※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:倒立V型エンジンのメリットについて)
倒立V型エンジンのメリットについて
このQ&Aのポイント
倒立V型エンジンの長所は、機首上部の幅が細くなることにより前方下方視界が向上し、機首上部に機銃を装備するスペースが広く取れることです。
また、プロペラ軸線が下がることにより、プロペラ軸内機銃を装備したときの機体設計に及ぼす影響が少ないです。
一方、倒立V型エンジンの短所としては、プロペラ軸線が下がることにより、主脚が長くなり、重量増加と離陸・着陸時の前方視界が悪化することが挙げられます。
航空機に搭載された、倒立V型発動機に関して質問いたします。
第二次大戦中、ドイツ空軍は倒立V型エンジンを好んで採用し、主力戦闘機であるメッサーシュミットに倒立V型であるDB600系統を採用しておりました。
もうひとつの主力戦闘機であったフォッケウルフには日本の零式艦上戦闘機などと同様に、BMWの空冷星形エンジンを採用していたので、ドイツ空軍としては、空冷は星型、液冷は倒立V型、と両方を使い続けたことになります。
生産数を比較すると星型空冷のフォッケウルフが20,000機以上とされますが、倒立V型を採用したメッサーシュミットは各派生型を合計して33,000機以上生産され、世界一の量産戦闘機の記録をもっており、ドイツ空軍戦闘機=倒立V型、というイメージがあります。
その倒立V型発動機の長所と短所でありますが、ウィキペディアなどの解説を見ますと、
++++Wikipediaより引用++++
(倒立V型エンジンの)航空機(戦闘機)用エンジンとしての特徴は、以下の通り。
長所
・正立V型に比べ機首上部の幅が細くなることにより前方下方視界が向上する。
・シリンダヘッドが機首下部に位置するため機首上部に機銃を装備するスペースが広く取れる。
・プロペラ軸線が下がることによりプロペラ軸内機銃を装備したときの機体設計に及ぼす影響が少ない(正立V型ではコックピットと干渉するため、コックピットの位置を後ろにずらす、そのために全長を伸ばすなど影響が出る)。
短所
・プロペラ軸線が下がることにより、主脚が長くなる。これにより重量増加と、離陸・着陸時の前方視界が悪化する。
++++引用終わり++++
とあります。
長所の1点目と2点目はよくわかります。
しかし、長所の3点目と短所に関して、いずれも「プロペラ軸線が下がる」という特徴に言及されており、これがよく理解できません。
疑問点1:「プロペラ軸線」が、原動機のプロペラシャフトの軸線(=クランク軸の軸線)を意味する場合、倒立V型では、重心線よりも上位にプロペラ軸線が位置することになり、「プロペラ軸線が下がる」という記述が意味が不明です。
疑問点2:「プロペラ軸線」がエンジンのプロペラシャフトではなくて、推進用プロペラの回転軸を意味する場合、プロペラ軸はエンジンの出力軸と同軸ではなくて、ギアトレインを介入させ、上下いかようにも配置可能なものでありまして、また「プロペラ軸線が下がる」という記述が意味不明です。
どなたか、航空機への倒立V型エンジンの実装に詳しい方、倒立V型エンジンの長所、短所、とくに「プロペラ軸線が下がる」という通説に関して、解りやすく説明いただけないでしょうか。
お礼
科学スキーさん、毎度ありがとうございます。 倒立V型、正立V型、ともにプロペラ軸をVバンク内配置とした場合で、比較して、倒立V型が「プロペラ軸線が下がる」と言っているわけですね。 よく理解できました。 メッサーシュミットの設計者がモーターカノンの実装を意図して、このような構造を採用したのは理解できますが、実際は、機関砲側の問題も多く、モーターカノンが実装されえたのは後期のF型からで、E型までの多くのメッサーシュミットでは、主翼に小径機関砲を実装して、命中精度はよくなかった。 さて、一旦、モーターカノンが実装できないという状態を受け入れた場合、倒立V型であっても、プロペラとクランク軸を同軸に配置することで、「プロペラ軸線が下がる」という短所を回避する設計はどう思いますか? 同世代のフォッケウルフなど星型エンジンの戦闘機は、プロペラ軸はクランク軸と同軸でしたので、離着陸時の重心高という欠点はありません。 モーターカノン実装に至る以前のメッサーシュミットで、プロペラ軸とクランク軸を同軸配置にしておれば、初心者による着陸失敗も避けられ、機体の損傷も回避できたのではないかと思うのでが、科学スキーさんはどうお考えでしょうか。 もし、お時間あれば、お考えをご教示いただければ嬉しいです。
補足
すみません。 ご回答を再読したら、倒立V型でプロペラ同軸の場合の問題をすでにご指摘いただいておりました。 ご案内かも知れませんが、急降下爆撃で正確なターゲットボミングを実施した、ユンカース Ju87などは、自社のJumo201型、倒立V12気筒エンジンを搭載しながらもプロペラシャフトはクランク同軸のように見えます。 (外見写真からだけの想像ではありますが、、、)