ペンタゴンの奇妙な新しいX

国防総省の前衛的な先端技術研究プログラムであるDARPAは、アクティブ・フロー・コントロール（AFC）システムをテストするために設計された新しいドローン技術デモンストレーターの名前を明らかにした。これは、従来よりも空気力学的な航空機の形状を可能にすることで燃料効率を向上させ、レーダー信号を減らすことができる。前に。

この「実験用無人航空機」はX-65と名付けられ、圧縮空気ノズルの列を使用して、ヒンジ付きフラップ、舵、エルロン、エレベーター、スポイラーなどの「従来の外部移動飛行制御装置を使わずに」操縦を実行する予定だ。

このような従来の飛行制御面では、必然的に重量と複雑さが増加します。

このデモンストレーターは、DARPA の新型エフェクターによる革命的航空機の制御 (CRANE) プロジェクトのフェーズ 2 の成果です。

解説者らは、DARPAが説明する「斬新なXプレーン」は、斜めに傾いた二重翼のため、正面から見るとスター・ウォーズに登場する架空のXウイング・スターファイターに似ていると述べている（ただし、他の角度から見ると、類似性はそれほど明白ではない） .) X-65 の名称は、スター・ウォーズの伝承における X ウィングの T-65 工場モデルの名称を暗示している可能性があります。

もしそうなら、研究開発部門がSFの参考資料を現実のテクノロジーに組み込んだのはこれが初めてではない。 DARPAはかつて、スタートレックの世界に登場するクリンゴンの覆いをした偵察船にちなんで、バード・オブ・プレイと名付けられた黒いプロジェクトの視覚的ステルス航空機をテストしたことがある。

実物大の無人航空機は、ボーイングの研究子会社であるオーロラ・フライト・サイエンシズによって製造される。 フェーズ 1 中に、オーロラはサンディエゴの施設で X-65 の 4 分の 1 サイズのプロトタイプで 4 週間の風洞テストを完了しました。 この設計には、各翼の上面に圧縮空気噴射/吸引ノズル アレイが埋め込まれています。

オーロラ社の副社長は、Xプレーンが「ミッション関連の規模とマッハ数」で技術をテストすると述べたが、これは同社が最終的には航空機の超音速飛行能力をテストしたいという野望を持っているように聞こえる。

しかし、オーロラによれば、現在建設中の航空機は、バージニア州、ウェストバージニア州、ミシシッピ州で部品の組み立てが行われており、マッハ .7 (時速 537 マイル) しか達成できないと予想されている。 2025年に試験が開始される予定で、翼は最大30フィート、重量は3.5トンになると伝えられている。

写真を見ると、腹部の下に吸気口を備えた単一のジェットエンジンによって推進されることが示唆されています。 また、背部 (胴体上部) に吸気口と排気口があり、おそらく圧縮空気を生成するために使用されているようです。 伝えられるところによれば、4分の1サイズのプロトタイプには14のノズルバンクがあったという。

この設計は十分にモジュール化されており、他社が考案したものも含め、スイープの度合いが異なるさまざまな翼やノズル (「AFC エフェクチュエーター」) の交換が可能になります。 したがって、CRANEプログラムのマネージャーであるリチャード・レジェン氏は、Xプレーンが、たとえばBAEシステムのMAGMAドローン用に開発された技術を含む可能性のある他のさまざまな気流制御技術の「国家試験資産」として機能する可能性があると述べた。

アクティブ流量制御の背後にある考え方は、航空機のノズルを使用して空気のジェットを噴射し、航空機の周りを流れる境界空気の圧力を動的に操作し、航空機が操縦を実行できるようにすることです。 これは、ボルテックスジェネレーターなど、気流に影響を与える航空機の「受動的な」永続的な機能とは対照的です。 技術的には、圧縮空気が唯一の選択肢ではなく、プラズマ エフェクターやその他の方法を使用して空気の流れを操作することもできます。

おそらく、アクティブ フロー コントロールを、それが達成しようとしている内容、つまり抗力を引き起こしレーダー信号を増加させる航空機の尾翼のような表面を滑らかにする方法を見つけるという文脈で理解するのが最も簡単です。

もちろん、無人機を含む軍用機にとって、最新のレーダー誘導地対空ミサイル防衛装置が監視する紛争空域で長期間生存するためには、ステルス性が特に重要です。 実際、地対空兵器と空対空兵器の射程はますます増大しており、給油機や輸送機などの非戦闘機であってもレーダー断面積を縮小することが望まれています。

注目すべきことに、米国のB-2ステルス爆撃機はこの理由から無尾翼であり、フラップを差動的に操作して旋回して安定性を確保する精巧な飛行制御システムに依存している。 しかし、B-2のフラップの動きでさえレーダー断面積を増加させます。AFCは理論上、将来の航空機では不要になる可能性がある一時的なアキレス腱です。

一方、抗力を低減し、それによって燃料効率と航続距離を向上させることは、軍と民間のオペレーターの両方にとって非常に重要です。 たとえば、航空会社は、燃料効率が数パーセント向上するだけで、汚染の発生が減り、潜在的に莫大な燃料費を節約できる可能性があります。 ジェット機からドローン、ミサイルに至るまで、軍用機は同じ量の燃料でより遠くまで飛行できる。 そして、ドローンは基地に戻る必要があるまで、戦闘空間上空でさらに数時間耐えることができます。

AFC ノズル アレイは、代替となる同等の可動操縦翼面よりも軽量で複雑性も低いと考えられ、その結果、燃料のさらなる節約、航続距離と敏捷性の延長、地上でのメンテナンスの負担の軽減、製造コストの削減が実現します。

第三の利点は、アクティブな流量制御により操縦性が向上する可能性があることです。 2018年にNATOが実施した初期のAFCテストでは、デモ用ドローンが通常の操縦翼面の代わりにAFCを使用して操縦したところ、予想よりもはるかに積極的に反応した。 AFC システムが宣伝されている軽量、複雑さ、レーダー断面積を維持しながらそのような機敏性を呼び起こすことができれば、現代のジェット戦闘機のような不安定な機体の機敏性を活用しようとしているさまざまな航空機にとって魅力的になる可能性があります。

CRANE のようなプロジェクトがこの技術が期待通り手頃な価格で実用的であると判断した場合、成熟した AFC 技術が軍用機、民間機、有人機、無人機を問わず、すべての航空機にもたらす燃料節約は、誰にとっても大きな意味を持ちます。

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