ドローグパラシュート
第307爆撃航空団のボーイングB-52ストラトフォートレスが着陸のためにドローグシュートを展開している。
SAAF BAEシステムズ・ホークに展開されたドローグパラシュート
着陸後の減速効果を高めるためにドラッグパラシュートを使用するイギリス空軍のタイフーン
1968年、アーランダ空港のアエロフロート・ツポレフTu-104B

ドローグパラシュート（ドラッグシュートとも呼ばれる）は、高速移動する物体からの展開用に設計されたパラシュートです。速度低下、操縦安定性の確保、大型パラシュート展開のためのパイロットパラシュート、あるいはこれらを組み合わせた用途など、様々な用途に使用できます。ドローグパラシュートが使用された乗り物には、多段式パラシュート、航空機、宇宙船回収システムなどがあります。[ 1 ]

ドローグパラシュートは、1912年にロシアの教授でパラシュート専門家のグレブ・コテルニコフによって発明され、彼はナップサックパラシュートも発明しました。ソ連は1930年代半ばにドローグパラシュートを装備した最初の航空機を導入し、この技術の使用は第二次世界大戦中および戦後に拡大しました。ボーイングB-52ストラトフォートレス戦略爆撃機やユーロファイター タイフーン多用途航空機など、多数のジェット推進航空機にドローグパラシュートが装備されており、マーキュリー計画やジェミニ計画などの有人宇宙船回収プログラムでもよく使用されました。ドローグパラシュートは、安定化および減速の手段として 射出座席にも広く使用されています。

歴史

ドローグパラシュートは、1912年にロシアの発明家グレブ・コテルニコフによって、飛行機の存在しない地上でのパラシュート試験で初めて使用されました。コテルニコフはこの試験の数か月前に、初期のキャニスター型ナップサックパラシュートの特許を取得していました。ツァールスコエ・セロー（現在のサンクトペテルブルクの一部）近郊の道路で、コテルニコフはルッソ・バルト社の自動車を最高速度まで加速させ、後部座席に取り付けられたパラシュートを開くことで、このパラシュートのブレーキ効果を実証することに成功しました。[ 2 ]

F-4ファントムIIのドローグシュート設置部が開いており、機体尾部にある。

1937年、ソ連は限られた数の航空機に初めてドローグパラシュートを採用することを決定しました。具体的には、同年に開始された最初の漂流氷基地「ノース・ポール1」など、当時の有名な極地探検への兵站支援を行うために北極圏で運用される航空機に採用されました。ドローグパラシュートは、通常は着陸が不可能な小さな氷盤にも航空機を安全に着陸させることを可能にしたとされています。 [ 2 ]

着陸速度を落とし、着陸時間を短縮するためにドローグパラシュートを採用した最初期の量産型軍用機の一つが、ドイツ空軍が運用したジェット推進偵察爆撃機、アラドAr 234である。トロリー・アンド・スキッド式の降着装置を搭載したAr 234Aシリーズの試作機8機（機体に1機、トロリーの主軸後部に別のシステムを搭載）と、三輪式降着装置を搭載したAr 234B量産シリーズの両方に、胴体後部腹部にドローグパラシュート展開装置が備えられていた。

スペースシャトルディスカバリー号は、減速荷重を軽減するために縮められた抗力シュートで着陸した[ 3 ]

アメリカとソ連の宇宙開発競争の間、ドラッグパラシュートは数多くの宇宙船に採用された。マーキュリー計画やアポロ計画など、当時NASAとソ連が管理していたすべての有人宇宙計画では、より大きなメインパラシュートと並んで、ドローグパラシュートが宇宙船回収システムに採用された。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]当時NASAに与えられた巨額の予算は、極限状況での展開を目的に設計され、惑星間ミッションに有用であることが証明されたドローグを含む、パラシュートの広範な開発を可能にした。[ 8 ]滑走路に着陸したスペースシャトルも、着陸時にドラッグシュートを使用する利点を見出しました。[ 3 ]スペースシャトルの固体ロケットブースターも、ドローグパラシュートの助けを借りて回収されました。[ 9 ]

デザインと特徴

十字型のドローグで着陸するIAF A-4Nスカイホーク

従来のパラシュートと比較すると、ドローグパラシュートはより細長く、表面積がはるかに小さいため、抗力ははるかに小さくなります。ドローグパラシュートは、従来のパラシュートが引き裂かれるような速度でも展開できますが、従来のパラシュートほど物体を減速させることはできません。[ 10 ]ドローグパラシュートは設計がシンプルなため展開も容易で、展開中に絡まったり、適切に膨張しなかったりするリスクを最小限に抑えることができます。

使用

パラシュート

タンデムスカイダイバー2人を減速させるドラッグパイロットパラシュート

ドローグパラシュートは、ドローグによって発生する抗力を利用してメインパラシュートをコンテナから引き出すことで、メインパラシュートまたは予備パラシュートを展開するために使用されることがあります。このようなドローグは、シングルユーザー（スポーツ）パラシュートシステムで使用される場合、パイロットシュートと呼ばれます。パイロットシュートはメインパラシュートまたは予備パラシュートの展開にのみ使用され、減速や安定性のためには使用されません。タンデムシステムは異なります。ドローグは航空機から脱出した直後に展開され、自由落下中のタンデムジャンパーの終端速度を低下させます。その後、シングルパーソンパラシュートと同様に、メインパラシュートを展開するために使用されます。[ 11 ] [ 12 ]

この目的のためにドラッグパラシュートには数多くの革新と改良が加えられてきました。例としては、1972年に認可された回転防止機能の特許[ 13 ]や、2011年に認可された力の分散の改善などがあります。 [ 14 ]

減速

ジェット ドラッグスターに取り付けられたデュアル ブレーキ パラシュート: パラシュートは、黄色のストラップが付いた小さいチューブに入っています。

航空機の着陸距離を短縮するために使用されるドラッグシュートは、ドラッグパラシュートまたはブレーキングパラシュートと呼ばれます。濡れた滑走路や凍結した滑走路への着陸や、高速緊急着陸にも有効です。[ 15 ]

ブレーキパラシュートはドラッグレース中に車両の減速にも使用されます。全米ホットロッド協会は、時速150マイル（約240km）以上の速度を出せるすべての車両にブレーキパラシュートの搭載を義務付けています。また、陸上速度記録 に挑戦する複数の実験車両にもブレーキパラシュートが搭載されています。[ 16 ] [ 17 ]

安定性

F-111Fがバルート・ドローグで爆弾を投下している

ドローグパラシュートは、投下されたRKG-3対戦車手榴弾や空中投下された爆弾など、飛行中の物体の方向を安定させるためにも使用される。失速回復パラシュートは、耐空飛行試験中に制御不能なスピンが発生するリスクを軽減するために使用される。[ 18 ]同様の目的で、 B61やB83などのいくつかの核爆弾にも使用されており、爆弾の降下速度を遅くすることで、投下した航空機が核爆発から逃れるのに十分な時間を確保している。

ドローグパラシュートは、射出座席で展開直後の安定化と減速のために 使用されている。例としては、 ACES II個人脱出システムが挙げられる。[ 19 ]同様に、超音速航空機と宇宙船の両方で使用される多くの脱出カプセルは、安定性とブレーキの両方のためにドローグパラシュートを採用しており、メインシュートを展開するか、パイロットがカプセルから出て個人用パラシュートを使用するかのいずれかを可能にしている。[ 20 ] [ 21 ]

ドローグパラシュート（2014年の落下試験で撮影）は、メインパラシュート展開前にオリオン宇宙船を安定させるために使用される。

ドローグパラシュートは、大気圏突入時の宇宙船の降下を含め、非常に高速な降下を制御するために使用できるため、宇宙飛行の重要な技術であり続けています。これらは通常、メインパラシュートまたは逆推進の使用を可能にする突入条件が確立されるまで展開されます。これには、ボーイングX-37スペースプレーン、[ 22 ] [ 23 ]スペースXドラゴンカプセル[ 24 ]とフェアリングハーフ[ 25 ]ロケットラボエレクトロン第1段、[ 26 ]インド宇宙研究機関（ISRO）のガガヤンモジュール[ 27 ]および嫦娥5号再突入機[ 28 ]が含まれます。スターダストとオシリス・レックスのサンプルリターンカプセル[ 29 ]および2024年1月時点で成功したすべての火星着陸ミッション[ 30 ]では、超音速ドローグパラシュートが使用されていました。一部の高高度ロケットでは、デュアル展開システムの一部としてドローグシュートを使用し、その後メインパラシュートを展開して降下を制御し、降下速度を遅くすることもあります。[ 20 ] [ 21 ]

参照

参考文献

  1. ^ 「乗員探査機パラシュート組立システム（CPAS）第1世代ドローグおよびパイロット開発試験結果の概要」（PDF） airborne-sys.com 2009年2025年10月25日閲覧。
  2. ^ a b「ディヴォ現場でのパラシュート降下：ロシアの記録と業績の本」（ロシア語）。bibliotekar.ru。
  3. ^ a b Lowry, Charles H. 「スペースシャトルオービターの抗力シュート概要」（PDF）NASA技術レポートサーバー。
  4. ^ 「パラシュート、ドローグ、マーキュリー」スミソニアン協会、国立航空宇宙博物館. 2020年6月17日閲覧。
  5. ^ “Parachute, Drogue, Gemini” . スミソニアン協会、国立航空宇宙博物館. 2020年6月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年6月17日閲覧。
  6. ^アニタ・セングプタ、リカルド・マシン、ゲイリー・ボーランド、エレン・ロングマイア、ミッチ・ライアン、エリック・ハウゲン、エドワード・ホワイト、ジェームズ・ロス、ジョーズ・ラグーナ、ロバート・シンクレア、エルサ・ヘニングス、ダニエル・ビッセル (2012). 「小型オリオン司令船の航跡における円錐リボン型ドラッグパラシュートの性能」2012 IEEE Aerospace Conference . IEEE Xplore. pp.  1– 11. doi : 10.1109/AERO.2012.6186996 . ISBN 978-1-4577-0557-1. S2CID  35463923 .
  7. ^ 「ソユーズ、パラシュートで安全に着陸 – 宇宙ステーション乗組員が軌道上で186日を終えて帰還 – ソユーズTMA-19M | Spaceflight101」 2016年6月18日. 2024年1月16日閲覧。
  8. ^ NASAが1960年代のパラシュートテスト結果をまだ使用しているのはなぜか？ 2015年8月11日、 2024年1月16日閲覧。
  9. ^ Wood, T. David; Kanner, Howard S.; Freeland, Donna M.; Olson, Derek T. (2012). 「固体ロケットブースター（SRB）：最高の飛行システム統合」（PDF） . NASA技術報告サーバー.
  10. ^ 「アポロ11号用語集：略語と頭字語を振り返る」 NASA 2020年6月17日閲覧。
  11. ^ブレイン、マーシャル (2002年8月27日). 「スカイダイビングの仕組み」 . adventure.howstuffworks.com . 2020年6月17日閲覧。
  12. ^ 「スカイダイビングにおけるドローグとは？」 skydivecal.com、2018年12月9日。
  13. ^ 「ドローグパラシュート付き空中照明弾」 1972年。
  14. ^ 「ドローグパラシュートの張力を分散させるスカイダイビング用具」 2011年。
  15. ^ 「Deceleration Parachutes」 . Miles Manufacturing . 2020年6月17日閲覧。
  16. ^ 「North American Eagle Project: Deceleration – High Speed Parachute Systems」 。2010年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  17. ^ 「エンジニアリング特別レポート：パラシュートで超音速車を減速させる方法」 bloodhoundlsr.com、2019年8月27日。
  18. ^ Qiu, Zhijie; Dai, Wei; Guan, Gaozhi (2021年11月). 「失速回復パラシュート飛行展開試験に関する研究」. 2021 International Symposium on Computer Science and Intelligent Controls . IEEE. pp.  24– 27. doi : 10.1109/ISCSIC54682.2021.00016 .
  19. ^ 「ACES II 射出座席安定化ドローグパラシュート」ライフサポートインターナショナル. 2020年6月17日閲覧。
  20. ^ a b「Drogue Parachutes」 . apogeerockets.com . 2020年6月17日閲覧。
  21. ^ a bハウス、マリー（2019年5月24日）「レベル3高出力アマチュアロケット用電気機械式ドローグパラシュートラインリリース機構の設計と開発（優等論文）」ポートランド州立大学。doi ： 10.15760 /honors.770。
  22. ^ Stephen A. Whitmore、Brent R. Cobleigh、Steven R. Jacobson、Steven C. Jensen、Elsa J. Hennings。「X-37 ALTV/B-52H分離用ドローグパラシュートシステムの開発と試験」（PDF） 。NASA。 2022年1月21日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2020年6月17日閲覧。
  23. ^ Stephen A. Whitmore; Elsa J. Hennings (2007年11月). 「パッシブリーフ式折りたたみ式ドローグパラシュートシステムの設計」. Journal of Aircraft . 44 (6): 1793– 1804. doi : 10.2514/1.28437 .
  24. ^ SpaceX. 「Dragon」 . SpaceX . 2024年1月16日閲覧。
  25. ^ Messier, Doug (2018年4月12日). 「SpaceXのフェアリングとドローグパラシュート回収活動に関する詳細情報」 parabolicarc.com.
  26. ^ Berger, Eric (2022年5月3日). 「Rocket Lab、宇宙から落下する1トンブースターを捕捉」 Ars Technica . 2022年5月4日閲覧。
  27. ^ 「ISRO、ガガニャーン・ミッションに向けたドローグパラシュート展開テストを実施」 www.isro.gov.in . 2024年2月4日閲覧。
  28. ^ Huang, Wei; Rong, Wei; Liu, Dahai; Jiang, Changhong; Jia, He; Bao, Jinjin; Fang, Jishou (2021年1月). 「嫦娥5号再突入宇宙船の回収システムの設計と実現」 . Space: Science & Technology . 2021 2021/9898756. Bibcode : 2021SpScT202198756H . doi : 10.34133/2021/9898756 . ISSN 2692-7659 . 
  29. ^アルジュ​​ニ、トーマス、リン、ティモシー、ウィルコックソン、ウィリアム、エヴェレット、デビッド、ロナルド、ミンク、ウッド、ジョシュア（2015年6月8日）「OSIRIS-REx、小惑星サンプルの帰還」（PDF） 2015 IEEE航空宇宙会議pp.  1– 15. doi : 10.1109/AERO.2015.7118988 . ISBN 978-1-4799-5379-0。
  30. ^コーナー、ブレンダン・I. 「NASA​​の火星の夢を運ぶ超音速パラシュート」 Wired.ISSN 1059-1028 . 2024年1月17日閲覧。 
ウィキメディア・コモンズには、ドローグパラシュートに関連するメディアがあります。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Drogue_parachute&oldid=1328705610#Deceleration」より取得