R 38 の事故 によって 英国の 飛行船建造は 停滞してしまい、軍用飛行船の使用を 断念してしまいます。 しかし、非軍事用途での 飛行船の利用は 生き残った R 33 と R 36 で 試験運用が 行われていました。 そして、世界最大の飛行船 ２隻を新造して 英国植民地間を連絡する 航空旅客航路が 計画されます。 この ２隻は 官民で競作される事となり、民間会社が 担当する R-100 は ビッカース社 (Vickers) 傘下の 新会社 エアシップ・ギャランティ社 (Airship Guaranty) が 受注して、 R 101 は R 38 を建造した 英国飛行船工場 (Royal Airship Works) が その建造を 受け持つ事に なりました。

R 101 & R-100 , in the hangar

the first state of  R 101 , G-FAAW

↑ずんぐりした船型は 先駆者 LZ120 ボーデンゼー号の姿を真似た 短胴楕円流線型で設計され、
LZ127 ツェッペリン伯号の 画期的な スーパー楕円流線型は 何故か採用されなかったようです↓

the first state of  R-100 , G-FAAV

R-100 , G-FAAV  (builder : Airship Guaranty , affiliated with Vickers)  in Dec. 1929

R-100 の 船体は １6本の 縦通材により 全体が 16角形となっていて、 新造時は 船尾末端が 尖っていた

先に完成して初飛行したのは R 101 で 1929年10月12日です。 担当した 英国飛行船工場は R 38 が 強度不足で事故を起こした反省から、 骨組みの広範囲に 鋼材を 採用して、強度を 高める試みをしました。 また、英国植民地間を 連絡する航路には インドのように 気候の暑い地域も含まれており、 このような高温環境で 安全に 飛行する為には 揮発性の高い ペトロール燃料 ( [UK] petrol = [US] gasoline ) は 引火性の問題から 危険であるとされ、 より安全な軽油 ( light oil ) を 燃料とする ディーゼル・エンジン ( diesel engine ) が 飛行船で 初めて 搭載される事に なりました。

R 101 , Phase:1 ( before extension )

船体延長前の R 101 、複葉機全盛の時代に ジェット機のような尾部形状が 斬新です、
おそらく… 直進安定性と引き換えに 操舵性能を 追求した、 R 38 の 思想を汲む 設計でしょう

しかし、この 鉄道用由来と言われる ビアドモア・トルネード ( Beardmore Tornado ) ディーゼル・エンジンは 非力で重く、 船体骨組みに 重い鋼材を 大量使用した事 (構造材の ６割に ステンレス鋼採用) とも相俟って、 文献の著者による表現では… R 101 は よろめきながら浮揚し、 危険なまでに重過ぎ、悲しいほど馬力不足だったそうです。 (初飛行 ５時間40分)

対する ライバルの R-100 は ２ヶ月遅れで 完成して(1929年12月16日 初飛行)、軽量で 高出力の ペトロール・エンジン ( petrol engine ) ロールス・ロイス・コンドル ( Rolls Royce Condor ) IIIB 12気筒 を ６基搭載し、
時速 130km/h 台の 最高速力を 発揮していました。

R-100 , G-FAAV  (builder : Airship Guaranty , affiliated with Vickers)

このように R 101 が ライバルの R-100 と 差を付けられた背景には、 官営工場故に 政治家や政府官僚の 無責任な 圧力により、 無茶苦茶な要求を 突き付けられて 支離滅裂な 開発環境だった事が 挙げられています。 R 101 が 建造中、この時期の英国は 労働党政権時代で、 社会主義の R 101 と 資本主義の R-100 と 言うように 揶揄されていたそうです。

そして遂に R 101 は 要求仕様を満たせない 不足する積載能力 (Payload) を 得る軽量化に 行き詰まり、 船体を延長して 浮揚ガス容積(気嚢数)を 増やす方法で 浮力を 増大させる改造に 踏み切りました。

船体延長改造後の R 101 は 外皮の一部が剥がれたり、昇降舵の反応が 不安定だったり、気嚢からのガス漏れなど 問題が 続出して、 その対策に 一年近くが 費やされました。

R 101 の 昇降舵/方向舵は その形状と 舵軸位置、及び 水平/垂直安定板の少ない横圧面積から 操舵応答性が R-100 よりも 鋭かったと思われます…、 いわゆる「じゃじゃ馬」と 呼ばれるアレですが…、独特な癖は 高性能と紙一重かも？…。

(想像できる ２隻の操縦特性の違いを 具体的に言うと…、
 R-100 は 舵を取っても 直ぐには反応せずに 遅れて回頭し始め、 舵を戻すと 素直に直進する感じで、 Under Steering ,
 R 101 は 舵を取ると直ぐに回頭し始めるが、 舵を戻しても 当て舵しないと 回頭が止まらない感じで、 Over Steering  かと思われます…)

R-100 G-FAAV , ( Cardington ~ Toronto )

直径 40m もあるのに 16角形なので 縦通材スパンが長く、 外皮に クリープ変形 (Creep) が生じて 応力弛緩が 確認できる
骨組膜構造 Frame Membrane Structure として考えた場合、 あまり良い施工状態ではない

R 101 の遅々として進まぬ 改修工事の間にも R-100 は 1930年7月29日に 英国から旅立ち、 大西洋を 横断して カナダの モントリオール (Montreal) や トロント (Toronto) を 訪問するなど、 その真価を 世界へ誇示していました。

R-100 , Phase:2 ( after curtail , round tail end )



R-100 , Phase:1 & Phase:2

R 101 , Phase:1 ( before extension )

R 101 , Phase:2 ( after extension )

R 101 , Phase:2 ( after extension )   [ before extension ~ after extension ]

Volume : 156,000 m³ , the passengers capacity of  100 (Crew: 45)
船体延長後の R 101 、船体を 中央で切断して 平行な隔室部分を 単純に挿入したのではなく、
船体中央部を 新たに作り直す方法で 船体を 延長しているので 側面輪郭に 平行な直線部分が無い

R 36 , G-FAAF (Passenger airship) First flight ; April 1921

Volume : 59,500 m³ , the passengers capacity of  50 (Crew: 28)

主船体部は Super Zeppelin 型の コピーで、 R 33 級よりも 気嚢１つ分の長さが 延長されていた

旅客用飛行船の基礎データ収集に供された R 36 , Engine-layout は R 101 と 似ているが 厳密な重量配分は 異なる

旅客設備は 鉄道の寝台車に近い作りで 厨房も備え、出来たての料理で食事できた

漸く 1930年10月1日、 R 101 は 17時間の試験飛行を 実施するが、 最高速度試験と 耐候試験は 未実施でした。そして、 無謀にも R 101 が 万全の状態ではないにも関わらず、 1930年10月4日 予定通り インドへ向かう飛行が 決行されました。

乗客は 空軍大臣を含む 賓客12人、乗員42人(記者２人？)、 フランス北部に 熱帯性低気圧( hurricane ≒ 台風)警報が 出たさなか 乗客は 贅沢な ダイニング・サロンで 優雅な晩餐を 楽しんでいたそうです。

R 101 , promenade deck & lounge


鉄道の寝台車的だった R 36 に対して、 R 101 の 旅客設備は 海の豪華客船に近い

午前２時、フランス上空を飛行中の R 101 は 強い向かい風と格闘していました。 激しく雨に打たれていた R 101 は 突然 船首を 下へ向けました。 船首部の気嚢の 何れかが 破れたと 推測されている 船首部の 浮力喪失により、 R 101 は フランス北部の丘陵地帯に墜落し、 政府要人を含む多数の犠牲者 (乗客乗員56人中、死者48人) を 出したとされています。
(船首部の浮力喪失原因としては 自動弁の誤作動説もあります)

この R 101 の惨事により、英国は 飛行船開発の 表舞台から 降りる事になり、 成功作と絶賛された R-100 も 解体処分されて しまいました。 後年出版された文献類では「あの悲運の R 38 を手掛けた RAW が建造した 失敗作 R 101」と 形容する解説が よく見受けられます。

& R 38 , on the right side of  a skeleton R 37 (builder : Royal Airship Works)

格納庫内の R 38 の右に並ぶ骨組みは 未完成に終わった R 37 (R 36 Class)

このように… 欠陥飛行船の R 101 は 突然 船首部が 浮力喪失して、 墜落してしまった… 信じられないような 設計ミスが 大惨事の原因とするのが 一般的な定説です。

しかし、私は R 101 に 深刻な設計ミスは 無かったのではないか？と 考えています。 墜落して 大惨事となってしまった 真相は R 101 の低性能に 由来するものではないと 感じています。

R 101 の解説では 必ずと言ってもよい程 筆者の感情の籠った主観による形容で R 101 の状態が 表現され、 その実態が よく判らないまま 筆者の意思に 啓蒙されてしまいます。 先ずは冷静に 数値データを 比べて 解析してみたいと思います。

データ一覧を 表面的に 眺めて、最初の 印象は やっぱり R 101 の 性能が 見劣りする事です。 その原因となる因子は… ドイツ製飛行船の 圧倒的な高性能ぶりなので、 取りあえず ドイツ製飛行船を 比較対象から 除外してみます。 そうすると 見えてくるのは R 101 が 英国製飛行船では R-100 に次ぐ 二番手の高性能だという事実です。

その事を 踏まえた上で 再び ドイツ製飛行船も加えて 比較すると 見えてくるのは 高性能と 思っていた R-100 が ドイツ製飛行船と比べると 明らかに重いという事実です。 ドイツ製飛行船の 自重に対する搭載量は ほぼ同等近辺なのに R-100 の 自重に対する搭載量は 半分、 R 101 の 自重に対する搭載量は ３分の１で R 36 より僅かですが上です。

因みに 軍用飛行船と 旅客用飛行船では 固定設備に 雲泥の差があり、 簡素な固定設備で済む軍用は 自重を 軽くできて当然なので、 その事も 考慮する必要があります。

  [ the Heavy Weight on the hull ( the suspect ) ] 

つまり、ドイツ製飛行船と比べれば R 101 と R-100 は 共に 自重が かなり重い Heavy Weight な飛行船なのです。
(注意/ 「自重が重い Heavy Weight ＝ 鈍重」 では ありません、 単に 貨物や燃料などの搭載余力が 小さい事を 意味するに過ぎません)

R 101 & R-100

The post-Shenandoah-crash second airship & third airship , both Heavy Weight !
the airships carrying both passengers and Overweight accommodation

The pre-Shenandoah-crash last airship , LZ126


The post-Shenandoah-crash first airship , LZ127 "Graf Zeppelin"
the airships carrying both passengers and cargo

先に、「ドイツ製飛行船の 圧倒的な高性能ぶり」と 表現しましたが…
スペック表で ドイツ製飛行船の 数値を 際立たせる要因は 自重の軽さです。 これにより、搭載能力が大きくなって 純粋な豪華客船と言うよりは… (スペック表で秀でて見える数値特性の) 貨客船的な 万能飛行船に 仕立てているようです。

The pre-Shenandoah-crash last airship , LZ126



The post-Shenandoah-crash first airship , LZ127 "Graf Zeppelin"

    LZ126 & LZ127 , skeleton

( conventional keel & inner keel innovation ! )

戦時型である Super Zeppelin より船体直径を拡大して スケール効果から 搭載量が 増大した LZ126 、 シェナンドア空中分解事故以後に建造された Sagging 対策型飛行船 第１弾 LZ127 ツェッペリン伯号 、違いは 船体内部を縦通する 新たな骨組みの存在です。 ドイツが講じた対策は 既存の船体構造へ 新たな骨組みを 最小限度で付加する事でした。
(私が感じた感想を 感覚的に言うと… 頑固一徹なのに 合理的で高性能な ドイツらしさが 滲み出ています)

Sagging 対策型飛行船 第２弾 R 101 、英国が講じた対策は ドイツの それとは 全く異なる方法でした…。

上記骨組み写真右側 Super Zeppelin 型船体 R 36 の 縦通材は よく見ると… 交互に 微妙に太さの異なる ２種類の骨組み、 主縦通材と 副縦通材で 構成されています。 それが R 101 では 極端に 太さの異なる 主縦通材と 副縦通材で 構成されています。 これは 従来の 船体下部だけを 竜骨で 補強した船体構造が Sagging に 弱い欠点を 有するのを 克服するため、力学的に アンバランスとなる元凶の下部竜骨を 逆転の発想で廃止してしまい、 代わりに主縦通材を 太く強化して、 船体全周へ従来より丈夫な骨組みを張り巡らしたような構造としているようです。

( R 101 の 副縦通材は あまりに細過ぎて、 主縦通材との強度差から 主縦通材の線分より外側へは 張り出せません )
( このため、 主/副 合わせた 縦通材本数分の 多角形では 船体を 建造できない事になり 、角張ってしまうのです… )

R 101 が 太い主縦通材15本と 間を補完する細い副縦通材で ２種構成なのを 更に進化させたのが R-100 です。 R-100 では 細くて弱い副縦通材などは 無駄と 廃止してしまい、 簡潔明瞭に 太い縦通材16本だけで 構成しています。

あるいは… ２隻の共通原案が R-100 の 太い縦通材16本だけの革新的構成であって、
R 101 は 保守的思想で 原案の太い縦通材１本を 細い副縦通材多数と交換し、 間を補完したのかもしれません。
(私は こちらの方が 可能性が 高いと 考えています、 感覚的に… 画期的なのに 妙な所が保守的で偏屈な 英国らしさが 滲み出ます…
 などという非論理的な話は 横に置いといて…、 R 101 は 主船体が 主縦通材 15本の 15角形なのに
 船尾部分の骨組みは 縦通材 16本の 16角形という 極めて変則的な構成なので、 尾部が 原案の名残と推理しました)

さて、英国が どのような経緯で Keel-less という発想に至ったのか？ その詳細は 解りませんが…
戦時中は 仏国に不時着した L49 を 鹵獲して その詳細を 調査し、 戦後は 戦争賠償 (War reparations) で L71 と L64 を 手に入れているので、 大衆向けの偽りの解説では無く、真実の Height-Climber の実態を 熟知していた筈です。 そして、(たぶん…) Height-Climber の実態とは 竜骨を 省略して軽量化した飛行船であり、 脆弱な構造ではあるが… 竜骨無しでも飛行船として成立するだけの 丈夫さがあった事実も 知っていた筈です。

「真実は小説より奇なり」と言うか、 Height-Climber の実態を知らずに真似て 強度不足の R 38 を 建造したと 嘘をつきながら、 真相は Height-Climber を 参考にして 強度向上型の R-100/R 101 を 建造していたのではないか？ という事です。

the Keel-less ! , two both sides
S.L.20. type Height-Climber	R 101 G-FAAW
シュッテ・ランツ SL20型は 竜骨が無く、縦通材も 本数が 減らされて 船体が角張っている、 (強度の差を無視すれば) Keel-less という構造上の基本構成は R-100 や R 101 とも 同じなのです！

R 101 の船体は 15本の主縦通材によって 15角形なのですが… 間を補完する 細い副縦通材が 外皮の表面へ 痩せた人の胸のあばら骨のように浮き彫り、 平面へ薄っすらと痩せ馬(艦船用語)が出てるので 30角形だと錯覚してしまう人も多いようです。 しかし、上の写真で判るように 実際は 意外と 角張っています。これに対して R-100 は 副縦通材が無いので誰が見ても 16角形だと 判り易く、 この ２隻は 共に 従来の飛行船よりも 角張った船体形状が 特徴 となっています。

R 101 の 副縦通材は あまりに細過ぎて、 主縦通材との強度差から 主縦通材の線分より外側へは 張り出せません。 このため、 主/副 合わせた縦通材本数分の 多角形では 船体を 建造できない事になり、 角張ってしまうのです…。 逆に言うと、 新造時には 張り出ている船首先端部の 副縦通材は 部分的に太く強化されていた可能性が 高いです。

left & center , R 101 right , R 36

R 101 & R-100 , in the hangar

それでは 何故に、R 101 と R-100 は 角張った船体形状を しているのか？…

漫画や アニメや 特撮物の メカ・デザインとは 異なり、現実の世界では 必然的な理由が 存在します。 従来は 船体の下部だけが 竜骨で補強されていた アンバランスを 解消するため、 この２隻は あえて竜骨を 廃止して 全周満遍なく 丈夫な骨組みで強度を保つ構造を 採用した訳ですが… 仮に、廃止した竜骨の重量分だけ 全部の縦通材へ 割り振るように 骨組みの材料を 分配したとします。 全部で 30本の縦通材ならば 個々に 強化されるのは 30分の１の太さにしかなりません。 これでは 強化したとは言えず、竜骨を 失った分だけ 強度が 低下した事に なってしまいます。

the framework of  the "R 101"

では 思い切って、30本総ての縦通材を 竜骨の強度に 匹敵するくらいまで 太くすると、 今度は あまりにも全体が 重く成り過ぎてしまいます。 このように 考えてゆくと… 多少の 重量増加は 甘んじて受け入れながら、 強化する縦通材の本数を絞って 集中的に強化する方法へ辿り着きます。 その結果の答えが この２隻の角張った姿形なのだと思います。 そして、この 縦通材補強の重量増が ドイツ製飛行船と比べて、 この２隻が 共に自重が かなり重い飛行船になる理由 その１です。

ところで、…
従来の定説で 「船体骨組みに重い鋼材を大量使用した事が R 101 を重過ぎる飛行船にした」と 解説されていましたが… そもそも何故、飛行船に 軽合金素材を 使用するのでしょうか？… 「軽くて丈夫だから」では 正解になりません！ 何故なら 軽合金素材は 鋼材より強度が劣るので 使用する重量が同じなら、軽合金素材よりも 鋼材の方が 強度的に勝るのです。

実は 航空機などに 軽合金素材を 使用する理由は 同じ体積では 鋼材よりも軽いので 面積や体積的な形で 広範囲に 大量使用する場合には 軽く作る加工が 楽になるからです。 同じ事を 鋼材で 行おうとすると… より細く より薄く 加工する必要があり、部材の取り扱いが 難しくなるのです。

逆に言えば、英国が選択した Keel-less 方式では 主に荷重を負担する縦通材の数を減らして (つまり 骨組みを減らして)、 数少ない 個々の縦通材を 強化しようとしている訳ですから、 そこへ 鋼材を 使用しても 不都合ではなくなるのです。

いや！ もっと端的に言えば、 この英国流 15〜16角形船体の Keel-less 方式で 材料を 集約するからこそ、
同じ重量なら 軽合金素材よりも 丈夫な鋼材が 初めて 利用できるようになった！ と 言えるのかもしれないのです。
R 101 に 鋼材を 大量使用した史実は 改めて再評価すべきかもしれません…。

  [ the Overweight of  the deck ( the ringleader ) ] 

それでは 次に、 R 101 と R-100 の２隻が 共に ドイツ製飛行船と比べれば 自重が かなり重い飛行船である理由 その２の説明に 入りたいと思います。 (たぶん こっちが 主犯です) 現代建築の技術解説書を読むと、超高層ビルのような 極めて軽量化された鉄骨構造では それを 構成する構造部材の内でも 最も重量の嵩む 重い部分 (heavy weight part) は 柱でも 梁でも 壁でも 屋根でも… ましてや 天井でもなく 床 ( floor or deck ) なのだそうです。
R 38 の事故解説の項で 「 飛行船において、単独で 最も重量のある 重い部品は エンジン」と説明していますが、 旅客用飛行船では 単独に部品として分離できない超重量物が 床という事になります。
(R 38 のように 純粋な軍用飛行船には 船体内に 床と 呼べる程の物は ほとんどありません、 有っても極僅かな面積です)

航空機や 艦船などの専門書では 床は 壁と共に構造材の一部として扱われて 床を 分離して吟味する 習慣がありませんから 今まで盲点だったと思います。 飛行船のように超軽量化された構造では、骨組みや 壁や 外壁にあたる羽布張りの外皮は アメフト (American football) 選手のような巨漢が 力いっぱい タックル (tackle) したら 壊れそうな強度です。 しかし、床だけは 巨漢が 跳びはねた位で 穴が開いては 困ります。 ですから 肋材や縦通材や竜骨などと比べれば、 個々は 細く見えても 補強材が 線ではなく面で入るので 広ければ広い程、重くなる筈です。

R-100 , the inside illustration

R-100 の 内部を 描いた挿絵
(奥行きが実物の 倍以上に誇張されていますが… 断面の骨組みは ある程度図面に忠実に 描かれているようです)
また、船体隔壁 (Bulkhead) に 接する広い内壁面は 天幕処理された、軽量化構造のようです。
(因みに、前出 330 t の 河川砲艦の大きさと R-100 の 客室空間は ほぼ同じ位のサイズになります)


R-100 , dining room & promenade deck     

These side view (General Arrangement) are the same scale.

↑同一縮尺で ５隻の側面図( General Arrangement /一般配置図 )を 並べてみた↓

( R 101 , before extension ~ R 101 , after extension )

下記断面図で 見比べると… 非武装の客船として建造された飛行船を 米海軍が使用した LZ126 や 大西洋横断用 旅客飛行船の LZ127 ツェッペリン伯号は しっかりとした作りの床が ゴンドラにしか 備わっていませんので、 その床面積も 限られたものとなり 自重が軽量に 収まる事に 一役かっている事が 解ります。 しかし、この断面図だけでは(たぶん)理解できないと思われるのが、 R 101 と R-100 の 自重差です。 R-100 の 客室は ３層構造で 圧倒的な空間を占めるので、 その重量は LZ129 ヒンデンブルク号を 上回ると 想像できますが、 R 101 と LZ129 ヒンデンブルク号は この断面図だけで 比較する限り 大差無く見えると思います。

comparison between the five sections , Overweight of  the floor (deck)

奥行きも示した 下記 透視図(厳密には不等角画法投影図なのですが…)で R 101 と R-100 と LZ129 ヒンデンブルクの３隻を 比較すると、 奥行き情報によって R 101 の ２区画ある客室空間が 膨大な床面積を 有する事が 伝わると思います。
そして R-100 の ３層構造は 吹き抜けを 利用して空間演出をしていると共に 最上層床面積を 小さくして 軽量化に 一役かっている事も 解ります。

inquire into the truth of  the matter

また、新造時の R 101 と R-100 は 全長と直径が 同寸の筈なのに 容積が 141,600 m³ と 146,000 m³ で 4,400 m³ の 差があるのも R 101 の 客室空間が 膨大であるためです。 当然として、 この差だけ R 101 は 浮力が 不足するので 小型 blimp １隻分に相当する搭載量も 減るわけです。
(２隻の容積差の要因としては… 他に Transverse Rings の 構造差による デッド・スペース も 影響したと考えられます)

R 101 , the bottom of  the airship

ではこの R 101 の 膨大な 客室空間は 一体 何でしょうか？…
宿泊設備は R 101 と R-100 は 同じ 100人の最大定員のようです、 食堂その他が占める旅客設備の床面積も ２隻で あまり大差は 無いようです。 しかし、 R 101 が 有して R-100 には 無いもの (勿論、LZ129 ヒンデンブルク にも無し) が ありました。

the vast Lounge

for the reception diplomacy ?

資料では lounge と記されている 社交室です。 社交ダンスとか踊れそうな 大広間が R 101 の ２区画ある客室空間の 片方の 大部分を 占めているのです。 英国政府は R 101 を 飛ばした先の植民地で 船上レセプション (reception) とか 行うつもりだったのでしょうか？…
私には これは 外交に使う 政府専用船に 見受けられます。 (R 101は 空飛ぶ迎賓館です！)

R 101 と R-100 は 容積 14万立方メートル級飛行船で、 ヒンデンブルクは 20万立方メートル級飛行船です。 固定重量となる 重い客室床面積が ヒンデンブルクの それを上回るのですから 船体の自重も 重くなって当然です。
(改造後の R 101 は 容積 15万立方メートル級飛行船に 拡大しています)

逆に言えば、ヒンデンブルクは R 101 と R-100 が 設備/定員過剰の 100人だったから、 飛行船へ負担の掛からない最適な 客室床面積を 割り出し、 20万立方メートル級飛行船で真似せず 設備を抑え、定員40人に 設定したのだと思います。
(あるいは 10万立方メートル級飛行船 ツェッペリン伯号が 定員20人なのを 倍増した 安全策とも言えます、後に 定員60人へ拡大改造されますが…)

ここで少し、旅客用飛行船の 旅客設備が 固定重量として どれ程 重いのか 考えてみます。
R 36 G-FAAF は 準６万立方メートル級飛行船で 乗客定員30人の客船、USS シェナンドアは ６万立方メートル級飛行船で 軍用船です。 この２隻は 共に 10メートルの隔室を追加した Super Zeppelin 型船体で建造されています。
(USS シェナンドアは 極限まで軽量化された Height-Climber 型船体を 真似て建造したとする説を ここでは否定しています)

R 36 , G-FAAF (Passenger airship)

USS Shenandoah (for military use)

船体を プラットフォーム (platform) として考えた場合、 この２隻は 同等の器と 想定できるので 自重差が 旅客設備の固定重量と 割り出せます。 計算では 48t - 37t = 11t と なります。 R 101 と R-100 の 自重差は 5.8 t なので ２隻の間で 社交室の大広間という膨大な床面積の差がある割には 自重差が 少なく、 R 101 は 設計ミスで 重いどころか、軽量化が かなり徹底して 行われていたと 認識させられます。 乗用車に 例えるなら… R 101 は リムジン (limousine) ですね、 スペック表で セダン (sedan) の普通乗用車よりも 車重が 重くても それを 設計ミスとは 呼ばないでしょう？… どうですか？…。

LZ127 "Graf Zeppelin" , accommodation = light weight

R 101 , luxurious accommodation = heavy weight

R-100 , dignified accommodation = heavy weight

それぞれ、10万立方メートル級、15万立方メートル級、14万立方メートル級だが、
R 101 や R-100 の客室設備は LZ127 の 1.5倍や 1.4倍に 収まっていない事に 注目！

These side view (General Arrangement) are the same scale.

  [ the powerless ? ... ] 

それでは 次に 文献類で「非力で重い」とか「悲しいほど馬力不足」とか 形容されていた Beardmore Tornado ディーゼル・エンジンについて、 その実態を 現状の資料から解析してみます。

念頭に 理(ことわり)を 入れますが、 同じ技術水準で 開発した場合、 ディーゼル・エンジンは その仕組みから構造上どうしても ガソリン・エンジンよりも 重くなってしまいます。 この、圧縮率が高いので 補強すると重くなる性質は 避けられません。

重要なのは 飛行船のエンジンとして 使用するにあたって、限られた重量で 必要最低限の出力が 得られているのか如何かという事なのです。只管(ひたすら) 軽量高出力を 競うだけなら ディーゼル・エンジンを 選ぶ必然性は ありません。

随って、数値データを 読む場合には 同世代で 軽量高出力の ガソリン・エンジンに 見劣りする部分を 見るのではなく、取り敢えず 旧世代の ガソリン・エンジンと同等か それよりも 勝っていれば良し！と 妥協すべきなのです。

なお、個々の エンジン重量を示す 詳細な資料が ありませんが、 一般的な設計の通例として 同時期 同クラスの船体なら R-100 の エンジン６基と R 101 の エンジン５基が ほぼ同じくらいの重量に 設定しているだろうと 推測できます。

このような観点から 数値データを 読み解く限り、 Beardmore Tornado は 一応 合格なのでは？ ないでしょうか？…。
新造時は 旧世代の 飛行船と 同等に近い 速力ですし、 チューンナップ (tune up) 後は 旧世代 よりも パワフルです。
(流石に 登場した当時に センセーショナル ( sensational ) だった LZ120 "Bodensee" & LZ121 "Nordstern" には 総合性能で 敵いませんけれど…)
(それと…、チューンナップ後の最高速度は R 101 が 最高速度試験を 未実施なので、 取り合えず 参考値として 考えてください)

もしもまた、乗用車に 例えるなら… 新車購入を 考えて カタログを 見たら、 貴方の選んだ車種に 大排気量ガソリン・エンジンの スポーティー・タイプと 燃費の良さが売りの軽油燃料ディーゼル・エンジン車と 低価格の 小排気量エンジン廉価版 エコノミー・タイプが ラインナップ (lineup) されていたとして、 スペック表で 各車 エンジン出力に 大差があっても、 それを 貴方は 設計ミスのせいにはしないでしょう？…。 R 101 の場合も それと同じ事です。

艦船の世界では 同型船で 主機 (エンジン) を 蒸気タービンと ディーゼル機関の ２種類で建造した例も あり、 R-100 と R 101 の場合も 同様のケースだと 思われます。 (艦船の場合には これにより、速力重視か 航続力重視かに変わります)

飛行船は 分類上 航空機になるので 航空機の専門家が 評論する事になります。 しかし、航空機の専門家 (≒固定翼機などの専門家) が 必ずしも 飛行船のような LTA (Lighter-Than-Air , 空気より軽い) 航空機に 本当に詳しいとは 限らないのです。 そのため 専門家の 評論とはいえ その内容は 怪しいものとなるのです。 ヘリコプターなどの回転翼機や ジェット機などの固定翼機が 属する HTA (Heavy-Than-Air , 空気より重い) 航空機では エンジン・パワー至上主義 なのです。 何故なら、HTA 航空機は エンジンの力に頼って 空中に 浮いていると言っても 過言では ないからです。 ですから R 101 は ディーゼル・エンジンで カタログ上の出力が 見劣りするだけで 正当な評価が 困難に なるのです。
(同じ HTA でも、グライダー ( Glider ) 滑空機などの 非力な航空機の専門家なら 評価も 異なるのかもしれませんが…
 飛行船には エンジンが付いているので、 滑空機の専門家が 飛行船の評論を執筆する機会は 皆無と言える程 稀です)

閑話休題、エンジンに 関連して…
R 101 / R-100 ２隻を 比較すると、エンジン・ゴンドラの吊り方が 異なるので 何気に 紹介しておきます。

Well, let's get back to the subject so much for digressions.

R 101 , the bottom of  the airship & the engine-car

R 101 の エンジン・ゴンドラは 太い主縦通材から 吊り索で 垂線 (鉛直線) 直下に吊り下げられ、
横揺れで船体へ接触しないように Transverse からの支柱が 突っ支え棒の役目をしています。
(右上の画像で エンジン・ゴンドラの底が 平らに見えるのは 鏡面仕上げの外板に 地上が 映り込んでいるためです)

R 101 の エンジン・ゴンドラ １つの荷重は 吊り索で 真上に位置する １本の太い主縦通材が 単独に負荷する構造です、
これは シングル・エンジンなので ゴンドラが あまり重くないからだと思われますが、
結果 15角形の一辺から 腕が突き出る感じになります。

the difference between R 101 & R-100 , suspended the Engine-car

R-100 の エンジン・ゴンドラ １つの荷重は 支柱と吊り索の二股で ２本の縦通材が 供に負荷を共有する構造です、
これは ツイン・エンジンなので １つの ゴンドラが 重いからだと思われますが、
結果 16角形の一角から 腕が突き出る感じになります。

R-100 , the stern & the engine-car

↑因みに この画像では 昇降舵が 壊れてますね…

(船内居住区から 各エンジン・ゴンドラへの 乗員の移動は
  R 101 の場合は Transverse Ring 内の空間を通路に利用し、 R-100 の場合は トラス構造の箱型の橋梁を使用します)

以上、 実は R 101 が 定説で 語られてるような (欠陥/失敗作) 低性能の飛行船では なかった！… (のではないか？)
という説明でした。(以後、事故原因の真相編です)

  [ Loss forward gas ! ] 

さて次は… もしもそれが本当ならば 設計ミスと 疑われる話です。

それまでの飛行船は "R" Class Super Zeppelin なら 船尾から 10m 間隔で 隔壁の有る Transverse Rings が 並ぶ 等間隔フレームと 呼ばれる構造でした。
それが R 101 では 不等間隔フレームが 採用された事が 特徴として挙げられてます。

従来の等間隔フレーム構造だと、 船首尾両端の気嚢は 船体前後が窄まる分だけ 中の気嚢の容積も 小さくなります。
これに対して R 101 の 不等間隔フレームは 従来の定説で 「各気嚢の体積を揃えるため」と 解説されてきました。

もしも、定説通りであれば 船首尾両端の気嚢は 大きな容積を 有する事となり、何かの事故で 前後端の気嚢が 損傷して 浮揚ガスが 失われた場合、その飛行船は 船体前後の傾きを 正常に戻す作業 damage-control が 困難になりますから 不等間隔フレームは 設計ミスを 疑われる方式です。
(しかも R 101 の 場合、船首部の 気嚢の 何れかが 破れたと 推測されている、 船首部の 突然の浮力喪失により 墜落したと されています)

  "R" Class Super Zeppelin or ZR-1 or R 38 ( ZR-2 ) or LZ126 ( ZR-3 )

( Click ! Class , show up data )

下記の 側面図で 確認する限り、 R 101 の 船首尾両端の気嚢は 容積が 中央より小さく設定されているように見えます。
どうやら… 「不等間隔フレームは 各気嚢の 体積を 揃える目的で 採用された」 という従来の定説は 嘘のようです。

R 101 , before extension & after extension

Transverse arrange at un-equal intervals

なお、上記の 側面図で 確認する限り、 R 101 が 不等間隔フレームを 採用した事自体は 間違い無さそうです。
では、 R 101 は 何のために 不等間隔フレームを 採用したのでしょうか？…。

推理できる 最も合理的な仮説は… 船体中央へ リング・フレームを 集中させて、 一番負荷の集中する中央部において、 骨組みの間隔を 短く設定する事により、挫屈防止を図るのが この飛行船の設計における 本来の主眼と 思われます。
(これは 設計ミスとは 思えません、理に適った設計のようです)

引き続き、「船首部の 突然の浮力喪失」に関連した項目です。 船首部の浮力喪失原因としては 自動弁の誤作動説もあります。 しかし この 自動弁の誤作動説 には 過去の幾多の前例と 照らし合わせた場合に 明らかな矛盾が 生じます。

自動弁からの 浮揚ガス損失を指摘されているケースでは 徐々に ガスが失われ、 その飛行船は ジリ貧で 空中に 浮いて居られなくなり、時間的余裕を持ちつつも 地上(氷上/海上)へ 降下しています。 ( N4 "ITALIA" , ZRS-5 "Macon" etc. )

これは 自動弁の原理と その船体内での 上下の装備位置から、 普段は 過大な圧力が自動弁へは及ばない為に 極めて短時間には 大量のガス損失をしないから 石ころのように落下する降下は しないのです。
しかし、 R 101 は 突然 ノーズダウン (Nose down) して落ちたと 伝えられています。

R 80 (left) , Automatic Gas Valve

自動弁の参考資料として R 80 の断面図(左)
自動弁の 大きさは およそ マンホールの蓋くらいの サイズとなる。
浮力により気嚢内に生ずる圧力分布の観念図(右)

これに対して、手動弁を 開いた場合には 装備位置の関係から 急激に ガスが 失われますが… R 101 の 手動弁に 問題があったとする 文献上の記述は 見当たりませんし、 仮に 手動弁が 故障した場合には その仕組みから来る性質により 「必要な時に 開かなかった」という 故障形態になります。

The generality of  the Rigid-Airships

硬式飛行船における ガス・バルブ(弁)の一般論

随って、船首部の 突然の浮力喪失原因としては… 諸説 最有力候補の 船首部の気嚢の 何れかが 破れたとする説 を 私も支持します。 そうなると、何が 気嚢を 破いたのか？… という事が 問題と なります。

墜落して失われる最終飛行直前に 撮影されたらしい 最終状態の R 101 の写真では 船首先端部の 縦通材が 間引かれて 撤去されている事が 確認できます。 (下記 右側の写真で 副縦通材のラインが 先端で途切れている事に 注目！)

R 101 , Phase:1 & R 101 , Phase:2

上の写真から、船首先端部の 副縦通材が 撤去されて 無くなっているのが 解るだろうか？

そして、この軽量化が 目的と思われる 船首先端部の副縦通材の撤去は 既に 船体延長改造前に 行われていた事が 次に掲げる 下記の写真から 確認できます。

R 101 , the turning point Phase:1.1 ( before extension , thin out the Longitudinals of  nose )

R 101 , Phase:2 ( after extension , thin out the Longitudinals of  nose ) [ before extension , Phase:1.0 ~  after extension , Phase:2.0 ]

軽量化のため 切羽詰ったとはいえ、何も これっぽっちの 骨組みを 削らなくてもと 感じるかも 知れませんが…

R 101 の 副縦通材は あまりに細過ぎて、 主縦通材との強度差から 主縦通材の線分より外側へは 張り出せません。 このため、主/副 合わせた縦通材本数分の 多角形では 船体を 建造できない事になり、 角張ってしまうのです…。 逆に言うと、 新造時における 船首先端部の 副縦通材は 部分的に太く強化されていて 重かった可能性が 高いです。

left & center , R 101 right , R 36

では、この 軽量化のためと思われる 船首先端部の副縦通材の撤去により、 船首部の 縦通材の総数が減り、 強度不足となってしまい、船首先端部に 残された主縦通材が 折れたのでしょうか？…
(もしも、そうだとすれば 原設計に無い、馬鹿な 改造をした事になります)


たぶん、そうでは ないでしょう… 主縦通材が 折れたのではないと 私は 思います。 (従来よりも強化された縦通材です)

R 101 , Main Longitudinals & Sub Longitudinals

R 101 の 太い主縦通材と 細い副縦通材との 比較

ライバルの R-100 は 16本の 縦通材だけで 充分な強度を 保っています。 R 101 も予め縦通材の強度計算を充分に行い、15本の 主縦通材だけでも 大丈夫だと見込んで 船首先端部の副縦通材の撤去を 行い、当然として 事後も 残された骨組みが 破断する兆候が無いか 入念な検査を 行っていたと 考えた方が妥当です。
(英国は文献で語られてる程、馬鹿じゃない…)

でも、このようなケースで 往々にして起きる 落とし穴として…、
「残された主縦通材が 強度的に 大丈夫なのか？」と 主縦通材へ 注意が 集中する反面、 切断した 副縦通材の後始末が 疎かになるのも 万国共通の人間の サガ (saga) なのです。

飛行中 負圧の掛かる船尾側で、 このように 不連続な縦通材の間引き方をしている飛行船の前例は ありますが…
飛行中 正圧の掛かる船首側で、 このように 不連続な縦通材の間引き方をしている飛行船の前例は ありません！…。

私は この 不連続性が原因で …
中途半端に残る細くて強度的にも弱い 副縦通材が 暴風雨の中を 飛行中に 耐えられなくなって折れたと 考えています。
(これは 設計ミスではなくて、改造施工ミスですが… 試験飛行での 駄目出し不足が 根本的な元凶だと思います)

試験飛行段階での R 101 に 関し、過去の文献では 問題続出した事を 矢鱈と問題視してますが… R 101 のように 何かと 「新機軸の多いケースでは 寧ろ 駄目出し不足こそ最も危険 なのだ！」と… 何かの本で 語られていました。

(但し、勘違いしてはいけないのは… R 101 のように 極端に細くて 構造的にも端末で強度的にも重要でない副縦通材の破損では、
 R 38 の時のような 船体全体が崩壊する連鎖は起きないと思われます、 本来なら 試験飛行で発覚して修正されるような問題で終わっていた筈です)

話題は 次第に R 101 が 墜落した真相の核心に 近づいて来ましたが…
それでは R 101 は この 骨組み破損で 気嚢が破れた事による、船首部の突然の浮力喪失で 墜落したのでしょうか？…

私は 不慮の事故により 突然 船首部の浮力喪失が生じても即 墜落しないのが飛行船の特徴 と 考えています。
写真の残る史実として 過去の事例で 船首部の浮力喪失が生じても即 墜落しなかった飛行船 は 複数存在します。

LZ 5	R 33	ZR-1
Loss forward gas ! , but these the airships not fell into the ground ! , because turn down Engine !

これらの 生還した飛行船と、 墜落した R 101 との間で 運命の明暗を分けた要因は 何でしょうか？…
これらの 生還した飛行船は 不慮の事故で 船首部を 損傷したため、 エンジン出力 を 絞って飛びました。

R 101 が 地表へ激突するまでの経緯を描いた、 下図を見ると… R 101 は 浮力を失って落ちたのではなくて…、
エンジン出力を 絞らずに 地表へ向かって 突進するように急降下して激突した事が 解ります。

R 101 , the sequence of events ( operating error ! )

the R 101 stalled and crashed ! , critical angle of  Dynamic-Lift ( unlike the airship by Static-Lift )

R 101 は 途中で up trim 3^º の 挽回を してますが… これは 非常用バラストなどの投下で 姿勢を立て直したのではなく、 昇降舵 (Elevators) で 空気力学的に 動的な揚力 (Dynamic Lift) を あてにして、 航空用語で言う 失速現象 (Stall) を 起こし、 およそ飛行船らしくない落ち方で、 飛行機のように 運動エネルギーを 抱えたまま 地表へ激突！したのです。
(生存者が少なく、わずか８人の生存者も 総て後部ゴンドラの乗員だった事も、 たぶん飛行機型の墜落が原因です)

(R 38 の場合は 空中分解後に 上空で出火して誘爆した事が 生存者を 少なくしていますが…、
 R 101 の場合は 地上へ激突後の誘爆以前に 乗客/乗員の多くが 死傷していたと思われる、 飛行機型の墜落です)

突然の船首部の浮力喪失後、先ず エンジン・パワーを絞り 時間稼ぎして、 非常用バラストを投下し、船体のバランスを立て直すのが常道でしょう。
エンジンを止めて バラスト投下しても 船体の前後バランスが 回復せず、 浮力不足で 沈下したとしても… 不時着して 乗客/乗員は 脱出できます。

英国にも 船首部の浮力喪失が生じても墜落しなかった飛行船 R 33 の 前例が ありますから、運行マニュアルの不備は 考えられません。 このように 操縦ミスと 疑われるようなケースは (特に日本の場合) 操縦者の技量不足で片付けますが… R 101 は 政府の要人を乗せて飛ぶ任務を担っていた訳ですから 英国でも優秀な人材が抜擢されて操縦していた！ と 考えるべきです。 ですから 重要な問題は… それなりに 優秀な人材が何故？、運行マニュアルに 違反する行動を とってしまったか だと思います。

文献において、墜落する直前の R 101 の 操縦ゴンドラのようすを 小説のように描いた物もありますけれど、 生存者は 最後部の エンジン・ゴンドラの乗員、８人だけです。 随って 操縦ゴンドラで どのような遣り取りが あったのかは 不明です。

でも確かな事は 突然に 船首部の浮力喪失で 船体が傾いても エンジン・テレグラフ (Engine Telegraph) 伝令器の指示変更が 暫くの間は 無く…、 伝令器の指示が 「エンジンを絞れ！」 と エンジン・ゴンドラへ届いた、次の瞬間には 減速が 間に合わずに 地上に激突していた… という事なのです。

the control car of  R 101 & R-100

更に文献において、 操縦ゴンドラに 非常用バラストの 投下レバーが 無かった事を 指摘する物もあります。 しかし 非常用 バラストとは 燃料タンクや 重要度が低くて重い繋留索巻き上げ機などを 船体から切り離して落とす仕組みです。簡単に遠隔操作できると 何かの弾みで 誤作動し、 それが 市街地の上空だったら 爆弾投下と何ら変わらず危険です。 ですから この時代は 乗員を タンクや装置へ走らせて、直接 手作業で切り離すのが 普通です。
(現代だと、宇宙ロケットに使われる「爆破ボルト」で遠隔操作も可能でしょうが… 誤作動すると危険なのは 変りません)

R 101, fuel tanks (emergency ballast)

また、飛行船とは 一部の浮揚ガスを失っても、揚力を失った飛行機のようには 急激に落下しないのが 特徴なので 乗員をタンクや装置へ走らせて、 直接 手作業で 非常用バラストを 切り離す 時間的余裕は 充分ある筈なのです。
( R 101 は 時間的余裕すら無く落下したのではなくて、 エンジン・パワーで急降下しているので 誤解無きよう願います…)

R 101 G-FAAW  in Oct. 1929

R 101 , after extension  in Sep. 1930

では、政府要人を乗せた R 101 は
優秀な人材が抜擢されて操縦していたと 考えられるのに、 何故 より安全な不時着を 選ばずに 地上へ急降下したのか？

R 101 を 定説のように 「重過ぎて 悲しいほど馬力不足な飛行船」 と 信じると… 優秀な筈の操縦者が 咄嗟にとった行動が エンジン・パワーを必要とする動的な揚力 (Dynamic Lift) に 頼った事 と 矛盾して 巧く説明できません。

(従来の定説では 重過ぎて予備浮力不足なので、 エンジン出力に頼ったような表現ですが…
 それなら尚更、 非力なエンジンが生み出す揚力に頼るよりも、エンジン出力を絞って時間稼ぎをしながら… 早期に不時着体勢へ移行するべきです)

(下は波の荒れる洋上で R 101 が 救命具を 未装備なら 降りられませんから兎も角として、
 下は 障害物も ほぼ無い 丘陵地帯です…  操縦者には 地上へ激突する直前まで 危機意識が無かった？とも 思える行動と考えられます…)

しかし真実は R 101 が 「巡航速度では 軽快でパワフルな飛行船」 だったとすると この行動にも肯けます。 近年の航空機事故では ボーイング 727型機が 抜群の操縦性と加速性能から、 着陸の進入角度が深くなり過ぎて墜落する事故が 多発した例もあります。 私は これに似た 「この位、何とかなる！」 という操縦者の心理状態を R 101 の事故に 感じています。

【操縦者の心理状態】
(言い換えれば、操縦者が 微妙に優秀だった為に、 R 101 の特異な運動特性に気付き、 常道に反する対処を してしまった… のでは？)
(操縦者が 凡人なら 与えられた マニュアル通りにしか 対処できなかっただろう…、 操縦者が 優秀だった為に 機転が 災いした結果と 言うべきか？)

【巡航速度では 軽快でパワフルな飛行船】
( ディーゼル・エンジンの特性から…、高速域では最高速度が伸びなくても、 中速域でトルクが太く 巡航速度では パワフルだった事も考えられます)
(なお、自重が重いのに軽快とは？… と疑われる方は 冒頭の 「 飛行船は 自重が 軽くても重くても 運動性能に 影響しません」 を読み直してください)

これは… 「あの失敗作 R 38 を手掛けた RAW が 失地挽回で建造したのに 悲運の R 101」と 形容したくなります。
(文献類の解説では 「あの悲運の R 38 を手掛けた RAW が建造した 失敗作 R 101」 と 形容してますが… それは 間違いだと 思います)

R-100 , G-FAAV

それにしても… R 101 の大惨事により、スクラップに されてしまった R-100 は もったいなかったですね…。 その垣間見せた性能で その後も飛び続ければ 歴史が変わっていたかもしれません…。 でも、R 101 の事故が重大であった事を鑑みると、 英国の決断も 仕方が無かったのかもしれません。
(スクラップに されてしまった R-100 ですが… R-100 に 採用された 船尾を 尖らせずに 丸める処理は 次世代の 飛行船へ 受け継がれたようです…)

R-100 , the comparison of  left and right [ before ~ after ]

R-100 , G-FAAV  in Dec. 1929

R-100 , after curtail  in Jul. 1930

Epilogue , the next Generation

Round tail end , tail-cut airships

USS Akron ( ZRS-4 )  in Aug. 1931

The post-Shenandoah-crash birthplace airship (Triple Keel)

LZ129 "Hindenburg"  in Mar. 1936

The Anti-Sagging structure by the dual Keel

考証 research (C)SA-ss 2010-6/5