにあらゆる努力を払う必要があります。
図135は、模型のハイドロ・モノプレーンの遠近法を示しています。
[94ページ]
第13章 模型飛行機用
圧縮空気エンジン
圧縮空気を模型飛行機の動力源として使うことが、1870 年頃にアルフォンス・ペノーが発表して以来、事実上この分野を席巻してきたゴムのねじり糸と同じくらい普及する兆しは少なくありません。
ゴムモーターの主な欠点の一つは、必要な出力と運転時間を得るために必要なフレームの長さ、そして重量配置、ひいては重心が実物大の実験と同等ではないため、実物大の実験ができないことです。圧縮空気式装置では、重量を十分前方に配置することができるため、これらの欠点は解消され、実質的に実物大の機械を再現した模型の設計が可能になります。
ここでは、次章で説明する機械が特別に設計された、非常に成功したプラントの詳細を説明します。本章の図解のいくつかは、構造を分かりやすくするために誇張されていますが、本書で示す詳細は十分に理解していただけるものと考えます。[95ページ]
図136
図137
図138
図139
図136～139.—エンジンの配置と詳細
[96ページ]図136は回転式エンジンの平面図です。クランクシャフトは固定されていますが、回転式です。5つのシリンダーは、クランクケースと呼ばれる部分に軟ろう付けされています。クランクケースは、図に示すゲージの2枚の真鍮製円形ディスクで構成されています。シリンダーをプレートの周りに正確に配置するために、シリンダーを収めるスロットとプレートをはめ込む凹部を備えた木製の治具を作成する必要があります。図に示すように、2枚のプレートには5つの軽量化穴が開けられています。ただし、プロペラボルトを取り付けているフロントプレートは、ピストン、クランクシャフト、スリーブが組み立てられるまで取り外したままにしておきます。
図140.—クランクの詳細
図142.—コネクティングロッド
図141.—シリンダーの断面
図143.—ピストンタング
図137はエンジンの側面図で、クランクシャフトとスリーブが断面で示されています。スリーブが肩部に当接し、このスリーブを回すとシャフトにわずかなアンダーカットが生じることがわかります。 [97ページ]接合を確実にするために、シャフトの吸気口と排気口の間に隙間を設けます。この図から、吸気と排気の原理が明らかになります。各吸気管がシャフトの直角の吸気口と一致すると、圧縮空気が取り込まれます。ピストンの圧力によってエンジンが回転し、そのシリンダーへの吸気が遮断され、次のシリンダーが吸気口と一直線になります。最初のシリンダーがストロークの底に近づくと、正反対の排気口から排気が始まります。言うまでもなく、クランクシャフトとスリーブはしっかりと回転してかみ合うようにする必要があります。そうしないと、かなりの動力が無駄になります。最も良い方法は、シャフトをスリーブ内に押し込むように回転させてから、砥石で研磨することです。吸気管をスリーブにろう付けする際は、ろうで詰まらないように注意する必要があります。その後、スリーブをリーマで広げて余分なろうをすべて取り除きます。スリーブをバックプレートにはんだ付けするときには、スリーブがプレートに対して本当に直角になっていることを確認するためにも注意が必要です。
エンジンはスリーブを軸受けとして回転することを明確に理解する必要があります。吸気管を通すためにスリーブの周囲に開けられた5つの穴は等間隔に配置され、吸気周期が同期している必要があります。
図138はクランクシャフトとスリーブの拡大図であり、その構造は一目瞭然です。排気ポートの直径が吸気ポートよりも大きいことに注目してください。[98ページ]
ピストンの詳細は、図 139に示されています。コネクティング ロッドは、¹/₃₂ インチの銀鋼製ピストン ピン上で揺動する管状のディスタンス ピースにハンダ付けされています。ピストンを貫通するピストン ピンは、シリンダーのボアを傷つけないように、ピストンの外径よりも短くカットされています。ピストン ピンは所定の位置にハンダ付けされ、余分なハンダはピストン壁から削り取られます。ピストンとシリンダーの気密性を確保するため、カップ状の革製ワッシャーが、ハンダ付けされた錫の舌片によってピストン ヘッドに固定されています。この舌片はワッシャーに押し込まれて折り曲げられています。一般的なサイクル ポンプのワッシャーがこの目的には非常に適していますが、シリンダー内にあるワッシャーの高さは ⅛ インチを超えてはなりません。
図144.—コンテナ
図140は、細部が込み入ることを避けるため、クランクとストロークの寸法を誇張して示しています。この部分の製作を始める際に留意すべき重要な点は、シリンダーのストロークが1/2インチのみとなるように設計されているため、正しいストロークを得ることです。また、クランクピンがシャフトに対して180°回転することも確認してください。[99ページ]
図 141はシリンダーの縦断面図である。ここに示すように、シリンダー ヘッドはシリンダー ヘッド内に挿入され、そこではんだ付けされる。吸気管は曲げる前に樹脂を充填し、後で溶かして除去する。コネクティング ロッドは図 142に示されており、重要な寸法は、明らかに、それぞれクランク ピンとガジョン ピンの穴の中心間距離である。これらは、No. 20 bwg真鍮製である。カップ状の革製ワッシャーをピストン ヘッドに固定するために使用されるブリキ クリップ (ピストンごとに 4 つ使用されるため、合計 20 個必要) は、図 143に示され ている。これらは No. 30 swg製であり、点線に沿って直角に曲げられ、1/8 インチの部分がピストンにはんだ付けされる端部となる。
図144に示す圧縮空気容器は、図示の厚さの銅箔で作られています。この銅箔を円形断面の木製型に巻き付け、重ね合わせた接合部をはんだ付けする際にしっかりと固定します。接合部の接触面は、フラックスサイトまたは樹脂をフラックスとして用いて、まず錫メッキします。塩は絶対に使用しないでください。非常に細い金属には有害な影響を与えるからです。接合部のはんだ付けには、中温に加熱したはんだごてを使用してください。
35番のSWGピアノ線をボディに巻き付け、各螺旋を1回転ごとにはんだ付けして正しいピッチを保ちます。次に、ボディが木製の型に取り付けられている間に、ハーフボール（できれば図のように段付きフランジ付きのもの）の1つを取り付けます。まず、接触する2つの面を錫メッキします。 [100ページ]そして、中温のはんだ付けビットではんだを「流し込み」、接合部を密閉します。もう一方の半球をもう一方の端に取り付ける前に、バルブまたはタップ（どちらの半球を先に取り付けたかによって決まります）のフランジに張力ワイヤーをはんだ付けする必要があります。次に、このワイヤーを容器本体（もちろん木製の型は取り除いておきます）に通し、半球の中心近くの都合の良い位置にドリルで開けた穴に通します。これでワイヤーに張力が加えられ、もう一方の半球が所定の位置に収まります。ワイヤーを引っ張りながら、通した穴にはんだ付けし、その後、端でコイルを形成できる長さに切断します。
もちろん、ハーフボールが容器本体に取り付けられる前に、バルブ（ルーカス型）とタップがハーフボールにはんだ付けされていることは明らかです。
容器を膨らませ、パラフィンに浸して漏れがないか検査します。漏れがない場合は、容器とエンジンを短いチューブで接続します。これでエンジンを始動できます。潤滑には薄いマシンオイルを使用し、必要に応じてコネクティングロッドをずらしてクリアランスを確保します。
最後に、この装置は完成状態で10オンス（約250g）以下で、効率的に構築されていれば2ポンド（約900g）の機体を飛行させることができることを指摘しておくべきである。容器は100ポンド（約454kg）以上の圧力で膨らませる必要がある。図145 は、同様の圧縮空気式模型飛行機エンジンの完成形を示している。[101ページ]
図145A.—模型飛行機用圧縮空気装置
[102ページ]添付の写真は、模型飛行機用の圧縮空気装置の模型であり、概略設計は図示のものと同様です。違いは、吸気は中空のコネクティングロッドを介して行われ、コネクティングロッドはボールエンドでボールシートに嵌合している点です。シリンダーは振動し、コネクティングロッドはピストンにしっかりと固定されており、回転中の角度によって吸排気機構を形成します。プロペラのギア比は2:1です。
図145.—3気筒エンジン
この設計は、初期の模型実験でよく見られた、非常に初期のフランス製エンジンに似ています。
この写真により、読者は前述の植物の全体的な配置について理解できるものと思われます。
小型複葉機の運転.—図145は正面図であり、 [103ページ]フロントプレートを取り外した状態。同様のラインで 3 気筒エンジンを製作したもので、重量 12 オンスまでのモデルに十分なパワーを発揮します。図からわかるように、3 つのシリンダーは、クランク室を形成する 20 番ゲージの真鍮製の円形ディスク 2 枚に (はんだ付けで) 固定されています。シリンダーと各種構成部品は、フロントプレートを固定する前に組み立てておく必要があります。真鍮管をバックプレートにはんだ付けし、その周囲に等間隔に 1/8 インチの穴を 3 つ開けて、シリンダーヘッドに通じる給水パイプを通す必要があります。クランクシャフトを形成する真鍮棒を旋削して、管と吸気穴、および点線で示した排気穴にしっかりとフィットするようにします。ピストンは簡単にフィットするようにする必要があります。バイパス チューブをコネクティング ロッドの小端にはんだ付けします。これらのチューブに、ピストン壁に固定されたガジョン ピンを通します。ピストンに対するコネクティングロッドの位置はこのように維持されます。この容器（フットポンプで1平方インチあたり100～120ポンドの空気を圧縮する）は、厚さ3/1000インチ（0.003インチ）の銅箔で作られており、5気筒エンジンと同じ寸法です。
[104ページ]
第14章 圧縮空気エンジン
駆動複葉機
図148に示す模型飛行機は、前章で詳細に図示・解説した圧縮空気プラントに適合するように設計されている。プラントの試験結果に基づいて、適切な模型の寸法が決定されている。この設計は、95ページから101ページに示されている図に基づいて構築されたプラントの大部分に適合する可能性があるが、これは主に「動力駆動」機械の正しい設計方法を示すことを目的としている。なぜなら、動力源は（弾性モータとは異なり）変更できないため、確立された推論に頼ることが不可欠となるからである。
プラントの「調整」が完了したら、まず最初にすべきことは、そこから得られる推力を確認することです。推力は、プラントをバルブで天秤に吊り下げ、容器を完全に膨らませた状態で重量を注意深く記録することで求められます。次に容器の圧力を解放し、モーターを作動させた時の重量を観測します。前者から後者を差し引くことで推力が得られます。
したがって、植物が静止状態で8オンス、動作時に12オンスの重さであると仮定すると、推力は4オンスに等しいことは明らかです。さて、これまで述べたように、発生する平均推力を知る必要があります。 [105ページ]説明したように、推力は一定ではなく、容器内の空気の密度が通常の大気条件、つまり1平方インチあたり14.6ポンド（気圧）に近づくにつれて徐々に減少します。容器内の圧力が解放されてから様々な瞬間に発生する推力をグラフに描くことで、非常に興味深いデータを得ることができます。一方、モーターの有効回転数の3分の1後に記録される推力が、おおよそ平均推力を表すというのが一般的な考え方です。上記の数値（4オンス）は、説明のために役立ちます。
次に、持ち上げる模型の重量を知る必要があります。植物は、発生する推力の4～6倍の重量の機械を飛ばすことが知られていますが、もちろん、模型の効率に大きく依存します。フレーム部材が複雑になればなるほど揚力抵抗比は低下し、結果として推力と模型重量の比率も低下します。妥協して、比率を5:1とすると、植物と模型の合計重量は20オンスになります。
次に決定すべき点は荷重である。この模型は複葉機であるため、比較的軽い荷重で済む。図146の側面図と図147の正面図に示す機体の場合、1平方フィートあたり4オンスの荷重が採用されている。したがって、翼の総面積は
20
— = 5平方フィート = 720平方インチ
4
上面のスパンは54インチ、下面のスパンは46インチである。 [106ページ]翼弦長を8¾インチとすることで、翼の総面積はこの数値とほぼ一致するため、わずかな重量余裕が生まれます。揚力を発生させない尾翼の面積は考慮する必要はありません。「隙間」は翼弦長と等しいとされていますが、できれば1/2インチ大きくすることも可能です。
さて、実際の材料についてですが、縦材には樺材を使用し、木目が真っ直ぐで、図示の断面形状をしています。下部部材は蒸気下で、図示の曲率半径6.5インチに曲げられます。2本の垂直支柱が翼を支えますが、これらはヒッコリー材から切り出されます。短いタイストラットで下部縦材を前部インターストラットに固定し、接合部は側面のアングルプレートを所定の位置に固定することで行われます。横材（特にアングル材の切断）を組み立てる際のテンプレートとして使用できるように、機械の側面図を実物大で作成しておくことをお勧めします。
縦通材と横材の接合部は、 A（図146）に別途示されている。通常の継ぎ目板が使用され、接合部から小さな配線板が突き出るように作られており、そこから横断方向のワイヤーと縦方向のワイヤーが接続される。[107ページ]
図148.—圧縮空気で駆動する複葉機の平面図
装置本体は、8本のワイヤーでフレームに固定されており、各ワイヤーは配線プレートに繋がれている。また、装置をしっかりと固定するために、各ワイヤーには3/4インチの小さなワイヤーストレーナを取り付ける必要がある。ただし、点検や修理のために取り外すことは可能である。エンジン本体からのワイヤーは、クランクシャフトの固定部に半田付けされた4つの小さなアイから取り外す。スクリューの回転面が、クランクシャフトの軸線と重ならないように細心の注意を払う必要がある。 [108ページ]主面に対して直角です。下面には、支柱間を通る支柱ワイヤーによって1¼インチの二面角が与えられており、これは前のページにも示されています。
模型を地面から離陸させる際に、動力損失を最小限に抑えるために、小さな後輪を取り付けることが推奨されています。このような後輪は、取り付け部分を含めても重量が1/4オンス（約30g）以下で済み、通常使用されるサトウキビ製のスキッドに比べて大幅に改善されています。
図146.—圧縮空気駆動複葉機の側面図
アウトリガー、またはロンジロンを補強する際には、それらが完全に平行になるように細心の注意が必要です。各セクションを最初に仕上げておくと、接合部で完全に平行になります。
模型の部品平面図（図148）を見れば、各構成部品の相対位置が一目瞭然です。上部の尾翼アウトリガー2本は、桁が位置する箇所で布地を貫通しており、その先端は中央部の断面が広い主翼桁にピンで固定され、交差するように接合されています。そのため、貫通によって強度が大幅に損なわれることはありません。バーチ材は [109ページ]指定されたセクションの翼桁およびリブに使用されます。
翼には6インチ周期のリブが設けられ、3/4インチのキャンバーが与えられます。キャンバーの深さは前縁から2 1/4インチの地点が最大です。翼の骨組みを製作した後にキャンバーを付ける方が、各リブを個別にキャンバー付けするよりもはるかに簡単です。各リブは必要量より1インチ長く切断し、桁にピンで固定して接着します。この際、桁はそれぞれ1/2インチ重ね合わせます。接着剤が完全に固まったら、鉄の重りで翼を支え、ピンを桁に平らになるように叩き込むことで、ピンを固定できます。
キャンバーのフルサイズの断面をボード上に描き、それを使用して、キャンバーされる最初のリブ (エンド リブ) の精度を確認します。
リブは蒸気ジェットでキャンバー加工され、凸面または上面がリブに最も近くなるように配置されます。端のリブを図面に合わせて慎重にキャンバー加工すれば、他のリブもそれに合わせてキャンバー加工できます。こうすることで、すべてのリブが正しい曲率になっていることを容易に確認できます。リブの蒸気加工に少しでもミスがあると、翼桁の取り付け部分が歪んでしまうからです。
しかし、最初にリブを曲げることが望ましいと思われる場合は、木製の曲げ治具を作成し、一度に複数のリブを曲げられるようにします。リブは紐で治具に固定し、蒸気噴流の下に保持します。治具から外す前に、火の前で十分に乾燥させます。3本のスパーはすべて リブの下を通します。
非常に軽い生地を選ぶ必要があります。 [110ページ]模型航空アクセサリー倉庫で販売されている未校正の日本製シルク生地を使用し、翼に取り付けた状態でニスを塗ることもできます。後者を使用する場合は、ニスの影響を受けにくい黄色系の生地を使用するのが効果的です。ただし、翼の被覆は当面は残しておく必要があります。なぜなら、まずインターストラットを固定するソケットを取り付ける必要があるからです。さらに、上面は尾翼アウトリガーを組み立てた後に被覆する必要があります。尾翼とアウトリガーの接合部は、布を貼る前に取り付ける方がはるかに容易だからです。
この点についてこれ以上言及する必要がないように、布地を各翼の前桁に通してポケット状に収納することを付け加えておきます。接着剤を使用すると見苦しい黒い染みが透けて見えるため、前縁に沿って布地を縫う方がはるかに綺麗です。まず布地を端から端まで伸ばし、重なった部分を各端リブの下面に接着します。接着剤が固まるまで、リブに画鋲を部分的に押し込んで布地を固定します。
図148のBは、下部の平面を中間支柱に固定する方法を示しています。支柱には、平面を差し込むための便利な切り込みが切られています。側面図（図146）からわかるように、中間支柱の幅は下端に向かって広くなり、わずかに傾斜しています。これは、上部の平面が支柱の外側に取り付けられ、下部の平面が支柱の 内側に配置される場合に、下部の平面が入り込むようにするためです。Cは、中間支柱の取り付け方法を示しています。[111ページ]
尾部は断面が1/5インチ×3/32インチの割竹で作られ、舵は20番ゲージのピアノ線で組み立てられています。舵枠の端部は縦通材に通し、縦通材と一直線になるように折り曲げます。その後、黒の3コードカーペット糸で縦通材に結び付けます。舵はアウトリガーに固定した後、カバーで覆われます。調整が必要な場合は、ピアノ線に十分な延性があるため、縦通材を張ることができます。
図147.—圧縮空気駆動モデルの正面図
上面の梁は11本のリブで、下面の梁は9本のリブで繋がれており、それぞれの梁のキャンバー角は同じです。つまり、全体にわたって同じキャンバー角が維持されます。主翼を覆う前に、インターストラットを固定するアングルプレートを接合する必要があります。アングルプレートは30番ゲージのブリキ板から切り出されます。アングルプレートの幅は、接合する梁の幅よりも狭く切り出してください。そうすることで、プレートの鋭いエッジが接合部を切断するのを防ぐことができます。 [112ページ]動かないようにするには、センターポンチの 2 つのドットを使用して、プレートを翼桁に軽く打ち込み、プレートの桁に接触する面にも接着剤を塗布する必要があります。
インターストラットの断面は流線型（図149参照）ですが、プレートを固定するための平面を確保するため、端部は長方形の断面を残します。プレートの端部は、軽量機械用のバインディングの上に折り返します。
インターストラットの下端は、下面の二面角と同じ角度に切断され、平面の歪みを防止します。インターストラットにはスプルース材またはアメリカンホワイトウッド材を使用でき、最大断面は1/2インチ×1/8インチです。最大断面はストラットの中央に位置し、そこから3/16インチ×1/8インチに細くなります。図149は、 インナーストラットを翼桁に取り付ける様子を示しています。図150 は、車軸のガイドを形成するブラケットと、ゴム製ショックアブソーバーの支持部を示しています。これらにはピアノ線が使用されています。ガイドの幅は、車軸の内側部分を構成する傘状のリブがガイド内を自由に移動できる程度にする必要があります。車軸は16番ゲージのピアノ線から切り出され、傘リブの溝に差し込まれ、30番ゲージの錫メッキ鉄線で縛られてから、はんだ付けされます。
ゴム駆動モデルで使用される一般的な弾性体をショックアブソーバーとして使用でき、車軸を最初にガイドに取り付けた上で、垂直ガイドにきちんとかつ適度に緩く固定します。ショックアブソーバーブラケットが垂直位置を維持できるように、その端部はU字型に成形されています。そして、スキッドにワイヤーで固定し、軽くはんだ付けします。[113ページ]
図149.—インターストラットの詳細。
図150.—車軸ガイドの詳細。
図151.—アウトリガーと翼桁の接合部。
図152.—テールクロスバージョイント。
図153.—フロントスキッドアングルプレートの詳細。
図154.—尾部入射角象限。
図155.—車軸の詳細。
図156.—後部シャーシの詳細。
図157.—インターストラットとロンゲロンジョイント。
[114ページ]カバーする必要があるのは下面のみです。機械を組み立てるときに上面をカバーする方が簡単です。布地が付いていると上部のアウトリガーを桁に固定することが困難になるからです。
アウトリガーを組み立てて補強を完了すると、翼に取り付けることができるようになります。
下翼の布地に小さな楕円形の穴を開け、中央支柱またはスタンションを通します。下面板は、図148に示すノッチにしっかりと固定されます。次に、図151に示すように、上側のアウトリガーの端を適切な長さに切断し、翼桁に半分に切って取り付けます。次に、垂直支柱をアウトリガーに接着、ピンで留め、交差させて固定します。
アウトリガーが機体の中央にしっかりと位置するように細心の注意を払う必要があります。明確にしておきたいのは、上部アウトリガーの取り付け時に1/32インチでも短く切断すると、機体後端が中心から3/4インチずれる可能性があるということです。この方向の誤差を確認するには、水平尾翼の中心に印を付け、画鋲を差し込んで、模型の両側で翼端の角まで測定することをお勧めします。アウトリガーは一時的に翼桁に固定し、 [115ページ]徐々に調整し、最終的に飛行機の中央に配置されます。ここで言及しておくと興味深いのは、これが実物大の飛行機の胴体の位置を決める際に用いられる方法であるということです。
これから、翼の補強作業に取り掛かります。まず、翼端から始めて、全ての揚力ワイヤーを固定します。各ワイヤーには、剛性を確保するために、適切な張力をかけます。木製の定規を用いて、桁の歪みを検査します。上面には、抗揚力ワイヤーを挿入した際に完全に平行になるように、わずかに上反りを持たせます。
図158.—圧縮空気で駆動する複葉機
上部と下部の縦通材は、その末端に1/8インチ×1/4インチの断面を持つ軽いトウヒ材の横木が架けられており、縦通材に切られたほぞ穴に差し込まれている。そして、この横木に2本の垂直の柱が半分に割られている。 [116ページ]クロス メンバー (図 152 を参照) は、後述の象限で尾部がスイングする支点となります。クロス メンバーの間隔は 4 インチで、これは 2 つのリブ間の距離と同じです。クロス メンバーの外側の中央には、2 つの中央の尾部リブが収まる溝が切られています。これらの溝はV字型に切られ、 Vの頂点が ポストの後端に面する必要があります。溝の目的は、尾部の角度を変えたいときにガイドとなることです。尾部がスイングするピボットとなるように、リブを溝に貫通させてピンを打ち込みます。リブが割れないように、ピンの両側でリブを細い糸で縛る必要があります。ピンを挿入する前にリブを縛った方がよいことがわかります。
中央のインターストラットはアングルプレートによってスキッドに取り付けられており、図153にその形状が示されています。各ジョイントには、両側に1枚ずつ、計2枚のプレートがあることに注意してください。簡潔さとシンプルさのために、これらのプレートは1枚のブリキ板から切り出すことができ、両方のプレートを1枚のブリキ板に成形することができます。30番ゲージのブリキ板が適しています。プレートはピンで留め、クリンチし、所定の位置に固定することで、着陸時の衝撃に耐えるこの機械部分に不可欠な、非常に堅牢な構造物となります。すべてのジョイントに接着剤を丁寧に塗布してください。タイストラットは、強度を著しく損なうことなく、可能な限り流線型にする必要があります。
ブラシをかけるだけで、バインディングに非常にきれいな仕上がりを与えることができます。 [117ページ]フレームに塗られた明るい茶色のニスと美しいコントラストをなす日本製の黒で丸みを帯びたデザインです。
図154は、尾部の角度を変えることができる四分円板の形状を示しています。これは半径4インチに切断され、ピンで固定されています。歯のピッチは1/8インチで、非常に微調整が容易です。尾部がノッチにしっかりと収まるように固定する必要がありますが、調整が困難になるほどきつく締めすぎないようにしてください。最適な位置を見つけるには、試行錯誤が効果的です。
図159.—圧縮空気駆動の単葉機
前章（94～103ページ参照）で述べたように、車軸は傘リブとピアノ線の2つの部分で構成されており、 図155にその構造を示します。ピアノ線は溝（後端位置に固定）に埋め込まれており、 [118ページ]車輪は小さな真鍮管のカラーによって間隔を空けられており、ピアノ線車軸の各位置にはんだ付けされています。車軸自体は、本章の前半で述べたように、ショックアブソーバーブラケットの間に取り付けられており、適切な半径のワイヤーで保持されています。このワイヤーは、任意の適切な位置に固定されており、ゴム製のバインディングがショックアブソーバーを形成しています。半径のワイヤーは、車軸の横方向の位置を平面に対して維持するために不可欠です。モデルが受ける衝撃を吸収するために十分な量のゴム製バインディングを使用する必要がありますが、その正確な量を定義することは当然不可能です。
後輪部材は、以下の方法でロンジロンに固定されます。端部はフレーム部材と平行になるように折り曲げられます。V字型シャーシ部材の頂点は、後輪を支える短い車軸に半田付けされます。車軸は、車輪のハブに適した長さに切断されます。後部シャーシのすべての部分に20番ゲージのワイヤーが使用されています。図156がこれを示しています。
図157は、後端中央中間支柱と上部縦通材の接合部を示しています。接合部は半分に分割されており、ピン留めと結束によって安全性が確保されていることがわかります。
すべての木工製品は、木目に金のサイズを詰め、良質のニスで仕上げることで磨くことができます。
模型を飛ばす際には、調整が完了するまではプラントに最大圧力をかけるべきではないこと、また、機械を始動して調整することの重要性を指摘します。 [119ページ]地面にしっかりと固定することで、多くの厄介な衝突を回避できます。さらに、舵はトルクを打ち消すように設定する必要があります。スクリューのピッチが左ねじの場合、トルクは機械を右に傾ける傾向があるため、舵は左に設定する必要があります。逆も同様です。
完成した機械のスケッチは図158に示され、同じ機械で駆動する単葉機の設計は図159に示されています。
[120ページ]
第15章
モデル設計に関する一般的な注意事項
模型飛行機の装置設計における計算。 — 模型を設計する際に採用する正しい方法は、モーターを除いた機械を製作し、重量を測定し、それに合わせて装置を設計することです。または、最初に装置を製作し、それが生み出す推力を決定し、それに合わせて機械の寸法（つまり重量）を変更します。
一般的な規則として、プラントは推力の3倍の重量の機械を飛ばすことができるとされています。したがって、3オンスの推力を発揮するプラントは、9オンスまたは10オンスの重量の機械を飛ばすことができます。しかし、圧縮空気エンジンの推力は一定ではなく、容器内の圧力が低下するにつれて徐々に減少するため、9オンスの重量の機械（最初に機械を組み立てると仮定）の場合、プラントは約5オンスの初期推力を発揮する必要があります。プロペラの直径は、使用するモーターの最も効率的な速度に依存します。
モデルの重量が17オンス（約480g）を超えないと仮定すると、4気筒エンジンを組み立てれば十分に対応できるでしょう。長さ24インチ（約60cm）、直径3インチ（約7.6cm）の、厚さ0.02インチ（約0.5cm）の銅または硬質真鍮箔で作られた容器が必要になります。しかし、 [121ページ]読者が特にロータリー モーターを取り付けたいと思っている場合、間違いなく前述の 5 気筒ロータリーが適しています。
スケールモデルの製作—ゴムモーターで飛行するスケールモデルを製作する上で最も難しいのは、重心をプロトタイプと同じ相対位置にすることです。これは、必要なパワーを発揮し、かつ適切な飛行時間を確保するために、ゴムモーターが長くなるためです。
ゴムモーターの固定と配置に関しては、プロトタイプの設計において最も根本的な変更が必要になりますが、筆者は、この点でもオリジナルの設計から大きく逸脱することなく済むような配置を考案しました。この配置は、ゴムの張力をすべて吸収する別個の支柱またはフレームを用意するというもので、支柱にはクリップなどの適切な固定具を配置するだけで済みます。これにより、ゴムの交換や修理のためにモーターを取り外したり、出力や長さの異なるモーターに交換したりすることが可能になります。これは、機体のフレームや胴体が密閉されているためゴムに容易にアクセスできない牽引単葉機（主翼が前方にある）にとって大きな利点となります。取り外し可能なモーターの使用によって得られるもう 1 つの重要な利点は、機械の前後の位置を変更できることです。これにより、重心を適切な位置に持ってきて正しいバランスをとったり、より技術的に正確に言えば、圧力の中心と重心を一致させたりすることができます。[122ページ]
採用するモーターの種類は、モデル化する機械の種類に大きく依存します。可能な限り、最もシンプルな種類のモーターが望ましいです。主支柱は、引張応力（もちろん、支柱に作用する圧縮応力も）と、ゴムのねじれによって生じるねじり応力を吸収します。この支柱の一端には、ゴム束を固定するためのワイヤーまたはその他の金属製のフックが設けられ、他端には滑り軸受けが固定されています。この滑り軸受けに、先端にフックが付いたプロペラ軸を通し、そのフックにゴム束の他端を取り付けます。
特定の種類のモーターでは、このような単純な構造は不可能です。重量を一点に集中させるため、ゴムとその支柱を短くする必要があり、プロペラに必要な回転数を得るには、状況に応じて2対1、3対1、または4対1のギア比を使用する必要があります。こうすることで、短く太い強力なゴム糸を少量巻き取るだけで、通常の太さと長さを持つモーターと同様に、良好な飛行に必要なプロペラ回転数を得ることができます。もちろん、ギア比によっていくらかのパワーが失われます。
胴体の歪みを防ぐには、桁を横方向に適切に補強する必要があり、補強ワイヤーを通すアウトリガーは桁の中心より少し前方に位置する。35番のSWGは 胴体の補強には十分な強度がある。絹の釣り糸や絹糸は翼の補強に非常に適しており、それほど強度は高くない。 [123ページ]錫メッキ鉄線や真鍮線が時々使用されるように、伸びやすい。ピアノ線は一般的に昇降舵、尾翼、シャーシ、プロペラシャフトに使用され、ゲージはNo.17 SWGから No.22 SWGまでである。模型飛行機の機首に時計ばねまたはピアノ線プロテクターを取り付けると、飛行中に木や壁などの物体に衝突して桁が破損するのを防ぐことができる。
英国における模型飛行を監視および管理する最高機関であり、王立航空クラブによって公認されている凧および模型飛行機協会は、競技会に出場するすべての飛行機にプロテクターを装着しなければならないと規定している。
[124ページ]
第16章
総論
安定性。—優れた飛行可能な模型飛行機の設計原理は、実物大の飛行機の設計原理とほぼ同等、あるいはほぼ同等の複雑さを帯びています。ある意味では、実物大の飛行機の設計原理よりも複雑と言えるかもしれません。模型飛行機は操縦者の手を離れた後はいかなる制御も受けないため、縦方向と横方向の両方において、事実上自動的に安定していなければならないからです。この自動的な安定性を実現するための調整は、飛行機を飛ばす前に行う必要があります。数百ヤードの距離を、しかも高高度まで飛行できる模型が存在するという事実は、この調整が十分に可能であることを示しています。
覚えておくと便利なルールは、縦方向の安定効果を生み出すには、先行面が後続面よりも大きな角度（つまり正の角度）をなす必要があるということです。逆に、先行面が後続面に対して負の角度をなすと、不安定な状態になります（図160参照）。
横方向の安定性について言えば、同じ原則が適用されますが、複葉機の場合は、別の方法でかなりの程度の安定性が得られます。[125ページ]
単葉機、そして時には複葉機は、図161に示すような上反角によって安定性を確保します。これは、機体の形状を決める一般的な方法を表しています。この図は、機体の正面（または背面）から見た図を表しています。この種の航空機では、昇降舵または尾翼（どちらを採用する場合でも）に上反角を持たせることもありますが、これはあまり行われません。
図160.—安定性のない機械
図161.—二面角
潤滑剤。—良質の潤滑剤は純粋な軟質石鹸から作ることができます [126ページ]4 部の純粋なグリセリン 2 部、水 6 部、これらの成分をシロップの濃度になるまで一緒に煮詰めます。
もう一つの優れた潤滑剤は、カスティール石鹸1に対して水3の割合で煮沸したもので、黒鉛または石墨を適量加えて薄いペースト状にします。
図162.—スキッドの固定
図162A.—スキッドの固定
図163.—ホイールの取り付け
スキッドの取り付け。図162および162Aに示すように、鋼線製のスキッドを模型飛行機に取り付けることができます。車輪はどの模型飛行機メーカーからでも入手でき、図163に示すように機械に固定できます。 [127ページ]機械の重量が増加するため、ゴムの量を増やし、メインプレーンを調整する必要があるかもしれません。21番 BWGワイヤー（スチール）をご使用ください。
昇降舵の調整。—付属のスケッチ（図164 ）に示すように、昇降舵は胴体に固定されることがあります。このスケッチでは、昇降舵が桁の上に固定されています。この位置では昇降舵の効率が向上すると言われています。
図165.—複葉機への支柱の固定
図164.—エレベーターの調整
平方フィートあたりの積載量。一般的に、平方フィートあたりの積載量は [128ページ]ゴム駆動モデルの支持面の平方フィートの重量は 6 オンスを超えてはならず、3 オンス未満であってはなりません。また、良好な安定性を得るためには、機械の長さとスパンの比率は 3:2 程度である必要があります。
複葉機への支柱の固定。模型複葉機の翼に支柱間を取り付ける非常に適切な方法の 1 つで、梱包のために模型を分解することが可能な方法がAに示されています(図 165 ) 。内径 ³/₃₂ インチの短い真鍮管を細い錫メッキ鉄線で翼桁に固定し、支柱間をBに示す形状に曲げてソケットにしっかりと固定します。より簡単な方法がCに示されています。ここでは、支柱間を両端で直角に曲げ、翼桁に固定してはんだ付けしています。胴体が 1 部材か 2 部材かによって大きく異なりますが、どちらにも適応できるフレーム アタッチメントがD とEに示されています。ワイヤー製の支柱をフレーム部材の断面に合わせて曲げ、中央の支柱間に接着・はんだ付けして固定します。F には、説明の必要がない別の方法も示されています。
図166.—水面ハイドロプレーン
水上ハイドロプレーン —長さ 3 フィートの水上ハイドロプレーンの場合、幅は 11 インチで、全幅は同じにしてください。深さは、ステムで 2.5 インチ、ステップで 3 インチにします。ステップの深さは 3/4 インチで、船尾から約 15 インチに配置します。筆者は、操舵用に、添付の図 (図 166 ) に点線で示したようなフィンを提案します。フィンはステムの各サイドに 1 つずつ、前方の中心線上に 1 つずつです。フィンは薄いアルミニウムで作成し、エッジが鋭くなっている必要があります。キャンバスは表面が粗すぎて、皮膚摩擦が大きすぎます。オイルを塗ったシルクの方が良いですが、筆者は薄い木材をフランス風に磨いたものを推奨します。これらのボートを「滑走」させるために必要なパワーは非常に大きく、機械仕掛けで距離を稼ぐのは相当困難でしょう。[129ページ]
ファーマン
このセクションは非効率的です
効率的なセクションを合理化する
ウェッジ
このフォーメーションは推奨できません
階段状
図167.—水上滑走フロートの断面
[130ページ]水上飛行機のフロートの容量計算。模型飛行機のフロートは、模型重量の約3倍の水を排水できる大きさに作らなければなりません。なぜなら、フロートは水面の3分の1しか水に浸からないようにする必要があるからです。1立方フィートの水の重さは約1,000オンスです。
1728 8
—— × — = 13·8 立方インチ
1000 1
8オンスを浮かせるには、排水量が必要です。これを3倍すると、フロートの総容積は42立方インチになります。前方フロート2個（それぞれ5インチ×2インチ×最大深度1インチ）と後方フロート1個（8インチ×3インチ×1インチ）が、適切なサイズです。水上滑走では、フロートの抵抗を克服するための推力を高めるために、直径が少し大きく、ピッチングされたプロペラが必要になります。図167に、よく知られている水上滑走の断面図を示します。[131ページ]
ブロックのマーキングを表示
真螺旋形状の完成ネジ
角度の設定
断面
ブロックの半分を表示
図168.—4枚刃スクリュー
[132ページ]模型飛行機用防水シルク。—防水溶液は、純粋なコーチニスをテレピン油で2:1の割合で薄めたもので作ることができます。ただし、防水性よりも気密性を高めることが重要です。この溶液は両方の効果を発揮します。ゴム潤滑剤は、グラファイト1、純粋な軟質石鹸6、グリセリン1、水4、サリチル酸1の割合で混ぜ、煮沸して冷まします。
4 枚羽根のエアスクリューの製作—前のページの図 168 は、螺旋状の 4 枚羽根スクリューがどのように彫られるかを示しています。4 枚羽根のスクリューは、2 枚羽根のものほど模型には適していません。この図には、4 つの羽根が互いに直角になるように、ブロックを中央でマークして半分に分割する方法も示されています。完成したブレードの形状をある程度把握できるように、同様の設計の一般的な 2 枚羽根スクリューの図が添付されています。ピッチは、プロペラによって掃引されるディスクの円周寸法を超えてはなりません。つまり、ピッチ角、つまりプロペラの先端と軸のなす角度は 45 度を超えてはなりません。ブレードに沿った角度は、図 168に示すように決定されます。プロペラ ディスクの円周= π × 直径に等しい線が、任意の便利なスケールで引かれます。先端角（またはピッチ角）は、最初の線に直角に線を引いて三角形を完成させるか、またはピッチをスパイラルスケールの円周線に垂直に引いてピッチ角の線を描くことで作成できます。円周線は、ここでいくつかの等しい部分に分割され、 [133ページ]接続されています。図では3点が取られていますが、小型プロペラにはこれで十分です。段ボール製の型紙をこれらの角度に切り取り、対応する点でブレードを確認してください。スクリューのバランスには注意が必要であり、このような小型設計では最も重要な要素です。船舶用スクリューは空中で作動する場合、非常に効率が悪く、模型飛行機などの駆動には使用しないでください。プロペラピッチの式はp = πd tan Aです。ここで、p = ピッチ、π = 3·14、d = プロペラの直径、tan A = ピッチ角の正接です。
図169.—木製のかんなの固定
平面の固定。図169 は、平面を固定するための簡潔で効果的な方法を示しています。
現在、模型飛行機の翼に木材が使われることはほとんどなくなりました。しかし、ベニヤ板で翼を作るには、まず必要な形に切断し、次に強度を高めるために前縁の裏側に樺の細片をピンで留めて接着します。次に、ベニヤ板を、あらかじめ正しいキャンバーに曲げておいたリブにピンで留めて接着します。読者の皆様は、樺が曲げ木に最も適した木材であることをご存じでしょう。 [134ページ]プロペラを作るには、まず糸鋸で木材を形に切り、熱湯に浸してからブンゼンバーナーで希望のピッチに曲げます。これには相当の経験が必要ですが、熟練した職人ならかなり早くできます。直径12インチまでのプロペラには、¹/₁₆インチの木材を使用し、先端に向かって¹/₃₂インチまで徐々に細くしていく必要があります。
図170.—
模型飛行機用ギヤードモーター
図171.—
彫刻されたネジの固定軸
模型飛行機用モーターの製作—模型飛行機に適したギア付きモーターは図170に示す。 ギアA用のケージEは、1/4インチ×1/32インチの帯鋼板から作ることができ、プロペラシャフトBはサイクルスポークから作ることができる。図には、プロペラをシャフトに固定する方法も示されている。部品CはシャフトBに半田付けされ、プロペラボスに開けられた2つの穴に嵌合し、プロペラは [135ページ]ナットD。ギアAの歯数は同じです。ギア付きモーターを使用する利点はありません。Fは模型の胴体です。
模型飛行機のプロペラの固定方法。—彫刻されたプロペラの場合は、図171のようにモーターフックをプロペラに固定できます。曲げ木プロペラの場合は、中央に錫の帯を巻き付け、そこにモーターフックをはんだ付けするのが最も良い方法です。
[136ページ]
第17章
簡単に作れる尾なし凧と
箱凧
凧揚げ初心者を悩ませる難題の一つは、相当強い風が吹かないと凧を地面から揚げられないことです。たとえ強い風が吹いたとしても、助っ人の助けが必要です。また、凧の尾にかかる重りの量、凧の紐の位置、そして周囲の建物よりも高く凧を揚げるための人工風を作るのに必要な距離など、何度も試行錯誤を繰り返すのは、どんなに熟練した凧揚げ愛好家であっても、その熱意を冷ます難題です。
店頭で販売されている凧にも上記の注意点が当てはまります。市販の凧は重すぎるため、海辺で揚げるのに適しています。凧を面白くするには、凧は風が弱い時でも飛ばせるように、また凧が上がるにつれて糸や紐が繰り出されるように、手から飛ばせるように作られている必要があります。また、風がどんなに強くても安定するように、凧は完璧なバランスを保つ必要があります。添付の図に示されている凧は、説明書通りに作れば、上記の条件をすべて満たし、同時に簡単に作ることができます。寸法は比例して変えることができますが、初めて凧を作る方は、最初の試みでは記載されている寸法にこだわることをお勧めします。[137ページ]
図172.—ハーグリーブスカイト
図173.—ハーグリーブス・カイトのフレーム
図174.—曲げの測定
図175.—箱凧
図177.—ストレッチャーリブの接合部
図176.—紙で覆う
[138ページ]ハーグリーブスの凧 (図 172 ) は最も簡単です。フレーム (図 173 ) はまっすぐな黄色の松材Aで構成され、これに籐の横木Bが取り付けられています。この横木は細い籐を切って割り、断面がほぼ正方形になるまで端を切り落とし、次に小さなガス炎で曲げることによって作られます。籐が熱くなったら、両手で端を持ち、ゆっくりと曲げます。弱火で前後に動かすと、曲がることがわかります。均等に曲げて冷ますと、この形が保たれます。中心を見つけ、図 174に示すように測定して、両側の曲げが均等であるかどうかを確認します。均等に曲がったら、 AとB (図 173 ) が交差する場所にわずかに切り込みを入れ、接着剤を少し塗って綿で覆って組み立てます。曲げた肢の端を麻糸でつなぎ、フレームの周りにも糸を通し、接着剤を付けて各端を切り込みで固定します。
乾いたら、枠を紙で覆います。造花を作るのに使う、ごく薄い色紙がまさにぴったりです。薄い小麦粉の糊を塗って貼り付け、できるだけ紙にシワが寄らないように、できるだけ重ねないようにします。丈夫な紙を円盤状に切り、枠の交差部分に糊で貼り付けます。これは、この部分の紙を強化するためです。糸を巻き付けると大きな穴が開いてしまう可能性があるからです。交差部分に丈夫な糸を1ヤードほど巻き付け、乾いたら凧をテストします。すべてがうまくいけば、凧は鳥のように手から飛び立ち、尾など必要ありません。
装飾目的で短い魚の尾とひれを追加したり、ゴム風船を尾として使用したりすることもできます。[139ページ]
図175に示す箱凧は、前述の凧と比べて製作がそれほど難しくありません。凧と同様に簡単に飛ばし、安定性も同等です。折りたたみ式なので、小さなコンパスで巻くことができます。
凧を作るには、色とりどりのシートを2枚貼り合わせて一続きの紙を作り、床に広げます。黄色の松材の4本の支柱を適切な長さと厚さに切り、たっぷりと糊をつけて、図176のように紙の上に置き、その上に細長い紙を貼ります。これは支柱の周りの紙を強化するためです。糊がベタベタしている場合は、乾いて固まるまでそれほど時間はかかりません。紙の端を支柱に接合して、中が空洞になった長い箱を作ります。
次に、細い木材を4本切り、横木を作ります。中央にピンを刺して固定します（図177参照）。端に切り込みを入れ、箱の支柱の間に収まるように広げます。それぞれの端に木材を1本ずつ取り付け、支柱の端を麻糸でしっかりと引っ張り、両端を結び付けて接着します。こうすることで、横木による紙への負担が軽減されると同時に、横木の周りに巻き付けて糊付けした紙を支えることができます。
凧が完成したら、支柱の端から約7.6cmほどのところに、細い糸を短く結びます。これに凧揚げ用の糸を取り付けます。凧揚げ用の糸を支柱の端に結ぶと、凧はよく飛びます。糸の位置は、ほんの数cm単位で固定する必要はありません。凧揚げ用の糸が支柱の端に近づくほど、凧はより安定して飛びます。 [140ページ]糸を中央に寄せると、凧は不安定になります。中程度の風が吹いているとき、糸を上部に取り付けると、凧はそうでない場合よりも垂直に上昇する傾向があります。
図177A
図177B
図177AとB—ツインセルラーボックスカイトの詳細
図177Aは、箱凧のもう一つの簡単な形を示しています。これは、2フィート6インチ×3/8インチ×1/2インチの柾目の木片（できればトウヒ材）4枚で作ります。さらに、長さ1フィート7.5インチで、前述のものより1/1/6インチ幅と厚さを厚くした4枚の木片を用意し、それぞれの端を1/8インチ×1/4インチの深さで半分に切ります。こうすることで、仮の端A （図177B）をしっかりと結び付けた際に、これらの横棒が長い木片をしっかりと端から掴むようになります。セルの側面は点線で示されています。凧が正しい形になるように、横棒はやや長めに作ることをお勧めします。
[141ページ]
第18章
模型飛行船の製作
ここで提示する設計では、明らかな理由から、プロトタイプのラインを厳密に踏襲することは不可能でした。ゴム駆動の模型に適合させるにあたり、必然的にいくつかの変更が加えられたためです。筆者の目的は、この模型をアマチュアでも製作可能な範囲に収めることでした。実際、これ以上構造を簡素化することはほぼ不可能でした。さて、実寸大であれ模型であれ、飛行船の成功は、主に飛行船が空気より軽く、飛行機とは異なり、揚力を得るために速度に依存しないという事実を遵守することにかかっています。次に、水素の揚力も忘れてはなりません。これは温度と純度によって異なりますが、一般的な目安として、水素は1,000立方フィートあたり80ポンドの揚力を発揮します。差異を考慮するために、1,000立方フィートあたり70ポンドといった低い数値を採用するのが良いでしょう。ここに提出する設計では、アルミニウム（あるいは同等の性能を持つマグナリウム）管が本体または外皮の骨組みを形成しています。概略的な配置は、図178と図179から明らかです。図178 と図179は、それぞれ平面図と側面図を示しています。 [142ページ]フレームは六角形の断面を持ち、その縦部材は両端が真鍮製のキャップで終端し、このキャップに軟質真鍮製のピンでリベット留めされています。フレームの両端を円錐形にするために、曲げ加工前に管を焼きなましする必要があります。この作業は、弱いアルコール炎の中で行うのが最適です。ただし、管が炎の中で常に動いているように注意し、溶断を防ぐ必要があります。構造上、管をリベット留めする必要がある場合は、ピンにハンダを流して遊びを吸収する必要があります。図180は、縦部材を真鍮製のエンドキャップに固定する方法を示しています。まず、Bのように管を平らにしてから、キャップにリベット留めします。この図は、舵の角度調整方法も示しています。エンドキャップには真鍮製の管をハンダ付けします。この管の内径は、舵を構成する18番ゲージのワイヤがはめ込む程度である必要があります。長さ1/8インチの管状部材2本を舵にハンダ付けし、位置を固定します。六角形の横木は13本必要で、それぞれ直径3/1/6インチのアルミ管で製作します。横木がずれないように、No.35 SWG ピアノ線で横木を補強します。各ピアノ線は管に小さな穴を開け、その穴で切断します。図180に詳細を示します。各横木は縦木にリベット留めされ、縦木は横木が取り付けられる箇所で平らに加工されています。[143ページ]
図178.—側面図
図179.—平面図
[144ページ]この模型は 4 つの弾性モーターによって駆動され、その動力は等速ギアを介して 2 つのプロペラに伝達されます。4 本のモーター ロッドは、図に示した中実のものと同じ断面の中空スパーが望ましいでしょう。そのようなロッドを使用する場合は、適切な断面の木材にU字型の溝を彫って作成します。スパーごとに 2 本のロッドが必要で、接着して中空のチューブを形成します。支柱にアウトリガーを通すために穴を開ける必要がある箇所では、スパーの 2 つの半分を組み立てる前に、溝に樺の小さな梱包材を入れておきます。スパー、より正確にはモーター ロッドは、直径 1/4 インチのアルミ製チューブ アウトリガーによって外殻のフレームワークから吊り下げられます。図 181 は機械の端面図、図 182は中央の断面を示しており、これらの形状を示しています。 8つ必要です。角度は、2つの推力中心が同一平面に位置するように、きれいに正確に形成されなければなりません。アウトリガーと断面部材の両方を成形する際には、テンプレートとして使用するために、それらの実寸大の図面を作成することをお勧めします。特に断面部材の製作においては、それらを包み込む際に、それらが歪んで真実から外れることがないようにするために、このことが不可欠です。
図183は、モーターロッドアウトリガーとモーターロッド本体の接合部を示しています。図に示すように、チューブは部分的に平らに成形されており、スパーを囲むようにして、ピンとクリンチによってスパーに固定されています。[145ページ]
図180.—チューブとエンドキャップの接合部
図181.—端面図
図182.—中央部
図183.—アウトリガーとモーターロッドの接合部
[146ページ]ギア (図 184 を参照) は、ギアの軸受けとなる真鍮のフレームワーク (モーター ロッドの端に結合) で構成されています。ギアの使用目的は明らかで、ギアによって桁にかかるトルクがなくなり、単一の糸束が桁をねじる傾向がなくなります。チューブ片をシャフトに通して、ギアとギア軸受けの間を支えます。ゴムが張っているときにゴム製フックがまっすぐに引き抜かれる傾向に対抗するため、フックの端はAで示すように固定されています。糸束を取り外す必要がある場合は、チューブをシャフトに沿ってスライドさせるだけでフックが開きます。
図185はキングポストの取り付け部分を示しています。スパーはほぞ穴加工が施され、キングポストは溝にあらかじめ接着剤を塗布して押し込まれ、側面からピンで固定されています。キングポストにはバーチ材を使用し、断面は最大で⅜インチ׳/₃₂インチ、端部に向かって⅛インチ×¹/₁₆インチと細くなっています。
各モーターロッドの端部には、22番SWG ピアノ線製の小さなフックが取り付けられており、これにスパーブレースが固定されています。適切な長さのピアノ線をスパーに通し、フックを形成します。ブレースはキングポストに数回巻き付けて固定します。
次に、図186に示す形状のツインフックを4つ製作します。16ゲージのワイヤーを使用し、スパーの端をしっかりとクリップして固定します。すべてのフックはバルブチューブで覆い、ゴムが張力を受けているときにフックがゴムを切断するのを防ぎます。
エンベロープの横材と縦通材の接合部は図 187に示されており、この図から、これまで言及してきた縦方向の曲げが明らかになります。[147ページ]
機体後部には、一対の重ね合わせた昇降面、すなわち昇降舵が固定されている。これらの昇降舵は、先端部がモーターロッドアウトリガーに固定され、後部は舵の2本の横リブによって支持されている。昇降舵の迎え角をわずかに変更できるように、舵のフレームを覆う布地に小さなスリットを入れる。
図184.—ギアの配置
図185.—キングポストアタッチメント
図186.—ツインフックの詳細
図187.—クロスメンバージョイント
図188.—ネジの端面図
[148ページ]ここでプロペラに注目してみましょう。2本のスクリューが使用されているため、トルクが逆向きになり、結果としてバランスが取れるため、ピッチをかなり長くすることができます。図189は、彫刻の準備が整ったプロペラブロックの透視図であり、図188はスクリューの端面図です。スクリューはまず真の螺旋状に彫刻され、次に断面図（図182）に示す形状に成形されます。ブロックにはアメリカ産のホワイトウッドを使用しますが、それがない場合はポプラ材でも構いません。円形のブリキの円盤がプロペラボスの両側にピンで留められ、そこにシャフトがはんだ付けされています。両方のプロペラが同じ重量で、それぞれがバランスが取れている（つまり、シャフト上でバランスが取れた状態で180°の角度になる）ように細心の注意を払うことが不可欠です。仕上げには金サイズとニスをそれぞれ1回ずつ塗布します。各ギアは、6本の1/4インチのワイヤーによって駆動されます。柔らかい石鹸とグリセリンで十分に潤滑した弾性ストリップ。
図189.—彫刻前のプロペラブロック
[149ページ]
図190.—模型飛行船
[150ページ]外被は黄色の日本製絹を使用し、亜麻仁油20%とテレピン油10%を薄めたニスで防水処理を施す。布を貼る前と貼った後にそれぞれ2回ずつ塗る。外被の縫い目すべてに布の帯を接着し、外被を可能な限り不浸透性にする。アウトリガーが貫通する部分には、さらに別の部分を接着し、チューブ本体にフランジで固定し、その後、十分にドーピングする。ここで、外被を可能な限りガス遮断性にすることの重要性を強調しておくべきである。完全な不浸透性布はまだ発明されていないが、注意深く行えば、浸透によるガス損失を非常に低い数値にまで抑えることは可能である。
ルーカス サイクル バルブは、気球の背面を構成する真鍮製エンド キャップに半田付けされており、膨張させるために次のように行われます。T字継手をサイクル ポンプに固定し、ガス容器から T 字継手にパイプを接続します。T字継手の残りのアームからバルブに別のチューブを接続します。気球を膨張させるには、ポンプのハンドルが完全に押し出されるまで容器の圧力を解放し、次に圧力を遮断してポンプを押し下げ、気球にガスが流入するようにします。気球が「膨張」するまでこれを続けます。もちろん、ガス ジェットからの水素を使用すればこの方法を採用できますが、気球製造業者から調達する水素のような揚力は持ちません。
結論として、膨らませた完成モデルの重量は2ポンドを超えてはならないことを指摘しておく。飛行中のモデルの外観を図190に示します。
自分で模型飛行船を設計したい人のために、石炭ガスは1,000立方フィートあたり約35ポンド、つまり [151ページ]等量の水素で持ち上げられる重量。小型の模型では、体積、ひいては揚力は直径の3乗に比例して減少するため、あまり成功しないだろう。したがって、本章で示した寸法の半分の模型を製作すると仮定すると、その重量は元の模型の1/2 × 1/2 × 1/2 = 1/8しかなく、この限界まで作業を進めるのは困難だろう。筆者は、次のような基本的な計算が示すように、このような小型の飛行船では成功は期待できないことを指摘したい。1トンを支えるには35,000立方フィートの水素が必要である。すると、1立方フィートの水素は²²⁴⁰/₃₅₀₀₀ポンドを支えることになる。さて、模型飛行船の容積は、次のように仮定する。
22 5 5 36 1
— × — × — × — × —— = 立方フィート、
7 2 2 1 1728
したがって、それが支えることができる総重量は
22 5 5 36 1 2240
— × — × — × — × —— × ——— = 0.026 ポンド、または 0.4 オンス。
7 2 2 1 1728 35000
このことから、この重量の模型を製作することは極めて不可能であることがわかります。
金槌で叩く人の皮ほど適した覆いは存在しない。模型が硬質タイプの場合、覆いは外皮に魚鱗状を与える骨組みの上に張られるべきである。外皮を可能な限り防水するために、布の細片を粘液ですべての継ぎ目に接着する必要がある。実物大の飛行船には、布の細孔から水素が逃げるのを防ぐため、3～4層もの覆いが使用されていることは注目に値する。しかし、もし [152ページ]読者が非剛性型の模型を製作しようと考えている場合、木製の船体を切り出し、これに布を貼り付けます。船体は、膨らませた封筒の形状を再現する必要があります。
圧縮空気は模型飛行船の推進にも役立ちます。
最後に、警告しておきますが、少しでも漏れがあると爆発する恐れがあるため、モデルを火、ガス、マッチなどの近くに置かないでください。
模型飛行船を製作する際には、 船体の直径を2倍にすると、重量は2倍になるだけで積載量が4倍になり、揚力も4倍になることを覚えておくとよいでしょう。これは以下の計算で分かります。
先ほど見たように、長さ 3 フィート、直径 2.5 インチの飛行船の揚力は、0.26 ポンドに相当します。
直径を2倍にすると計算は次のようになります。
22 5 5 36 1 2240
— × — × — × — × —— × ——— = ·052 ポンド
7 1 1 1 1728 35000
このことから、空気より軽い航空機で特定の重量を持ち上げたい場合は、まず最小容量を計算し、次に直径（常に可能な限り大きくする必要があります）を変更して必要な容量を得る必要があることがわかります。
水素の揚力は1,000立方フィートあたり70ポンドと述べられていますが、これは2つの重要な考慮事項を説明するためです。まず、実物大の気球は、押し出される物質の質量が大きいため、模型よりもはるかに高い圧力で膨らませる必要があることは明らかです。この事実に直接付随するものとして、パーコレーション（浸透）も大きくなることがわかります。 [153ページ]したがって、70:1,000という揚力比は、模型としてはやや低めの見積もりと言えるでしょう。第一に、この模型は実物大の気球の半分以下の圧力まで膨らませるだけで済むため、第二に、パーコレーション（空気の浸透）がかなり少なくなるからです。筆者は、製作者の模型が規定の2ポンド（約9.3kg）の制限内に収まらなかった場合でも、飛行性能が著しく損なわれないように、意図的に実物大という制限を設けました。
さらに、エンベロープは内部のフレームワークによって形状が維持されているため、内部は空気で満たされています。水素を注入すると、空気を逃がすための出口がないため、装置は軽くなるどころか重くなってしまいます。この問題は、モデルを立ててサイクルバルブを上にし、下部の真鍮キャップにバルブまたはタップを取り付けることで簡単に解決できます。この下部のタップを開いて空気を逃がし、水素をサイクルバルブから吹き込みます。すべての空気が追い出されるまで、水素は下部のタップから吹き出しません。バルブ自体を作動させるのに十分な高圧の水素が得られない場合は、バルブを使用しないでください。
このような場合、ポンプに吸気弁を取り付ける必要があるかもしれません。気体外気は可能な限り低い圧力で膨張させる必要があります。そうしないと、揚力が低下します。いずれの場合も、模型飛行船では明確な公式を定めることは非常に困難です。模型の揚力係数は上記の数値を超えていますが、国内各地の水素の純度（ひいては揚力）は推測の域を出ないため、実用上は安全に使用できる公式です。
印刷：Cassell & Company, Limited,
La Belle Sauvage, London, EC4
50.220
転写者のメモ:
図は、段落を分割せず、説明しているテキストの隣に表示されるように移動されています。
誤字や句読点の誤りは黙って修正されています。
多くのイラストは番号順に並んでいません。これは誤りではなく、元の本の一部です。
*** プロジェクト グーテンベルク 電子書籍 模型飛行機の終了 ***
《完》