超音速への第一歩

飛行機

皆さんこんにちは!

2003年11月、超音速旅客機コンコルドが退役してから約20年。新しい超音速の翼が

再び羽ばたこうとしています。

ブームフライズ XB-1 超音速実験機初飛行に成功

Boom XB-1 デモンストレーターの初飛行

初飛行に成功したXB-1超音速デモンストレーター(クレジット:ブーム)

ブーム・スーパーソニックは今週金曜日の3月22日、XB-1超音速デモンストレーター

を初めて飛行させたと発表しました。モハベ航空宇宙港から運航されたこの航空機は

高度 7,120 フィート、速度 238 ノットに達しました。

2027年に初飛行が予定されている同社の超音速旅客機オーバーチュアと同様、XB-1

はカーボンファイバー複合材、高度なアビオニクス、デジタル的に最適化された空気

力学、高度な超音速推進システムを採用しています。

ロールス・ロイスがオーバーチュアに動力を供給するための技術的要件を検討するた

めの「契約協定」に署名し、このプログラムには今後参加しない決定に達したと伝え

られた後、推進システムは  多少の論争の対象となっていました。

ロールスロイスは声明で「われわれはブームとの契約を完了し、オーバーチュア超音

速プログラムのためのさまざまなエンジニアリング研究を実施した」と述べました。

「ロールス・ロイスは慎重に検討した結果、民間航空の超音速市場は現時点では当社

にとって優先事項ではないと判断し、そのため現時点ではこのプログラムに関するさ

らなる取り組みは行わない予定です。」ボーム チームと仕事ができてとても光栄であ

り、彼らの今後の成功を祈っています。」

それでもブームは2022年後半、シンフォニーと呼ばれる国産エンジンの開発を支援

するため、エンジン設計者、添加剤メーカー、タービンエンジンのメンテナンス専門

家からなるチームを結成し、そのうち4基がオーバーチュアに動力を供給すると発表

しました。

コンコルドの退役から 20 年後、XB-1 の初飛行は民間超音速航空機の空への帰還を

記念するものであり、ブームによれば、主流の超音速旅行の復活への道が開かれるこ

とになります。XB-1 プログラムは、マッハ 1.7 の速度が可能な 64 ~ 80 席の超音

速旅客機として提案されているオーバーチュアの設計と開発の基礎を提供します。

ブーム社のスケジュールでは、オーバーチュアの公開は2026年、初飛行は2027年と

なっている。同社は現在、10年末までに認証を獲得できると見積もっているのです。

「本日、XB-1は、1947年にベルX-1が初めて音速の壁を突破したのと同じ神聖な空

域を飛行しました」とブーム・スーパーソニックの創設者兼最高経営責任者(CEO)

のブレイク・ショール氏は述べました。「2014年にBoomを設立して以来、このフ

ライトを楽しみにしていました。これは、世界中の乗客に超音速旅行をもたらすと

いう当社のこれまでの道のりにおいて最も重要なマイルストーンとなります。」

同社は、コンコルドの開発以来50年にわたる空気力学、材料、推進力の進歩を活用し

赤字で有名な超音速輸送機(SST)では決して克服できなかったコスト課題に取り組

むと述べました。批評家らによれば、既存の航空宇宙企業が研究開発努力を環境の持

続可能性に真っ向から向けている時に、燃料を大量に消費する超音速飛行機の導入は

根本的な誤算に当たるという意見もあります。

XB-1 のハイテク機能には、拡張現実ビジョン システムと機首に取り付けられた 2 台

のカメラが含まれます。これらは姿勢と飛行経路の表示をデジタル的に拡張し、ブー

ムの言う優れた滑走路の視認性を可能にする高解像度のパイロット ディスプレイを提

供します。このシステムにより、可動ノーズの重量や複雑さを伴うことなく、空力効

率を向上させることができるとブーム氏は述べています。

同社はまた、XB-1 の数千の可能な設計を調査するために、設計のデジタル的に最適

化された数値流体力学シミュレーションを推進しています。カーボンファイバー複合

材料により強度と軽量性が実現されています。最後に、XB-1 の超音速吸気は超音速

の空気を亜音速まで遅くし、運動エネルギーを圧力エネルギーに変換し、離陸から超

音速飛行まで従来のジェット エンジンで航空機に動力を供給できるようにします。

XB-1 デモンストレーターの初飛行は、ティア 1 サプライヤーの世界的なネットワー

クが拡大し、アメリカン航空、ユナイテッド航空、日本航空から 130 機の航空機が

発注される中、オーバーチュアが量産に向けて前進を続ける中で行われました。

XB-1 超音速デモンストレーター

ブーム XB-1 デモンストレーターの長さは 71 フィートで、計画されている超音速旅客機オーバーチュアの長さの約 3 分の 1 です。 (写真:ブーム・スーパーソニック)

ブーム・スーパーソニックは2020年10月、初飛行を予定している3分の1スケールの

XB-1実証機のオンライン公開式典を開催しました。3基のゼネラル・エレクトリック

製J85-15ターボジェットを搭載した複合ボディのXB-1は、2025年に初飛行が予定

されている超音速旅客機オーバーチュアの計画導入に先立って、マッハ2.2まで飛行

する予定。

ブーム社は、XB-1が炭素繊維複合材構造、コンピューターで最適化された高効率の

空気力学、超音速推進システムなど、55席のオーバーチュアに計画されている技術

を実証すると期待しています。

この設計には、ブーム氏がこれまでにテストした中で最も効率の高い民間超音速吸

気口の 1 つと呼ぶものが含まれています。ブームのCEOであるブレイク・ショール

氏は、展開中に航空機のエンジン吸気口の重要性を説明しました。吸気口は、亜音速

のGEエンジンに対応するために気流の速度を音速の約半分に減速させる働きがあり

ます。ブーム社は過去5年間、ロールス・ロイス社とオーバーチュア用に計画されて

いる中バイパスターボファンの開発に取り組んできました。

「超音速ジェットエンジンはすべて内部が亜音速です」とショール氏は説明。

「つまり、入口は実際に多くの仕事をしているのです。超音速の空気を取り込んで減

速、圧縮し、音速の約半分でエンジンの前部に送り込みます。そしてそれを本当に

効率的に行う必要があります。私たちは、これまでに構築された中で最も効率的な

設計の 1 つを実現したと考えています。」

ブーム社は、2022年にまだ特定されていない新しい工場の場所でオーバーチュアの

製造を開始し、2029年頃に最初の量産飛行機を旅客サービスに向けて準備する予定

です。

開発者は超音速、極超音速賞に注目

アエリオン社の操業停止から

2021年5月にアエリオン社が操業停止を決定すると、それが超音速への願望の終焉

を意味する「カテゴリーキラー」なのかどうかという疑問がすぐに浮上しました。

20年近くにわたる設計努力を経て、アエリオンは民間超音速航空機を市場に戻す

ための内部軌道を握ったと信じられていました。しかし、投資コミュニティから

の支援の欠如により、これらの取り組みは金切り声を上げて停止し、超音速の実現

可能性について疑問が生じました。

アエリオンが約 40 件の特許を取得していたため、アエリオンにとっての問題は

技術的な障壁ではなく、財務的なものでした。さらに、これは進行中のいくつか

の取り組みのうちの1つにすぎず、少なくとも1つはスカンクワークス大手ロッキ

ード・マーチンとNASAとの提携に関係しており、将来の超音速飛行において重要

な役割を果たす可能性があります。

超音速への探求

超音速飛行に精通しているロッキード・マーチン社とNASAは、陸上での超音速飛

行禁止の潜在的な再評価に使用できる超音速騒音の特徴に関するデータを収集する

ことを目的とした、複数年にわたるクエスト研究プロジェクトの真っ最中です。

この研究には、騒音の影響を評価するために、特別に設計された「X」飛行機

(X-59) がさまざまなコミュニティ上空で一連の超音速飛行が含まれます。

しかし、全長 100 フィートの X-59 は、過去の伝統的な超音速航空機ではありま

せん。特別な設計機能と技術を備えており、騒音が地面に到達するまでにソニッ

クブームを「穏やかな衝撃」という音に抑えることができます。

X-59 Supersonic Test Jet Looks Positively Sci-Fi Head-On

X-59試作機(クレジット:NASA)

これを達成するために、航空機には超音速の衝撃波を分散させ、従来のソニック

ブームを緩衝する「アウトモールドライン」形状設計が組み込まれています。

薄くて長いノーズが視界を遮るため、チームは前向きの窓を、センサー、コンピ

ューター、HD ディスプレイを使用する外部ビジョン システムに置き換えて、窓

から見える景色を提供しました。その他の特徴には、空気抵抗を減らすために設計

された約 30 フィートにわたる後退翼が含まれます。

このプログラムは最近、カリフォルニア州パームデールのスカンクワークス施設で

2022年半ばに行われたスケールモデルの低速風洞試験を含むいくつかの重要なマ

イルストーンを突破し、飛行制御データを確認しました。

続いて11月には、長さ13フィート、推力2万2000ポンドのGEアビエーション

F414-GE-100エンジンがX-59に搭載され、最大マッハ1.4の速度で高度5万5000ft

で飛行すると発表しました。

「エンジンの設置は、NASA、ロッキード・マーチン、ゼネラル・エレクトリック・

アビエーションのチームによる長年にわたる設計と計画の集大成です」とNASAの

X-59推進性能責任者レイ・カスナー氏は述べ、数カ月にわたる設置プロセスはスム

ーズだったと語った。ステップの主要な手順を開発します。

これに続いて一連の地上試験が行われ、今年の X-59 の初飛行で最高潮に達します。

当初の積極的なスケジュールは数年遅れ、現在計画では音響検証試験を経てデータ

収集飛行を10年半ばに開始する予定となっています。しかし、今後 10 年以内に

超音速の基準が検討されると予想される国際民間航空機関への提出に間に合うよう

にデータを取得することが目標とされています。

セミステルス

この作業が進むにつれて、他の超音速開発者が注意深く監視しています。そのよ

うな企業の 1 つであるスパイク・エアロスペースは、18 人乗り、ローブーム、

マッハ 1.6 S-512 ビジネスジェットの計画を発表しました。Gulfstream、

Boeing、Eclipse、Icon、Embraer、Honeywell などの企業で経験を積んだエン

ジニアのチームを編成し、Greenpoint Technologies、Siemens、Maya Simulation、

Quartus Engineering などの企業と協力して航空機設計の専門知識を獲得してい

ます。エンジニアリング、製造、テスト。昨年、同社はエンジニアリング、最適化、

複合材料を支援するためのTech Mahindraとの覚書を発表しました。

スパイクの社長兼最高経営責任者(CEO)のヴィク・“マックス”・カチョリア氏は、

同社が最近沈黙を保っていることを認めながらも、次のように語っています。

同氏はさらに、そのような開発には何年にもわたるエンジニアリング、テスト、認

証が必要になるため、同社は「私たちがやっていることはよく知られているが、詳細

は主要な関係者に限定されるという半ステルスモードで運営することを決定した」

と述べました。私たちは「静かでいることは良いことだ」というスローガンを掲げ

ています。

カチョリア氏は、他の「著名なプログラム」の終了を指摘し、将来の公開のために

学んだ教訓を組み込んでいると付け加えました。

一方、同氏はさらに、スパイクがX-59の進歩を注意深く追跡しており、ソニックブ

ームに対する地域社会の許容度やブームを最小限に抑えるための空力形状の機会につ

いてプログラムが生成するデータを探していると述べました。

ブーム

同時に、別の超音速機開発会社であるブーム・スーパーソニック社は、4 つのエン

ジンを搭載したマッハ 1.7 の 65 ~ 80 人乗りのオーバーチュア旅客機の市場投入

を目指しており、常にニュースの見出しを飾っています。ブームは、アメリカン航

空、ユナイテッド航空、日本航空などから超音速モデル130機の契約を集め、特に

ノースロップ・グラマン、コリンズ・エアロスペース、イートン、サフラン・ラン

ディング・システムズなどのサプライヤーのチームを編成しました。

注目すべきことに、ブームの顧客ベースには米国空軍が含まれており、開発資金を

支援するための重要なリソースを提供することになります。

ブーム社は、翼長106フィート、高度6万フィート、航続距離4,250海里の飛行能力

を持つ全長201フィートの航空機の2025年のロールアウトを目指しています。

同社は、プログラムの将来には持続可能性が必須であると考えており、そのため、

100% 持続可能な燃料で実行できるかどうかを検討しています。

プログラムに残る問題は発電所です。ロールス・ロイスとの探索的パートナーシッ

プは昨年終了し、エンジンメーカーは「慎重に検討した結果、ロールス・ロイスは

民間航空の超音速市場は現時点では当社にとって優先事項ではないと判断し、した

がってこれ以上の取り組みは行わない」と述べました。

しかし、その発表後、ブームは技術、持続可能性、エンジンの専門知識を提供するた

めに、元ロールス・ロイスの最高技術責任者でシンガポール航空宇宙プログラムの議

長を務めたリック・パーカー氏を顧問委員会に迎え入れました。9月下旬の追加発表

の際、ブームの創設者兼最高経営責任者(CEO)のブレイク・ショール氏は、今後

の発表についてほのめかし、エンジンパートナーと「オーバーチュアの変革的な新

しい経済モデル」を発表する準備を進めていると述べました。

また、ノースカロライナ州グリーンズボロの工場の起工式や、オーバーチュアの前身

である XB-1 の初飛行も差し迫っていると予想されていました。

極超音速の飛躍

他の企業が超音速を追求する中、ジェネレーション・オービットで極超音速ロケット

航空機 X-60A の開発に協力したスペース X とブルー オリジンの 4 人の卒業生が

極超音速に目を向けました。

Engineers to start building first X-60A hypersonic rocket | Aerospace ...

極超音速ロケット航空機 X-60A

これがハーメウスの基礎であり、ハーメウスは 2 つのプロトタイプ航空機、クォー

ターホースとダークホース、そして最終的には商業市場向けに計画されている 20

人乗りのマッハ 5 航空機であるハルシオンの開発に意欲的に取り組んでいます。

航空宇宙産業の幹部らは、専門知識を活かして、軍事支援用途のため、極超音速

機よりも極超音速機の方が市場投入がスムーズである可能性があると推測しました。

さらに、ジェフリーズの報告書は、「ハーメウスは、極超音速エンジンは既製のガ

スタービンエンジンとマッハ3までの予冷装置を使用し、その後マッハ5までのラム

ジェットを使用するため、極超音速航空機は実際には超音速よりも簡単である可能

性があると信じている」と述べました。クリーンシートの超音速エンジンのサプラ

イチェーンを外します。」

チームは最近それをテストし、エンジン「キメラ」内でターボジェットからラムジ

ェットへの移行を実証することに成功しました。アトランタに拠点を置く同社は、

このデモンストレーションを「極超音速飛行の実用化に向けた最も重要な技術的偉

業の一つ」と呼んでいます。

キメラは、本質的にターボジェットとラムジェットのハイブリッドであるタービン

ベースの複合サイクル エンジンです。この 2 つを移行できる機能により、ハーメ

ウスの最初の実証機であるクォーターホースは通常の滑走路から離陸し、その後高

マッハ速度まで加速することが可能になると同社は説明しました。

試験はノートルダムターボ機械研究所で行われ、高マッハの温度と圧力をシミュレ

ートするための加熱空気を供給する能力があるとヘルメウス氏は語りました。

ハーメウスの最高技術責任者グレン・ケース氏は、「ノートルダムの施設のおかげ

で、飛行中に見られるものと同様の条件を作り出すことができた」と述べました。

「地上でこの試験を完了することで、来年後半に始まるクォーターホース飛行試験

キャンペーンのリスクが大幅に軽減されます。」

ハーメウスは、このマイルストーンに到達するまでのコストとスピードは注目に値

すると付け加えました。同社は 1,800 万ドルをかけて 21 か月以内にエンジンの

設計、製造、テストを行ったということです。

「この成果は、ハーメウスにとって技術的に大きなマイルストーンです」と CEO

の AJ ピプリカ氏は述べています。「しかしそれ以上に、これは私たちの小規模な

チームが、同業他社よりも大幅に少ない予算でハードウェアを迅速に設計、構築、

テストできることを証明する証拠です。」

キメラは、ターボジェットに流入する空気の温度を下げるためにプレクーラーを備

えて設計されています。航空機がマッハ 3 に達すると、エンジンはターボジェット

の周囲に流入する空気をバイパスし、ラムジェットが引き継ぐことができるように

なります。同社は、ほとんどの極超音速プラットフォームは旅客飛行には適さない

ロケットエンジンを動力源としているため、その設計がユニークだと指摘。

デモンストレーションが完了したため、ハーメウスは 2023 年末の初飛行に向けて

クォーターホースの完成に焦点を移しています。

クォーターホースは次期航空機である無人極超音速ダークホースに向けた研究を

提供し、ひいては民間航空機ハリコンをサポートするデータを提供することにな

ります。ハーメウスは、2030年までに500機の極超音速機の市場が見込まれ、

その価格は2億ドルを超えると推定しています。

よりアクセスしやすい資本に関する理論に関して言えば、ハーメウスは昨年、

シリーズ B の資金調達ラウンドで 1 億ドルを確保することができました。起業

家のサム・アルトマンが主導し、ファウンダーズ・ファンドとインキューテル

(米国諜報機関とその同盟者への戦略的投資家)という投資家を集めた資金に加

え、既存の投資家であるコースラ・ベンチャーズ、カナン・パートナーズ、ブリ

ング・キャピタル、レボリューションズ・ライズからの残りの部分の支援も受け

ました。その後、レイセオン テクノロジーズのコーポレート ベンチャー キャピ

タル グループである RTX Ventures がアトランタの極超音速スタートアップ企業

に戦略的投資を行いました。

米空軍とNASAは以前、極超音速航空機の開発に関する研究でハーメウスと提携し

ていました。米空軍は6000万ドルの契約を結んでいたが、7月にハーメウスは、

上限9億5000万ドルの高度戦闘管理システム契約をサポートする企業として同社

を選んだと発表しました。

政府の申請が明確に確立されているため、市場が超音速または極超音速レベルの

高速航空機をサポートできるかどうかについて疑問が生じています。

Rolland Vincent Associations の会長であり、JetNet iQ の作成者兼ディレクタ

ーである ローランド・ヴィンセント氏は、そう言います。同氏は、「ビジネス航

空業界に5億ドル投資する機会があるとしたら、どこに投資すれば最も利益が得ら

れるか?」という質問に4.1%が「超音速ビジネスジェット」を選んだことが判明

した最近のJetNet iQ調査を指摘しました。この数字はヨーロッパでは 2 パーセント

北米では 3.9 パーセントに低下しましたが、ラテンアメリカとカリブ海地域では

5.7 パーセント、その他の世界では 6.1 パーセントに跳ね上がりました。

「私たちの業界にとって、超音速機と極極音速機はまだかなり先の話です」とヴィ

ンセント氏は語りました。「少なくとも私の意見では、エリオンの不幸な死は予想

外でした。彼らは、デザインを改良し、産業パートナーシップを構築するために

膨大な時間、労力、資本を投資し、最初に市場に投入する最高の機会を自ら創出

しました。」

ビジネスジェット市場のトップ企業は強い価格決定力を持っており、初期の超音

速機や最終的には極超音速機になると「なおさら」だろうと同氏は付け加えました。

同氏はさらに、いくぶん皮肉なことに、高度なエアモビリティに流入する巨額の

資本がビジネス航空エコシステム全体に利益をもたらすだろうと推測しました。

「ドアツードアのスピードに対する顧客の要望は、これらの新しい「グリーン」

エアモビリティ航空機が運用される短距離ミッションに限定されません。超音速

および極超音速の設計に不可欠なのは、環境への配慮を実証するための革新である。」

一般航空製造者協会の会長兼最高経営責任者(CEO)のピート・バンス氏も次の

ように同意しました。これらおよびその他の新しい革新的な技術が安全性を重視し

環境の持続可能性への取り組みを強化することが重要です。」

まとめ

飽くなき超音速ジェット旅客機の開発は、進んでいます。

この超音速ジェット旅客機は、今の世界に何をもたらすのでしょうか?

一見、地球温暖化対策とは真逆の開発にも思えますが、それでは宇宙ロケット

開発はどうなのでしょうか?この2つのことは、『人類の夢であり希望』でも

あります。人類に目標は、『向上、そして進化』だと思います。

常に昨日の自分より向上し進化することが個人に与えられた使命だと考えてい

ます。

しかし、この開発が投資目的や個人の至福のために利用される事へは違和感を

覚えます。自然と協調して環境に優しい乗り物の開発を望みます。

 

それでは今日はこの辺で・・・

またお会いできる日を楽しみにしています。

 

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