狸穴ジャーナル『タヌキがゆく』

"空港"を成長!させた固定翼航空機の発達史  《 Airport 第6回 》

第6回 第2章 "空港"を成長!させた固定翼航空機の発達史

(2025年9月10日改訂―Version1Revision3ー)

航空機が、発達が landing strip (Runway;離着陸路、滑走路)を生みだし!

そして成長(大型化)と共に、apron(駐機場)Hangar(格納庫)を備えた airplane field(飛行場)と成り、更に旅客ターミナル(ビル)や、Runway と Terminal を結ぶTaxiway (誘導路)を備えた airport(空港)と成ったのです。

第0項 航空機で用いるスケールはポンド・ヤード

現在、航空機のスケール(計量単位)は(旧ソ連圏を除き)ポンド・ヤード法が基本となっています。

以後、本項で用いる単位は、ポンド・ヤードを基本とします。

第1目 米国測量単位

  • ●1 ft(フィート)= 12 in(インチ)
  • ●1 yd(ヤード) = 3 ft(フィート)
  • ●1 ch(チェーン)= 22 yd(66 ft)
  • ● 1 mi(マイル)= 80 ch 

ポンド・ヤードでは、3倍と4倍が単位の基本となっています。

0-1-1 FAA は米国測量単位!を使用

更に、米国(FAA)では、"測量"に 1ft = 1200⁄3937 m の米国測量単位を用いています。

つまり 1ft ≒ 0.304800609601219202438 と成り、

1 mi(マイル)= 80 ch ≒ 1609.347 m と成るのですが...

本稿では、国際ヤード の基本 1 in = 25.4mm を用いて、

1ft (= 12 in )= 0.3048 m として"作図"しています。

※FAAの公式 Airport diagram で "300 ft が見当たる"のは 1 yd(ヤード)= 3 ft つまりきりの良い100 yd だからです。

0-1-2 海里

近年の傾向で、船舶に倣い航続距離を Nautical Mile(海里)で公表する傾向になっています。

海里とは、地球上の緯度1分(1/60度)に相当する距離の事です。

つまり、六分儀などで、位置測定する場合に、1時間当り何分進んでいるかを表現することで、1日何度進むか?を求めやすいためです。

現在国際海里では1nautical mile= 1852 mと定められていますが、省略単位は規定されて魔線。

なので、本項では"海里""と表記します

第1項 Airport を生んだ Airplane の発達史 一般的には、固定翼航空機の歴史は、19世紀末にドイツ人リリエンタールが滑空機(グライダー)を成功させて、20世紀に入りアメリカのライト兄弟が初めて、『自力飛行のできる動力固定翼機つまりairplaneを実現した』とされていますが... これらの"実証試験"以外にも"多くの Flying machine の成功が記録(主張)されています。 更に本節では Glider(滑空機)も固定翼 Flying machine に含めます。

第1項 文書に記録された成功例

(2025年9月3日改訂―Version 1 Revision 1ー) (※以下は、History of aviation(航空の歴史)英語版 Wikipedia に下ずいた一覧です。) リリエンタール、ライト兄弟の様に、"映像記録"や"第3者目撃証人"のある、ドキュメンタリー;文書(もんじょ)や、検証が無い!designer(設計者)、Constructor(製作者)の自著(主張)に基づくものも含まれています。

第1目 グライダー

英語の glider は動詞 glidr 「滑る」の名詞形であり、語源は定かではあり魔線。前途したリリエンタールの祖国ドイツでは Segelflugzeug と呼ばれており、彼自身は Flugapparat (飛行装置)と呼称していたようです。

尚Segel-flugzeug の元ネタ Segel はヨットの"帆"を示しflugzeug は飛行機を意味しており"帆かけ飛行機"の意味で、むしろ風を利用したグライダーには最適な表現であり、英語の glider とは関連ありません。

年代 国籍 designer or constructor 呼称・ジャンル 備考・業績
1648年 イタリア Tito Livio Burattini 模型飛行機! "ネコ!"を乗せた飛翔実験に成功?
1709年 ポルトガル Bartolomeu de Gusmão Passarola 模型
1848年 大英帝国ヨークシャー George Cayley

軽量3葉滑空機

"子供"を乗せた実験成功!

模型飛行機用ゴムバンド動力の発明者 テンション・タイプ・ワイヤー・スポーク・ホイールの発明者

1848年 イギリス・ノッティンガム William Samuel Henson 固定翼滑空機 史上初の滑空機!?
1856年 フランス Jean Marie Le Bris 固定翼滑空機 ロープ(馬!)牽引による曳航に成功
1858年 イギリス・ケンジントン Francis Herbert Wenham 5葉滑空機

1871年

フランス Alphonse Pénaud ゴム動力単葉!模型飛行機
1874年 フランス Félix du Temple de la Croix 動力単葉機 蒸気エンジン!(補助)による有人滑空に成功

1884年

アメリカ John Joseph Montgomery 滑空機 自身の操縦による滑空に成功。(証人なし!)

1905年

仝上 仝上 タンデム翼滑空機 ダニエルマロニーの操縦で滑空公開実験に成功。
1884年 ロシア Alexander Mozhaysky 動力(補助)単葉機 地上ウィンチによる曳航。
1887年 サンクトぺテルブルク出身オーストリア人 Wilhelm Kress ハンググライダー 実証滑空試験
1891年→1896年 ドイツ Otto Lilienthal 単葉・複葉・3葉の各種滑空機 単葉・複葉・3葉などの滑空機による数千回!の滑空
1896年 フランス・パリ出身アメリカ人 Octave Chanute 滑空機 リリエンタールの後継者として、チームを率いグライダーの滑空実験に成功
1896年5月6日 USAマサチューセッツ州 Samuel Langley 動力無人機! 持続飛行成功。
1902年9月20日→10月 USA・オハイオ州 Wright brothers

滑空機

●初の有人動力自力飛行に成功!

●グライダーによる1000回以上の滑空に成功。

プロペラ設計理論を確立!

● 1903年3月23日Flying "Machine""の特許申請。

1903年12月17日 仝上 仝上 Wright Flyer動力有人飛行機 オービルライトの操縦で、初の動力自力飛行に成功!
1909年7月25日 フランス Louis Blériot Blériot XI (単葉機) 英仏海峡横断に初成功
1915年12月12日 プロイセン王国(ドイツ) Hugo Junkers(ヒューゴ・ユンカース)

Junkers J 1

世界初の全金属性 ・実証機 !

油圧ブレーキを発明

1919年5月8日→31日 アメリカ Curtiss Aeroplane and Motor Company(企業) Curtiss NC4 (複葉大型水上艇) 初の大西洋横断飛行に成功
1919年6月14日 イギリス Rex Pierson 設計 Vickers Vimy 初の大西洋無着陸横断飛行に成功!
1933年2月8日 アメリカ Boeing(企業) 全金属性双発単葉 Boeing 247

●原型機初飛行

初の実用的民間機

●可変ピッチプロペラ

自動操縦装置

引き込み車輪

●乗客(10席)14人

●後続距離 750mi(1207km )

●製造機数 75機

1933年5月22日 同上 仝上 B-247

United Airlines で就航

1935年7月28日 アメリカ Boeing(企業) Boeing B-17 Flying Fortress (原型機)初飛行成功
1935年12月17日 仝上 Douglas Aircraft Company(企業)

Douglas DC-3

●原型機初飛行

初の量産♥双発商業旅客機

607機!量産

乗客21人(Max 32人)

航続距離1500 mi (2,400km !)

ニューヨーク→ロサンゼルス(3航路乗り継ぎ)18時間達成

1939年8月27日 ドイツ Ernst Heinkel (エルネスト・ナインケル)

世界初のジェット機 He178 (実証試験機)

初飛行

1942年9月21日 仝上 Boeing(企業)

Boeing B-29 Superfortress

(軍事用爆撃機)

●(試作機)初飛行

高高度31,850 ft(9,710m!)達成 航続距離 20000 mi (3200km!)以上  Pressurization(与圧)キャビンの採用

1946年2月15日 仝上 Douglas Aircraft Company(企業)

Douglas DC-6(4発プロペラ)

●原型機初飛行 704機量産

与圧キャビン

乗客 Max102席(国内線用B型)

航続距離 3107mi(5000㎞)

 1949年7月27日 イギリス de Havilland(企業)

ジェット旅客機 de Havilland Comet

●原型機初飛行

●初の♥ジェット旅客機 

●乗客56名(Mk.4)

●乗客36席

●航続距離3,225mi(5190km)

●シリーズ114機生産

1952年 アメリカ Douglas Aircraft Company

DC-8

Pan Am により大西洋横断航路開設

1952年5月2日 イギリス de Havilland(企業)

de Havilland Comet

BOAC によりロンドン⇔ヨハネスブルク間の定期航路開設

1955年5月27日 SNCASE(企業)

Sud-Aviation SE 210 Caravelle

●原型機初飛行

※以下は量産Ⅵ-R型

乗客2クラス99席

航続距離 2500km

●シリーズ279機生産

1957年12月20日 アメリカ Boeing(企業)

Boeing 707

●量産初飛行!

初の営業成功!ジェット旅客機

乗客2クラス141人

航続距離4312mi(6,940km)/320Btype

シリーズ865機!生産

1963年2月 仝上 仝上

Boeing 727

●原型機初飛行

※以下はすべて初期型(-100)

High-lift device高揚力装置)で短い Runway(地方空港)に対応

●着陸距離 4,800ft(1,500m)

●離陸距離 8,300 ft (2,500 m)

●モノクラス 149席

●航続距離 2,250 海里 ( 2,590 mi = 4,170km)

●シリーズ生産機数1,832機!

1964年2月1日

Boeing 727

♥イースタン航空米国内便に就航

1964年5月

Boeing 727

●日本国内線に♥JAL(20機)が初登場、続いてANA(43機!)TDA(2機)も幹線に投入。

1969年2月9日 仝上 仝上

4発ワイドボディージェット旅客機 Boeing 747 

●初飛行

シリーズ 1,574機!生産

3クラス416人

航続距離 8,826mi(14,205km)/-400ER

1970年1月 仝上 仝上

B747

pan am によりニューヨーク⇔ロンドン便就航(約5550㎞)

1973年 仝上 仝上

B747-SR

日本航空国内線に2クラス452名!の747-SR就航

1976年 仝上 仝上

B747

pan am 東京(成田)⇔ニューヨーク(JFK)直行便開設アンカレッジ空路(約11,000km)

1981年9月26日 仝上 仝上

ワイドボディー双発ジェト機 Boeing 767

●初飛行

シリーズ生産機数 1,069機(2014年12月現在)

●乗客2クラスMax351人

航続距離 11,305km

※何れも-300ER

1982年9月8日 仝上 仝上

B767

United Airlines 米国内線就航開始

1983年9月1日

仝上

B747-230

※ソ連上空でB747-230大韓航空機撃墜事件発生

1986年9月25日

アメリカ 仝上

B767-300

JAL初号機受領

1987年

仝上 仝上

B747

American Airlines, Inc. が東京(成田)⇔ダラス(Dallas/Fort Worth International Airport)直行便(約10,300km)を開設

1991年12月26日

ソ連崩壊!ロシア連邦成立により、シベリア上空の大圏コースが民間航空機に開放

1993年

米国政府 GPS を民間に開放

1994年6月12日

アメリカ Boeing(企業)

ワイドボディー双発機Boeing 777

●原型機初飛行

♥初のフライ・バイ・ワイヤ旅客機

●生産機数1445機(2016年12月現在)

1995年12月

B-777-200

●ANA国内線に就航

♥ANA国内線2クラス405席

♥航続距離8,130mi (13,080km!)/-200ER

2009年12月15日

仝上 仝上)

新世代ワイドボディー双発ジェット B-787 初飛行

● 初飛行

1,127機!生産!(2024年現在) ANA国内線2クラス395席!

ANA国際線3クラス246席

航続距離 8,710 mi(14,010km)

(何れも-9)

2013年6月14日

イギリス・フランス Airbus SE (企業)

新世代ワイドボディー双発機 Airbus A350 XWB

●初飛行

新世代バイワイアーコントロール

生産機数 603機(2024年5月現在受注残706機!) 航続距離 16,100km

2019

仝上 仝上

Airbus A350 XWB

JAL国内線就航 ●JAL国内線3クラス391名

●JAL国際線4クラス239名

第2項 自動操縦(航法)の基本となる Airway (aviation)

第0目 Airway (aviation)の設定

2-0-1  アメリカに於ける最初の航空路

民間航空機 airway の歴史は、1911年に始まった民間航空機による航空郵便の歴史に遡ります。

1925年2月の商業航空を奨励する「郵政長官に航空郵便サービスの契約を委託する権限を与える法律」により契約航空郵便ルート(United States airmail service)が開設(設定)されました。

2-0-2 無線通信の発達

●1900年に Guglielmo Marconi がマルコーニ国際海洋通信会社を設立して、モールス信号による洋上での無線通信(航行支援)が開始されました。

●1908年にLee de Forest という人物が3極真空管を発明して、無線機器が大幅に進歩しました。

●米国では各空港にヨーロッパでは要所要所に、NDB;Non-directional beacon(無線標識)が設置されて、"空の灯台"として航路を示す標識となりました。

2-0-3 ヨーロッパで開始された Flight level の概念

airway は、機上搭載機器(計器・通信機)の発達で、高度差による Flight level が導入されて、速度差や、双方向運行を吸収できる Air corridor(空の回廊) に発達しました。

第1目 自動操舵と自動着陸

  • ●Autopilot;自動操舵装置
  • ●Autoland;自動着陸装置

自動操縦装置に関しては(搭載機器が統合されているために)、混同されがちですが...

2-1-1 2点間移動に関する Autopilot

「航空路として定められた2点間」自動航行するる為の操舵装置が Autopilot です。

2-1-2 Landing(着地)を行う Autoland

降雨・降雪・濃霧などの悪天候時に、

安全な着陸を支援する自動着陸装置が、Autoland です。

2-1-2-1 Autoland の要は ILS 誘導ビーコン地上設備

特に Autoland の要となるのが、ILS;Instrument landing system (計器着陸システム)を支援する誘導ビーコン地上設備であるLOC(ローカライザー;方位ビーコン発信設備)とG/S(グライドパス;滑空経路ビーコン発信設備)は、空港の"品位"を決める"3種の神器"の一つであり、重要な装備となります。

第3項 操縦装置 の発達史

当初は自転車の様にリンク機構と鋼線(ピアノ線)による、人力駆動だった操縦装置(補助翼、昇降舵、方向舵)が、(先進工業国だったアメリカで)油圧制御によるパワーアシストが考案されて、大型機(軍用機)に採用されるようになりました。

第1目 操縦装置のパワーアシスト化と Autopilot の登場

日本語では、自動操舵装置、自動操縦装置とも翻訳される Autopilot は、飛行中の「雲などによる有視界飛行の支障」をサポート(軽減)するために、計器(コンパス、高度計、対気速度計)のみによる、計器飛行を可能とする為に考案されました。

3-1-1 初期の試み

1912年に、米国の Sperry Corporation が、Gyroscope(方位計)と、Attitude indicator (姿勢指示器)と 操舵装置を駆動する Actuators(駆動装置) を Control valves で機械的に制御する、 Gyroscopic autopilot(自動操舵装置)を考案しました。

2-2-2-1 長年用いられたコンセプト

有名な大韓航空機撃墜事件(1983年)が切っ掛けで、米国が(軍事目的だった) 全地球測位システム; Global Positioning System を一般公開(1995年)するまでは、長年ジャイロスコープを用いた慣性航法システムによる、自動操縦システムが主流でした。 

3-1-2 現在の装置

電子機器の発達で、方位センサー、姿勢センサー、電波高度計、対気速度センサー、等は、コンピューターで処理されて、各種アクチュエーター;サーボモーター、油圧シリンダー( Solenoid valve)と連携して、操舵装置、エンジン出力制御などの高度な機体制御を行っています。

第2目 Autoland(自動着陸装置)

前途した様に、自動操舵装置(Autopilot)と混同されることが多い、Autoland(自動着陸装置)ですが...

2-3-1 計器着陸支援地上誘導ビーコン

Autoland(自動着陸)を行うには、勿論飛行機へのパワーアシスト装備(自動操舵装置)が必要ですが...

空港側の地上支援設備(誘導ビーコン発信装置)が重要となってきます。

2-3-1-1 軽飛行機でも必要

最新型のビジネスジェットを除き、カテゴリB・Aの小型機・軽飛行機では、パワーアシストの無い人力操舵(操縦)装置がメインで、自動操縦、自動着陸は行え魔線!が...

夜間や、悪天候等の"視界不良"時には計器着陸(支援誘導地上設備)が必要不可欠!となります。

2-3-2 計器着陸システム支援誘導ビーコン地上設備
  • ●精密進入滑走路(precision approach runway);ILS装備 の Ranway
  • ●非精密進入滑走路(non-precision approach runway);VOR装備の Ranway
2-3-2-1 非精密進入滑走路

直訳用語が多い「国交省航空局用"誤"」の中でも「空港の品位!」を!、決める"着陸帯(Landing zone)"の幅を決定する、侵入方式別滑走路の分類に於いて、"非精密進入滑走路"なる表現ですが、

これは、VOR(VHF omnidirectional range)又は NDB (Non-directional beacon)を設備したRunway を指し示します。

日本の地方空港はこの方式が主流です。

2-3-2-2 精密進入滑走路

ILS(Instrument landing system)と呼ばれる「計器着陸システム」支援地上誘導ビーコン発信設備(無線標識)を備えたRanway です。

航空機搭載の「自動操縦装置」と地上(空港)設置の、誘導ビーコン発信設備(Localizer 方位ビーコン発信装置、Glide slope (G/S))進入角度ビーコン発信装置)で構成され、手動操作に依らない自動着陸が実行できます。

参※)G/S;glide slope とは(前途した) Glider の slope (斜路)の事であり、正しく"滑空侵入経路"の事です。

現在のジェット機(後退翼機)では、失速するために滑空は出来ません!が、初期の滑空機時代の名残で、グライドスロープと呼ばれています。

★ ICAO では"6つ"のカテゴリに分類

ICAOでは ILS は Category Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ A、III B、III C の5つのグレード!にランク分けされて、夫々、視認距離(Runway visual range)の適用基準(規制)を設けています。

第3目 着陸誘導灯設備

ケネディー空港の様に、"ISL支援誘導ビーコン発信設備で着陸誘導灯を代替!?"した空港も見受けられますが...

ISL支援誘導ビーコン発信設備と照明設備(着陸誘導灯台、及び誘導灯)は対!であり、ISL カテゴリⅡ以上の "精密着陸 Runway" では着陸誘導灯火設備は、必須!となり増す。

参※)国交省広報資料"航空灯火ー光が導く安全な航行ー"PDF(カラー版) はこちら。

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公開:2025年9月 8日
更新:2025年12月23日

投稿者:デジタヌ

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