ボーイングX-51ウェーブライダー
X-51 ウェーブライダー
飛行中のX-51Aのアーティストによる概念図
一般情報
タイプロボット技術実証機、極超音速試験機
国籍アメリカ合衆国
メーカーボーイング
状態退役（2013年に最終飛行）[ 1 ]
プライマリユーザーアメリカ空軍
建造数4 [ 1 ]
歴史
初飛行2010年5月26日
引退2013

ボーイングX-51ウェーブライダーは、マッハ5（時速3,300マイル、5,300キロメートル）の極超音速飛行、高度70,000フィート（21,000メートル）での飛行を目的とした無人研究用スクラムジェット実験機です。この機体は2005年にX-51と命名されました。2010年5月26日に初の動力極超音速飛行を達成しました。2度の試験飛行は失敗に終わりましたが、X-51は2013年5月1日に6分以上の飛行を成功させ、マッハ5を超える速度を210秒間維持し、動力極超音速飛行における最長時間記録を達成しました。

ウェーブライダーとは、一般的に、航空機自身の衝撃波によって生じる圧縮揚力を利用する航空機を指します。X-51プログラムは、アメリカ空軍、 DARPA、 NASA、ボーイング、プラット・アンド・ホイットニー・ロケットダインによる共同プロジェクトでした。このプログラムは、アメリカ空軍研究所（AFRL）の航空宇宙システム局によって管理されていました。 [ 2 ] [ 3 ]

設計と開発

1990年代、空軍研究所（AFRL）は極超音速推進のためのHyTECHプログラムを開始しました。プラット・アンド・ホイットニーはAFRLから炭化水素燃料スクラムジェットエンジンの開発契約を獲得し、これがSJX61エンジンの開発につながりました。SJX61エンジンは当初NASAのX-43C向けに開発されましたが、最終的には中止されました。このエンジンは2003年後半にAFRLのスクラムジェットエンジン実証プログラムに適用されました。[ 4 ] このスクラムジェット飛行試験機は2005年9月27日にX-51と命名されました。[ 5 ]

2009年7月、エドワーズ空軍基地のB-52の翼の下にあるX-51A

飛行実証では、X-51はB-52によって高度約50,000フィート（15 km; 9.5 mi）まで運ばれ、太平洋上に放出される。[ 6 ] X-51はまずMGM-140 ATACMS固体ロケットブースターによってマッハ4.5（時速4,800 km; 3,000 mph）程度まで推進される。その後ブースターは切り離され、プラット・アンド・ホイットニー・ロケットダインSJY61スクラムジェットエンジンによってマッハ6（時速6,400 km; 4,000 mph）近くの最高飛行速度まで加速される。[ 7 ] [ 8 ] X-51はSJY61スクラムジェットエンジンにJP-7燃料を使用し、270ポンド（120 kg）を搭載する。[ 1 ]

極超音速技術の応用

DARPAはかつてX-51をブラックスウィフト[ 9 ]への足がかりと見なしていたが、ブラックスウィフトは2008年10月に中止された極超音速実証機計画であった[ 10 ]。

2013年5月、米空軍はX-51の技術を、X-51と同サイズのミサイルである高速打撃兵器（HSSW）に適用する計画を立てた。HSSWは2020年に飛行し、2020年代半ばに配備開始が予定されていた。射程は500～600海里（930～1,110km）、飛行速度はマッハ5～6、F-35またはB-2爆撃機の機内ベイに搭載可能とされていた。[ 11 ]

テスト

SJX61-2エンジンはマッハ5の飛行条件をシミュレートした地上テストに成功しました。

地上および無電源テスト

X-51Aの地上テストは2005年後半に開始された。X-51の初期バージョンである「地上実証エンジン2号」は、2006年7月27日にNASAラングレー研究センターで風洞テストを完了した。 [ 12 ] テストはそこで継続され、2007年4月30日にマッハ5でのX-51の模擬飛行が成功した。[ 13 ] [ 14 ]テストはマッハ4とマッハ6の間の加速を観察し、極超音速推力が「単なる運ではない」ことを実証することを目的としている。[ 15 ] [ 16 ] 当初2009年には4回のキャプティブテスト飛行が計画されていた。しかし、B-52に搭載されたX-51Aの最初のキャプティブ飛行は2009年12月9日に実施され、[ 17 ] [ 18 ] 2010年初頭にもさらなる飛行が行われた。 [ 19 ] [ 20 ]

動力飛行試験

2013年5月1日に試験のためにB-52Hに取り付けられたX-51

X-51の初動力飛行は2010年5月25日に予定されていたが、ポイント・ムグ海軍航空基地海域の一部を航行する貨物船の存在により24時間遅れた。[ 21 ] X-51は2010年5月26日に初動力飛行を無事に完了した。速度はマッハ5（時速3,300マイル、5,300キロメートル）、高度70,000フィート（21,000メートル）に達し、200秒以上飛行したが、計画されていた300秒の飛行時間は達成できなかった。[ 22 ] [ 23 ] このテストでは、スクラムジェット動力下で140秒という最長の極超音速飛行時間を記録しました。[ 23 ] X -43は12秒間の飛行燃焼時間というこれまでの最長記録を樹立し、[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]マッハ9.68という新たな速度記録を樹立した。

さらに3回のテスト飛行が計画され、同じ飛行軌道が使用されました。[ 25 ] ボーイングは空軍研究所（AFRL）に、故障がなければ4週間から6週間間隔で飛行を行い、2回のテスト飛行を追加して合計6回に増やすことを提案しました。[ 26 ]

2回目の試験飛行は当初2011年3月24日に予定されていたが[ 27 ]、試験条件が悪かったため実施されなかった。[ 28 ] 飛行は2011年6月13日に行われた。しかし、太平洋上空での飛行は、マッハ5までブーストアップした後、インレットの不始動事象により早期に終了した。試験の飛行データは調査中であった。[ 29 ] B-52がX-51を高度約50,000フィート（15,000メートル）で切り離した。X-51のスクラムジェットエンジンはエチレンで点火したが、JP-7燃料への切り替えは適切に行われなかった。[ 30 ]

3回目の試験飛行は2012年8月14日に行われた。[ 31 ] X-51はマッハ5（時速5,300キロメートル、時速3,300マイル）で300秒（5分）の試験飛行を行う予定だった。[ 32 ]ロケットブースターから分離した後、機体は制御を失い太平洋に墜落した。[ 33 ] 空軍研究所（AFRL）は、問題は飛行中にX-51の右上の空力フィンがロック解除され、制御不能になったためであると判定した。空力制御には4枚のフィンすべてが必要である。スクラムジェットエンジンが点火する前に機体は制御を失った。[ 34 ] [ 35 ]

2013年5月1日、X-51は4回目の試験飛行で初の完全な飛行試験に成功した。X-51とブースターはB-52Hから分離され、ブースターロケットによってマッハ4.8（時速3,200マイル、5,100キロメートル）まで加速された。その後、ブースターから正常に分離し、自身のエンジンに点火した。試験機はマッハ5.1（時速3,400マイル、5,400キロメートル）まで加速し、燃料切れでポイント・マグー沖の太平洋に突入するまで210秒間飛行し、総飛行時間は6分を超えた。この試験は、空気吸入式極超音速飛行としては最長であった。研究者らは370秒間の飛行でテレメトリデータを収集した。この試験はプログラムの完了を意味した。[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] 空軍研究所は、この飛行の成功がミサイル、偵察機、輸送機、宇宙システムの空気吸入式第一段など、極超音速飛行の実用化に向けた研究に役立つと考えている。[ 39 ]

仕様

ボーイングのデータ[ 40 ] 、空軍[ 1 ]

パフォーマンス

  • 最高速度: 3,900 mph (6,200 km/h、3,400 kn)
  • 最高速度：マッハ5.1
  • 範囲: 460 マイル (740 km、400 海里)
  • 実用上昇限度： 70,000フィート（21,300メートル）

参照

参考文献

  1. ^ a b c d「ファクトシート：X-51Aウェーブライダー」アメリカ空軍。 2015年4月6日閲覧。
  2. ^ 「設計審査とエンジンテストの成功により、ボーイングX-51Aの飛行がさらに近づく」ボーイング、2007年6月1日。2008年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  3. ^ 「新しいAFRL航空宇宙システム局が形を整える」 USAF、2012年6月27日。2013年3月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  4. ^ワーウィック、グラハム「X-51A、初の実用的スクラムジェットを実証」 2010年2月8日アーカイブ、 Wayback Machine。Flight International、2007年7月20日。
  5. ^ 「推進局月次実績報告書」（PDF）。アメリカ空軍。2005年9月。 2006年12月12日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
  6. ^ 「WaveRiderが初飛行」 Air Force Times、2009年12月21日。2013年1月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年12月22日閲覧。
  7. ^「設計審査とエンジン試験の成功によりボーイングX-51Aの飛行が近づく」 2008年6月11日アーカイブ、 Wayback Machine。ボーイング、2007年6月1日。2008年7月28日閲覧。
  8. ^「X-51Aウェーブライダーの飛行は5月25日に予定されている」アメリカ空軍、2010年5月20日。2010年5月20日閲覧。
  9. ^バーガー、ブライアン.「NASA​​、米空軍の2009年のX-51飛行準備に協力」 2009年6月5日アーカイブ、 Wayback Machineにて。Space.com、2008年9月8日。
  10. ^トリムブル、スティーブン.「DARPA、ブラックスウィフトの極超音速試験飛行を中止」 2011年5月20日アーカイブ、 Wayback Machine . Flight Global、2008年10月13日。
  11. ^ノリス、ガイ（2013年5月20日）「X-51飛行隊に搭載予定の高速攻撃兵器」 Aviation Week & Space Technology誌。
  12. ^ 「マッハ5の極超音速推進システムのテスト完了」 Space daily . 2008年7月28日閲覧。
  13. ^「Pratt & Whitney Rocketdyneの革新的なスクラムジェットエンジンがX-51Aの初の模擬飛行に成功」 2012年3月19日アーカイブ、 Wayback Machine。Pratt & Whitney Rocketdyne、2007年4月30日。
  14. ^「AIAA HyTASPプログラム委員会創刊ニュースレター」 2011年7月26日アーカイブ、 Wayback Machineにて。AIAA、2008年4月。
  15. ^ Coppinger, Rob. 「 Hypersonic X-51A、12月に打ち上げへ」Archived August 9, 2009, at the Wayback Machine . Flight Global、2009年8月6日。2010年4月29日閲覧。
  16. ^「極超音速テスト飛行、軌道に乗った」 Aviation Week、2009年8月5日。
  17. ^「X-51AウェーブライダーがB-52に初搭乗」エドワーズ空軍基地ニュース、2009年12月11日。
  18. ^ 「X-51Aウェーブライダー、B-52に初搭乗」。宇宙旅行誌、2009年12月18日。
  19. ^「X-51、初飛行の準備を整える」 USAFエドワーズ空軍基地ニュース、2010年3月4日。
  20. ^「X-51Aの飛行は5月25日に予定されている」アメリカ空軍、2010年5月20日。
  21. ^ 「船舶交通の遅延によりX-51Aの打ち上げが遅延」 USAF、2010年5月26日。2010年6月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  22. ^ワーウィック、グラハム（2010年5月26日）「X-51A極超音速初飛行は成功と判断」 Aviation Week誌。
  23. ^ a b cクロフト、ジョン（2010年5月27日）「X-51Aウェーブライダー、140秒のスクラムジェット飛行でマッハ5に到達」フライト・インターナショナル、フライト・グローバル。
  24. ^ 「ボーイングX-51Aウェーブライダー、初飛行で記録を更新」ボーイング（プレスリリース）2010年5月26日。
  25. ^ a b「X-51ウェーブライダーが歴史的な極超音速飛行を達成」アメリカ空軍、2010年5月26日。2016年4月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  26. ^トリムブル、スティーブン（2009年3月31日）「X-51Aの飛行はBバージョンにつながる可能性がある」Flight International：9ページ。
  27. ^ヘニガン、WJ、「極超音速機の再テスト実施」ロサンゼルス・タイムズ、2011年3月24日、B2ページ。
  28. ^ジョン・クロフト「空軍、ミッション開始、X-51Aの投下を中止」 2011年3月26日アーカイブ、 Wayback Machine。Flight International、2011年3月25日。
  29. ^ 「X-51の2回目の極超音速飛行は予定より早く終了」 Flight International、Flightglobal、2011年6月15日。
  30. ^ Mehuron, Tamar A (2011年8月). 「Air Force World, Second X-51 Test Cut Short」(PDF) . Air Force Magazine . 94 (8): 17. 2011年8月4日閲覧。
  31. ^シャクトマン、ノア（2012年8月）「マッハ5ミサイルは生きるか死ぬか」デンジャールーム。2012年8月14日閲覧。
  32. ^ 「極超音速機がニューヨーク・ロサンゼルス間を1時間で飛行」 NYデイリーニュース。
  33. ^ Weinberger, Sharon (2012年8月15日). 「X-51 Waverider: Hypersonic jet ambitions fall short」 . BBC . 2012年8月15日閲覧。
  34. ^ Majumdar, Dave (2012年8月15日). 「X-51A Waveriderのテスト飛行は失敗に終わった」 . Flight International . 2012年8月15日閲覧。
  35. ^「ボーイングX-51の8月の故障はフィンと共鳴が原因か」 2016年10月14日アーカイブ、 Wayback Machineにて。Flightglobal.com、2012年10月25日。
  36. ^「Boeing X-51A WaveRider、4回目の飛行に成功し記録を樹立」Wayback Machineで2016年3月4日にアーカイブ。ボーイング、2013年5月3日。
  37. ^「Hypersonic X-51 programme ends in success」 2016年10月11日アーカイブ、 Wayback Machineより。Flight International、2013年5月3日。
  38. ^「X-51Aウェーブライダー、最終飛行で極超音速飛行の目標を達成」 2016年4月12日アーカイブ、 Wayback Machine。Aviation Week、2013年5月2日。
  39. ^「X-51飛行隊に高速攻撃兵器を開発」 2014年1月4日アーカイブ、 Wayback Machineにて。Aviation Week、2013年5月20日。
  40. ^「X-51A Waverider Backgrounder」Wayback Machineで2012年9月6日にアーカイブ。ボーイング、2012年9月。
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