皆さんこんにちは!
アメリカ空軍は、2021年から高速の垂直離着陸機(HSVTOL)の開発を行っています。
空軍の Afwerx プログラムと米国特殊作戦司令部との共同で、高性能 VTOL 航空機を開発
するために米国国防総省によって選ばれた 11 社を紹介します。
Afwerx プログラム
HSVTOL プログラムは、最終的に空軍の CV-22 オスプレイに取って代わる可能性のある航
空機の開発を目指しており、400 kt (740 km/h) のオーダーで飛行でき、人員の侵入、戦術
的な機動性、および航空医療避難。最初のアイデア募集では 218 件の提案があり、AFWERX
は 2021 年 8 月に暫定的な 35 件のソリューションに絞り込みました 。
これらのうち、AFWERX は現在、プログラムのフェーズ 1 への投資対象として 11 の航空機
を選択しています。
アメリカン エアロスペース エンジニアリング
アメリカン エアロスペース エンジニアリング (AAE) は、2008 年に マイク・バートレット
によって設立されました。マイク・バートレットは、30 年を超えるグローバルな航空宇宙工
学および飛行試験工学の経験を持っています。アメリカン エアロスペース エンジニアリング
は、ワシントン州航空宇宙商務省と長期にわたるパートナーシップを結んでいます。同社は、
Urban Air Mobility 向けの 8 人乗り電動垂直離着陸 (eVTOL) 航空機に資金を提供する投資
家を探しています。
HSVTOL プログラムへの貢献の詳細はすぐには入手できませんが、ワシントン州ホワイト サ
ーモンに本拠を置く AAE は、Eversor を、最大離陸重量が 55 ポンド (25 kg) ) ~ 2,500
ポンド (1,133 kg)。モジュール式の Eversor は、パイロットのオプションとして設計され
ており、ハイブリッド電気やバッテリー電気などの代替推進システムに対応できます。
AAE は以前、エバーサーの 4 分の 1 スケール バージョンを構築し、飛行デモンストレーショ
ンを実施するための空軍スモール ビジネス イノベーション リサーチ (SBIR) 契約を取得しま
した。
AAEの 開発中のEversor(画像:AAE)
アストロ・エアロスペース
アストロ・エアロスペースは、ホライゾン エアクラフト カボライト X5をHSVTOL プログ
ラムに適合させる作業を行っています。2021 年 6 月に ホライゾン エアクラフト を買収し
た アストロ・エアロスペースは、カボライト X5を「スピード、ステルス、運用上の多用
途性」のために設計された航空機として宣伝しています。ハイブリッド電気のカボライト X5
は、VTOL 飛行用の翼とカナードに埋め込まれた 16 個のファンと、前進飛行用の 1 つの
プッシャー プロペラを備えています。パイロットに加えて、X5 は 4 人の乗客を運ぶことが
できます。カボライト X5の航続距離は 310 マイル (500 km)、巡航速度は 215 mph (350
km/h) であると予想されます。最近のインタビューで、アストロのブランドン・ロビンソン
社長は、特定のミッション特性を満たし、安全だと感じられるマシンを設計したいと述べまし
た。今後数か月にわたって、Astro は 50% スケールの飛行プロトタイプの開発に取り組みま
す。
ホライゾン エアクラフト カボライト X5(画像:アストロ・エアロスペース)
ベル
ベルは、AFWERX プログラムのために HSVTOL 航空機のファミリーのコンセプトを提出し
ました。2021 年 8 月に初めて明らかにされたベルは、総重量 4,000 ポンド (1,814 kg)
から 100,000 ポンド (45,359 kg) の範囲の「スケーラブルな航空機コンセプトのファミリ
ー」としてその提案を説明しました。全体として、ベルは HSVTOL 航空機のこのファミリー
内で「30 または 40 のコンセプト」を研究しているとニッセンは述べています。ローエンド
では、HSVTOL航空機は無人で、救助、兵站などの任務に適用されます。
より大型の HSVTOL 航空機は有人ですが、それでも自律的な操作を行うことができます。
最初のシステムは2 つの独立した分割推進システムで設計されています。
このシステムを支えているのは、同社のフォールディング ローター ハードウェア技術と、
ターボプロップ モードからジェット モードへの移行を可能にするデジタル フライト コント
ロール システムです。ベルは 2021年2 月に、デジタル設計に基づいて開発した折り畳み式
ローター技術の本格的なプロトタイプを実証したと発表しました。12 月の一連のテストで、
ベルはターボプロップからジェット モードへの変換を実行するために必要なハードウェアと
ソフトウェアを評価しました。
ベルが提案した高速 VTOL 航空機(画像:ベル)
コンティニューダイナミクス
コンティニューダイナミクス (CDI) は、HSVTOL プログラム用の可変直径ティルトロー
ター (VDTR) の開発に新しい設計および作動技術を適用します。CDI は 2021年2月16日
のプレス リリースで、完成されたHSVTOL航空機は、幅広い空軍および SOCOM ミッシ
ョンに拡張可能であり、HSVTOL チャレンジのホバー リフトと速度の要件を満たすと述
べています。従来のティルトローター機とは異なり、VDTR は巡航飛行中にローター ブレ
ードを格納または展開することにより、ローターの最大速度を維持できます。HSVTOL プ
ログラムのフェーズ 1 では、CDI は、VTOL 技術の革新者であり、VTOL プロジェクトで
CDI の頻繁なパートナーである AVX Aircraft とチームを組みました。当初、AVX はハブ、
ローター、および関連する制御装置の設計と分析に取り組みますが、プログラムの後期段階
でコラボレーションが拡大することが期待されています。
ジャイアント
ジェットプテラ
ジェットプテラは、AFWERX プログラムの適応流体推進を備えた HSVTOL 航空機システム
に取り組んでいます。ワシントン州エドモンズに本拠を置く同社は、2021年2月7日のプレ
ス リリースで、プログラムのフェーズ 1 で Northrop Grumman および Pratt & Whitney
と提携したと述べました。同社は、P&W ターボシャフト エンジンを使用してスラスターに
必要な空気圧縮機を駆動する特許取得済みの適応流体推進システム (FPS) を、従来のターボ
ファンまたはターボプロップ エンジンと比較して大幅な重量と燃料の節約を提供すると宣伝
しています。Northrop Grumman は ジェットプテラと協力して、FPS プロパルサーを統合
する HSVTOL デモンストレーター用の機体を設計します。ジェットプテラの HSVTOL プログ
ラムへの選択は、2021 年 3 月に授与された流体推進システムに関する 2 つの空軍 STTR 契
約に基づいています。
ジェットプテラのHSVTOL(画像:ジェットプテラ)
ピアセッキ
ピアセッキ エアクラフトは、AFWERX プログラムのフェーズ 1 で、PA-1459 HSVTOL
コンセプト航空機の開発に取り組みます。PA-1459 のデジタル レンダリングでは、航空
機の後方にターボファン エンジンが 2 つ搭載されており、排気管の偏向と、垂直揚力用
の 2 つの傾斜ダクト付きプロペラが装備されています。4 つすべてが、垂直または超短距
離離着陸 (SSTOL) 操作、および高速前進飛行のために、90° のベクトル化された推力を
提供できます。PA-1459 の低抗力胴体は、AFWERX ミッションで要求される高速を達成
するように設計されており、ローディング ランプが組み込まれています。モーフィング
ダクテッド スラスターは、巡航中の高い推進効率を維持しながら、効率的なホバリングと
低速操縦を行うために、高い推力対出力比を維持します。複数のコンバーチブル ガス ター
ビンと組み合わせたマルチスピード ドライブ システムにより、発電機、ダクト付きプロペ
ラ、およびガス タービンからのベクトル化された推力に電力を分配できます。
制御は、Piasecki ARES プロジェクトから派生した制御則によって達成され、すべての軸で
高い制御力を提供し、輸送型航空機に必要な寛大な重心エンベロープを提供します。巡航飛
行の最適化は、ピアセッキの ADAPT 飛行制御アルゴリズムによって実現されます。
ピアセッキのPA-1459 HSVTOL(画像:ピアセッキ)
トランセンド エアー
ボストンを拠点とする高速 VTOL 航空機の開発者であるトランセンド エアーは、V-500
Catamount を開発します。Catamount は、トランセンド エアーの民間 Vy 400 HSVTOL
の軍用バージョンであり、同社は都市間の VIP 旅行用に開発しています。Vy 400の代わり
にV-500 は GE CT7-8 エンジン (T700 の民間派生型) を搭載し、GE T901 ターボシャフ
トを使用して、巡航速度 435 kt (805 km/h) と最大 720 マイル (1,157km)の戦闘半径に
達することができます。。トランセンドは Kaman Aerospace と提携して、2022年1月に
開催された VFS Transformative Vertical Flight 2022 会議で展示されたサブスケールの飛
行試験モデルである 6 人乗りの Vy 400、そしてV-500カタマウントを発表。トランセンド
は1月28日のプレス リリースで、V-500 が 100 海里(1600km)を飛行するのにわずか
15 分しかかからず、「搭乗員の回復率を最大 70% 高めることができる」と述べました。
トランセンド エアーのV-500Catamount(画像:トランセンド エアー)
ヴァルキリー
ヴァルキリー システムズ エアロスペース (VSA) は、同社のガーディアンホバージェット に
基づく HSVTOL を開発しました。ガーディアンホバージェットの最大離陸重量は 16,000
ポンド (7,258 kg)有効荷重は 2,000 ポンド (907 kg) です。ガーディアンの 2 つの Pratt
& Whitney Canada PW545C ターボファンにより、最高速度 390 kt (723 km/h) に達し、
最大燃料を使用して最大15 時間飛行できます。ガーディアンは、同社で現在開発中の 2 つ
のホバージェット デザインのうちの 1 つです。イーグル ホバージェットは、貨物輸送用に
設計されたガーディアンの無人ミニチュア バージョンです。ガーディアンとイーグルはどち
らも流線型のステルス設計を取り入れており、航空機、ホバークラフト、水陸両用モードで
操作できます。次の段階では、[USSOCOM] と米国空軍を提供するために、ソリューション
とコンセプトをさらに発展させようとしています。
ヴァルキリーのガーディアンホバージェット(画像:ヴァルキリー)
ヴェルデゴ エアロ
ヴェルデゴ エアロは、VH-3-185 ハイブリッド ディーゼル電気発電所プログラムで開発さ
れた技術を活用して、HSVTOL プログラム用のはるかに強力なマルチメガワット タービン
ハイブリッド電気モーターを開発しています。2022年1月31日のプレスリリースで、フロ
リダ州デイトナビーチに本拠を置く同社は、HSVTOLプログラムで航空機メーカーと協力し
て、新しいヴェルデゴパワープラントがこれらのミッション要件のために設計された航空機
のニーズを満たすことを保証すると述べ「ヴェルデゴは、サブ 1 MW ハイブリッドモーター
で当社の能力をすでに証明しており、大規模な完全統合型タービン ハイブリッド ソリューシ
ョンも開発していることを公に認めています。
ウィスパー
ウイスパー エアロは、HSVTOL プログラム用の電気静音推進装置に取り組む予定ですが、テ
ネシーに本拠を置く同社は、その提案の詳細について沈黙を守っています。AFWERXとウイス
パーの以前のコラボレーションに似ている可能性があります。2020 年 12 月、AFWERX は
同社に、低騒音で高出力の電動推進装置の作業契約を結びました。その SBIR プロジェクトの
要約によると、eQ Propulsor は電気モーターが低いディスク負荷で高い比出力を達成できる
ようにする革新的なアーキテクチャーを備えていますが、先端速度を低くして非常に低い音
響特性を実現しています。HSVTOL プログラムへの ウイスパーの貢献が、AFWERX での過
去の仕事に似ているかどうかは明らかではありません。
ウイスパー エアロの高効率な電気推進システム(画像:ウィスパーエアロ)
まとめ
AFWERX のプログラムのフェーズ 1 への投資対象として 11つのHSVTOLをみてきました。
VTOL(垂直離着陸)と高速飛行。一見、相反することのように見えますが、ハイブリッド
や従来型のジェットエンジンを使用することで、高出力には対応できると思います。
難しいのは、垂直離着陸用に可変(テイルトローター型など)式のローターやシステムの開
発が主体にはなってくるとは思います。
昨今の米中関係、ロシアとウクライナの戦争など、世界は緊迫しています。新しい兵器(技
術)の開発が加速しそうです。引いてはそれが民間へと流れるというパターンでVTOL業界
が活性化しそうです。
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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