金属プロペラの形について　木林靖忠

レポート担当
２０２４年５月例会で、木林会員主催で「プロペラ教室」が開かれました。　以下はその教科書ともいえる、木林会員の「金属プロペラの形の作り方」の解説文です。

金属プロペラの形について
2015年10月22日　　　　　木林　靖忠
私の模型製作の専門が「四発のプロペラ機」と言うこともあり、今回の合同例会ではプロペラの形に注目した。複葉機の時代の木製プロペラは、これまでいろいろな資料で解説されており、現代のホームビルト機などでも作り方が紹介されている。しかし、金属プロペラについてはインターネットに製造過程の動画はあるものの、我々が模型を作る時に必要な、プロペラの図面はほとんど見当たらない。そのためか、今回の合同例会でも、少々疑問のあるプロペラが見受けられた。そこで、当クラブの先輩から教授していただいた作り方を基本に、私なりに考えた「金属プロペラの形の作り方」を紹介したいと思う。１．正面形と側面形から削るこの方法は多くのモデラーが採用している方法であり、周知の方法なので解説はしない。実績のある方法であり、私もこれまでこのやり方でプロペラを削って来た。しかし、1/50程度のスケールでは、正面形や側面形のバラつきが起こりやすく、厚みのコントロールも簡単ではない。そこで、下記の方法を考えてみた。２．直方体から削るこの方法のメリットは、「比較的正確に」多数のプロペラが削れることである。図1は全長（プロペラの根元から先端までの長さ）がＬプラスｓ（プロペラのシャンクの部分の長さ）で、断面がプロペラの幅ｂで厚さがｔの直方体を示す。Ｌ，ｓ、ｂは写真などからある程度決められるが、tはプロペラの製造図面が無ければ分からない。しかし、時速350～700kmのプロペラ機では、二、三の図面から、ねじり下げ角度は35度程度と推定され、ｔはｂ×0.70で求めることができる。例えば、幅10mmのプロペラなら直方体材料の厚みは7mmとなる。先ず、ｓの部分を丸めて、円柱（シャンク）を作る。根元には、図のようにシャンクを包む対称翼型を記入する。先端部の厚みは最終的には1mm以下になるまで削るが、目安として厚さ1mm程度の薄い翼型を記入する。次に、図１のように根元と先端を結んで、前縁線と後縁線を記入する。前縁線は図のように、前縁の丸みを考慮する必要がある。　　　削り方としては、図２のように、最初に裏面を削る。先端近くがほぼ平面に近くなるように斜線部分を削る。長さの半分あたりから根元に近づくにしたがって、平面は維持されなくなることに注意すべきである。場合によっては凹面となることもある。　　　次に、表面側を削る（図３の斜線部分）が、表面側は先端部分も凸面にする必要がある。材料に記入した前縁線と後縁線は直線であるから、削った結果も直線になっていなければならない。裏面と表面とを削り終わると、結果として、ねじれたプロペラの美しい曲面が得られる。（図４）　　　　　　次に、プロペラの先端から全長の30％の位置で、厚さが幅の10％程度（材料によっては多少厚めに削って、強度を確保する。）になるように調整を行う。後縁は、なるべくナイフエッジに近づけるよう、シャープに削る。最後に、正面形を出す。この工程では、前縁，後縁の厚みが連続した曲線になるように調整する必要がある。とくに、根元付近の形は写真を良く見て削る必要がある。３．製造図面から見たプロペラの厚さについて合同例会の展示模型で観たプロペラの中には、過度に厚さが厚いものがあった。正面形や側面形がほぼ正しくとも、厚すぎるプロペラは（強度的な問題は別にして）いかがなものか。参考までに、戦前の本に載っていたHamilton Standard 社の製造図面を図５に示す。プロペラ長さの半分から先端に至る部分の厚さは、幅の10％以下（模型での幅が10mmなら厚さは1mm以下）であることが分かる。　　　図６は第二次大戦末期の押出加工した鋼製中空プロペラの断面図（先端から、長さの1/3）の位置）である。この場合も、厚さは幅の10％程度であり、裏面の後縁付近はやや凹面になっていることが分かる。　　　まとめ「金属プロペラの形」の作り方について、直方体材料から削る方法を述べた。この方法によれば、誰がやっても、ある程度機械的にプロペラの形が決まり、ばらつきの少ない多数のプロペラを削ることができる。ただし、プロペラの根元付近の断面形（翼型）は、長さの半分付近から先端に至る断面形とは異なり、いろいろな形があるので、この部分の形状については、実機の写真を良く観察して削る必要がある。私は、今後は「直方体から削る｝方法で進めて行きたい。