VTOL開発の歴史
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オスプレイへの道
「垂直離着陸機」の開発史
XFV-1（『ポピュラ・サイエンス』1954年6月号）
陸上自衛隊への採用が決まっている「オスプレイ」は、1989年3月19日、初飛行に成功しました。
オスプレイはアメリカのベル・ヘリコプターとボーイング・ヘリコプターズが共同開発し、これまでに375機ほどが製造されています。この30年で、累計45万時間以上の飛行時間を重ねました。
オスプレイは、滑走路がなくても飛び立てる「垂直離着陸機（VTOL機）」です。ヘリコプターのように垂直に離着陸できる飛行機のことで、これにヘリコプターは含まれません。
そこで、今回は、垂直離着陸機の開発史をまとめておきます。
ハワイを飛ぶオスプレイ
垂直離着陸機の歴史は、1928年にニコラ・テスラが発明したフリーバーから始まるといわれます。
こちら、グーグルパテントに掲載された特許番号US1655114Aの画像です。
ニコラ・テスラのフリーバー
（色付き部分が操縦士）
画像を見ればわかる通り、最初はヘリコプターとして上昇し、その後、ローターを傾けることで横移動に入ります。
オスプレイもそうですが、これをティルトローターといいます（ティルトはローターを機体に対して傾けること）。もともとは「転換式航空機（コンバーチブル・エアクラフト）」と呼ばれました。
第二次世界大戦中、ドイツのハインリヒ・フォッケが設計した実験機Fa269もこのタイプで、ローターの向きが変わります。しかし、これは技術的な難易度が非常に高いものでした。
1949年、ニューヨークの航空科学学会（Institute of Aeronautical Science）で、世界初の「転換式航空機会議」が開催され、ここで技術的な検討が行われました。
アメリカでは、以後、ベル社やコンバータウィング社での開発が進みます。下は、後にGMに売却された特許で、ローターが下にあるのが特徴です。
転換式航空機（1949年）
しかし、当時の技術では、ローターの向きを変えるときにどうしても失速してしまい、どのプロジェクトも失敗してしまいます。
そこで、次に考えられたのが、ローターと翼の混在型です。
イギリス・フェアリー社が開発したロートダインは「世界最初のVTOL旅客機」と銘打って実用化されましたが、商業的には大失敗となりました。
ロートダイン
（『科学朝日』1955年3月号）
このほか、ホバークラフトメーカーだった英国のサンダース・ロー社が、大型回転翼がついた巨大輸送機を計画するなど、さまざまなプロジェクトがありましたが、ほとんど実現しませんでした。
サンダース・ロー社の巨大輸送機イメージ
（『科学朝日』1955年3月号）
ここで気になるのが、なぜヘリを高速化させないかです。
ローターは回転しているため、機体の左右で、ローターが前から後ろに進む（後退）側と、後ろから前に進む（前進）側があります。これが、機体のスピードが上がるとともに、後退側の相対速度が落ちることで失速してしまうのです。このため、ヘリの高速化には限界があるのです。
ローターの左右で相対速度が異なる
こうして、垂直離着陸機の開発は、いきなり飛行機を上空に飛ばす仕組みにシフトします。
簡単に言えば、ロケットのようにまっすぐ飛び、それを水平飛行に変える方法（テイル・シッター方式）です。
1951年、米海軍が仕様を提示し、ロッキード社はXFV-1、コンベア社はXFY-1を開発します。
操縦席が前傾しているXFV-1
（『ポピュラ・サイエンス』1954年6月号）
背面から見たXFV-1
XFV-1は、1954年からエドワード基地で飛行実験を行いますが、結局、垂直離着陸は成功しませんでした。
また、XFY-1は同年、水平飛行への移行に成功しますが、ともに計画は中止されました。その理由は、この機体では低速戦闘機しかできないことと、形状に無理があり、操縦の難易度が極めて高かったからです。特に着陸では、パイロットから地面が見えないので、ものすごく恐怖だったと伝えられています。
発進するXFY-1
（『科学朝日』1955年3月号）
XFY-1の着陸
テイル・シッター方式が失敗に終わり、1950年代後半から、機体は水平のままで離着陸する方式が再注目されました。
ここで、西ドイツ「EWR VJ 101」、フランス「ミラージュ III V」などが開発されましたが、最終的に実用化したのはイギリスの「ハリアー」とソ連の「Yak-38」だけでした。
なぜ、ハリアーは成功したのか。
ハリアーにはロールスロイスの「ペガサス」エンジンが積まれていますが、これは回転式の4つの噴射口を備えており、浮上から前進まで1基で対応できる構造でした。
ロールスロイスは、1954年8月から「フライングベッドステッド（空飛ぶ運転台）」を開発し、あらゆるデータを収集していたのでした。
中央に人が乗った「フライングベッドステッド」
（『科学朝日』1955年3月号）
その後、輸送機オスプレイが開発され、現在では戦闘機F-35Bも誕生しています。
日本はこのF-35Bを艦載機として導入することが決まっており、護衛艦「いずも」などを空母としていく方針です。
カタパルトのない「いずも」でも
空母
化が可能
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制作：2019年3月25日
＜おまけ＞
ハリヤーを成功させたロールス・ロイスは、2020年代に新たなVTOL機の開発を表明しています。時速400キロ、航続距離800km、電気とタービンで動き、6つのローターを搭載する予定です。VTOLにはUberなども参入を表明しており、今後の展開が楽しみなところです。
ロールス・ロイスのVTOLイメージ（公式サイトより）
