JATO

アメリカで最初の「ロケット支援」離陸。カリフォルニア州マーチフィールドで行われた、ERCOエルクーペに取り付けられたGALCITブースターによる離陸。 1941年。

JATO（ジェット支援離陸の略）は、小型ロケットによる追加推力によって過積載の航空機を離陸させる支援離陸装置の一種です。JATOという用語は、 （より具体的な） RATO （ロケット支援離陸装置） （または、イギリス空軍の用語ではRATOG（ロケット支援離陸装置）） と互換的に使用されます。

初期の実験と第二次世界大戦

1927年、ソ連の研究開発機関である気体力学研究所は、航空機の離陸を支援する固体燃料ロケットを開発し、1931年には、航空機の離陸を支援するロケットをU-1（ソ連の名称はアブロ 504練習機）で世界で初めて使用し、約100回の離陸支援に成功しました。[ 1 ] [ 2 ]ツポレフTB-1でも離陸支援に成功しました。[ 3 ]ツポレフTB-3重爆撃機でも離陸支援が成功しました。 [ 1 ] [ 4 ] 1933年のツポレフTB-1の公式テストでは、ロケットを使用することで離陸時間が77％短縮されました。[ 1 ]

ロケットを使ってグライダーを空中に打ち上げる初期の実験は、 1920年代のドイツで行われ（リピッシュ・エンテ）、後にイギリス空軍とドイツ空軍の両方が第二次世界大戦でそのようなシステムを導入した。[ 5 ]イギリスのシステムでは、かなり大型の固体燃料ロケットを使って、カタパルト武装商船（またはCAM船）として知られていた商船の前面に取り付けられた小さな傾斜路から飛行機（通常はホーカー・ハリケーン）を撃ち落とし、ドイツの海上哨戒機に対するいくらかの掩蔽物を提供した。発射後、ロケットは飛行機の後部から切り離され、水中に落下して沈没する。任務が完了すると、パイロットは可能であれば友軍の領土に飛ぶか、または飛行機からパラシュートで降下し、うまくいけば護衛艦のいずれかに救助される。2年間でこのシステムがドイツ機の攻撃に使用されたのはわずか9回で、8機の撃墜が記録され、パイロット1名が死亡した。

Starthilfe RATO ユニットを装備したドイツのArado 234 Blitz
バージニア州のスティーブン F. ウドバー ヘイジー センターにある Arado Ar 234 B-2 の右翼に搭載された Starthilfe RATO (左) 。
スタールヒルフェRATOユニット

ドイツ空軍もこの技術を採用した。ワルター社とBMW社製の液体燃料ユニットと、シュミディング社とWASAG社製の固体燃料ユニットを、 固定式と分離式の両方のロケットモーターとして用い、より速く、より短い離陸距離で離陸することを可能にした。これらの技術は、中型爆撃機の離陸性能を向上させるために用いられた。また、1940年にイギリス侵攻のために考案され、ロシア戦線への補給に使用された、翼幅55メートルの巨大なグライダー「ギガント」（メッサーシュミットMe321）にも用いられた。巨大なMe 321は当初、最大3機のメッサーシュミットBf 110重戦闘機によるいわゆるトロイカ・シュレップ方式の牽引支援を受けていたが、この方式では積載量が多く、離陸滑走距離が長すぎるため、V字編隊を組んだ3機のBf 110が同時に牽引機として機能するため、空中衝突の危険性が高かった。この危険性は、3機のBf 110を、双胴機で専用設計された珍しい5発エンジンのハインケルHe 111Z牽引機1機に置き換えることで大幅に軽減されるはずだった。ロケット支援による離陸方法は、連合軍の爆撃によって使用可能な滑走路の長さが大幅に短縮された戦争後期に特に重要になった。彼らのシステムでは、通常、投棄可能な自己完結型のWalter HWK 109-500 Starthilfe (「離陸支援」)、別名 "Rauchgerät" (煙発生装置) が使用されていました。これは、Z-Stoff 触媒化合物を使用した、本質的にほぼ純粋な過酸化水素である" T-Stoff "の化学分解によってエンジンが駆動する、ユニット化された液体燃料モノプロペラントロケットブースターユニットです。モーターの外部ハウジングの鈍角前面にあるパラシュートパックは、飛行機から切り離された後に落下を遅くするために使用され、システムの再利用が可能でした。最初の実験は、ベルリンの東約70キロにある広大なノイハルデンベルク飛行場で、テストパイロットのエーリッヒ・ヴァルジッツが操縦するハインケル He 111 で1937年に行われました。ノイハルデンベルクは、戦時中の予備飛行場に指定されていました。[ 6 ] JATOによる他のドイツの実験は、メッサーシュミットMe262Cのような迎撃機の発射を支援することを目的としており、通常、Me163コメットのWalterHWK109-509液体燃料ロケットエンジンのバージョンまたはMe163コメットのWalterHWK109-509液体燃料ロケットエンジンを搭載したHeimatschützer特別バージョンとして設計されました。計画では、胴体後端、もしくは主翼後縁直後の胴体下に半ポッド状に搭載し、ユンカース ユモ 004ターボジェットエンジンの補助を行うか、ユモ 004 の代わりに特別にロケットブーストされたBMW 003Rジェットロケット複合エンジンを搭載することで、Me 262Cハイマッツシュッツァー迎撃機がより早く敵爆撃機編隊に到達できるようにした。ハイマッツシュッツァー版の Me 262 は、提案された3つの設計のうち2つの試作機が製作され、試験飛行が行われた。HWK設計のシュタルトヒルフェ・モジュラー液体一液性推進剤ブースター設計が様々な航空機で試験され、ある程度の最前線で使用されたのとは対照的である。シュミディング社とWASAG社の両社による前述の固体燃料RATOブースターの設計は、本質的にはほぼ完全に実験的なものにとどまっており、シュミディング社の500kg推力固体燃料ブースターユニットは、垂直発射のニーズに応えるために、1945年に革新的なバッヘムBa 349 VTOロケット迎撃機の設計で使用するために、機体ごとに4基搭載され、実用化されることが想定されていました。厳密に実験的な HWK 109-501 Starthilfe RATO システムは、 Me 163Bコメットロケット戦闘機に使用されているものと類似した二元推進剤「ホット」モーターを使用し、主「燃料」として「Br-stoff」(リグロイン炭化水素蒸留物)と混合したB-stoffヒドラジンの組み合わせ 20 kg を、点火用の Z-stoff 過マンガン酸塩で不安定化したT-stoff一元推進剤に添加し、30 秒間の燃焼で 109-500 の推力数値 4.95 kN (14.71 kN/1,500 kgf 時) を 3 倍にしました。コメット509Aロケットエンジンと同様の特別な燃料補給と取り扱い手順を必要とする「ホット」システムと同様のリスクのため、109-501は厳密に実験的な設計のまま残され、ユンカースJu 287 V1試作ジェット爆撃機の試験飛行にのみ使用された。[ 7 ]

1939年初頭、アメリカ合衆国科学アカデミーは、カリフォルニア工科大学グッゲンハイム航空研究所（GALCIT）のセオドア・フォン・カルマンとロケット研究グループ（ジャック・パーソンズ、フランク・マリナ、エドワード・フォーマン、アポロ・M・O・スミスを含む）に、ロケット支援による航空機の離陸を研究するため1,000ドルを提供した。このJATO研究は、ロバート・H・ゴダードが陸軍と固体燃料ロケット兵器の開発契約を結んでいた第一次世界大戦以来、米国政府から資金援助を受けた最初のロケット研究であった。 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 1941年後半、フォン・カルマンと彼のチームは、エルクーペに推力50ポンドの固体燃料エアロジェットJATOを数個取り付け、ホーマー・ブーシェイ陸軍大尉が試験飛行を行った。最後の飛行では、プロペラが取り外され、翼の下に6基のJATOユニットが取り付けられ、ブーシェイは短時間の飛行を行った。これは、ロケットエンジンのみで飛行した最初のアメリカ人となった。両軍とも戦時中、固体燃料のJATOを使用していた。[ 10 ] : 329

第二次世界大戦後

LC-130貨物機RATOが雪上から離陸

第二次世界大戦後、 JATOは初期のジェットエンジンの低速時の推力不足を克服するため、あるいは重量物を積んだ航空機の離陸を支援するためにしばしば利用されました。例えば、プロペラエンジンを搭載したアブロ・シャクルトンは、長距離の海洋偵察飛行のために大量の燃料を積載していたため、離陸にはアームストロング・シドレー・バイパー・ターボジェットエンジンに依存していました。

世界初のジェット旅客機であるデ・ハビランド DH 106 コメットには、ハルツームやナイロビなどの空港から高温高地で飛行できるように、過酸化水素を燃料とするデ・ハビランド スプライトブースターロケット2基を搭載する設計上の配慮がなされていた。 [ 11 ] [ 12 ]これらは30回の飛行試験が行われたが、デ・ハビランド ゴーストジェットエンジンだけでも十分に強力であると考えられ、一部の航空会社はロケットモーターは実用的ではないと結論付けた。[ 13 ]それでも、スプライトの装備は生産されたコメット1に残されたが、その後のエンジンのアップグレードで不要になった。[ 14 ]

1950年代後半、アメリカ空軍、ドイツ空軍、ソビエト空軍は、外観と機能が類似した高推力、短時間燃焼のブースター設計を使用して、戦闘機を発射するためのゼロ長さ発射実験プログラムを実行した。アメリカ空軍は、EF-84Gと呼ばれるリパブリックF-84の改造版を使用した。これは、 MGM-1マタドール巡航ミサイルのエアロジェット・ジェネラル設計、2秒間の推力レベルの固体燃料ブースターを使用したものであった。ソビエトVVSは、SM-30と呼ばれる改造版MiG-19戦闘機を使用し、特別な発射装置から発射され、EF-84Gとほぼ同じ固体燃料ロケットブースター設計を使用していたが、推力レベルははるかに強力で、600kN（64ショートトン）であった。 F -100とF-104は、ソ連のSM-30実験と同様に強力なドロップアウェイブースターユニットを搭載し、ゼロ距離打ち上げ実験にも使用された。[ 15 ]

1950年代には、エアロジェット・エンジニアリング社が小型商用機に小型のJATOユニットを導入する試みとしてJATOジュニアが行われたが、アメリカ海軍航空局により阻止された。エアロジェット社は、12秒間に250ポンドの推力を供給する小型のJATOボトルにより、通常50フィート（15メートル）の高さの障害物をクリアするのに約900フィート（270メートル）の滑走路を必要とする軽量の自家用機でも、JATOジュニアユニットを使用すれば300フィート（91メートル）の滑走路で同じことが可能になると主張した。[ 16 ]エンジンナセルに取り付けられたJATOジュニアボトルは、ビーチクラフト ツインボナンザに工場オプションとして短期間提供されたが、これは離陸補助装置としてではなく、むしろ不利な地形での不時着中に滑走距離を延ばす手段として宣伝された。しかし、このボトルが実際にツインボナンザの量産機に搭載されたのか、工場でのテスト飛行以外で使用されたのかは不明である。[ 17 ]ジュニアJATOはビーチ18にもオプションとして提供され、104ポンド（47kg）のシステムが64機の航空機に搭載された。[ 18 ]

ボーイング727には、特にメキシコシティとラパスでの「高温高高度」条件下で使用するためのエアロジェットJATOアシストが装備されていました。[ 19 ] [ 20 ]フェアチャイルド・スウェアリンジェン・メトロライナーでは、片発エンジンの不作動状態での上昇要件を維持しながら離陸重量を増やすために JATOオプションが利用可能でした。

1980年後半、アメリカ軍はイランに拘束された人質を救出するために、ロケットエンジンを搭載し短距離離着陸を可能にする改造を施したC-130輸送機「クレディブル・スポーツ作戦」を計画した。しかし、着陸試験中に事故が発生したため、計画は中止された。機体の速度を減速させる前向きのJATOユニットが、着陸時の衝撃を和らげる下向きのユニットよりも先に発射され、機体は不時着した。

ジェットエンジンの離陸推力の向上に伴い、JATOはほぼ不要となり、現在では短い滑走路から重い荷物を積載して飛行する場合や「高温高高度」の条件下でもほとんど使用されない。例外的な状況において、主に軍用機などの特殊装備を備えた航空機で時折使用される。[ 21 ]

都市伝説

JATOロケットカーとは、JATOユニットを搭載した車が山腹に激突して発見されたという都市伝説である。この話はダーウィン賞の例としてしばしば挙げられるが、事実無根の作り話であるようだ。[ 22 ]

この伝説はディスカバリーチャンネルの番組『怪しい伝説バスターズ』で何度か取り上げられてきた。最初の試みは2003年のパイロット版で、クルーは市販のアマチュア用ロケットモーターを使ってJATOの場面と推進力を再現した。車は確かに猛スピードで飛び、追跡のヘリコプターを追い抜いたが、最初の話で報告されていた時速300マイル（時速500キロメートル）には遠く及びず、離陸にも失敗した。この伝説は2007年に再考され、異なる構成のロケットを使って車を飛ばそうとしたが、発射ランプの終端に到達する前に爆発した。この伝説は2013年に『怪しい伝説バスターズ』シーズン12の第1話で、放送開始10周年を記念して再び取り上げられた。

JATOを搭載した1958年式ダッジ・コロネットがエル・ミラージュ・ドライレイクを走行し、「トータル・コンタクト」ブレーキの威力をアピールするテレビCMに使用されました。このCMは1950年代後半に ローレンス・ウェルク・ショーで放映されました。 [ 23 ]

参照

参考文献

注記

  1. ^ a b cグルシュコ、ヴァレンティン（1973年）『ソ連におけるロケットと宇宙技術の発展』ノーボスチ・プレス出版社、7ページ。
  2. ^ У-1 на сайте airwar.ru – «Уголок неба»
  3. ^ザック、アナトリー。「ガスダイナミクス研究所」ロシア宇宙ウェブ。2022年5月29日閲覧。
  4. ^ Chertok, Boris (2005年1月31日). Rockets and People (Volume 1 ed.). National Aeronautics and Space Administration. pp.  164– 165. 2022年5月29日閲覧。
  5. ^「重い荷物を積んだ小型飛行甲板からの作戦には、ロケット支援による離陸が必要だった。」 http://uboat.net/allies/aircraft/swordfish.htm
  6. ^ Warsitz, Lutz: The First Jet Pilot – The Story of German Test Pilot Erich Warsitz (p. 45)、Pen and Sword Books Ltd.、イギリス、2009年Archived 2 December 2, 2013 at the Wayback Machine
  7. ^クラクフ ポーランド航空博物館の HWK 109-501 Starthilfe RATO ポッドに関するページ
  8. ^ Malina, Frank J. (1967). 「GALCITロケット研究プロジェクトに関する回想録」 . l'Observatoire Leonardo pour les Arts et les Techno-Sciences. 2012年2月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年8月17日閲覧。
  9. ^ 「桁違いの規模 - NACAとNASAの歴史、1915-1990年、第2章」 NASA 、 1989年。
  10. ^ a bリーマン、ミルトン (1988)。ロバート・H・ゴダードダ・カーポプレス。91 ～ 95ページ 。ISBN 978-0-306-80331-4。
  11. ^クックマン、オーベリー・O・ジュニア（1950年4月）「ジェットで通勤」『ポピュラーメカニクス』93 (4): 149-152。
  12. ^フランシス 1950、98–102ページ。
  13. ^バートルズ 1970、125ページ。
  14. ^ガン1987年、269ページ。
  15. ^ Goebel, Greg (2012年5月1日). 「ゼロレングス・ランチ・ファイター」 . Greg Goebel / パブリックドメイン. 2012年4月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  16. ^ "「『ベビー』ジェットユニットが軽飛行機を空中に打ち上げる」ポピュラーメカニクス93 ( 2):163、1950年2月。
  17. ^ Caldwell, Kris (2022年12月). 「Beech D50C Twin Bonanza」 . EAA Sport Aviation . オシュコシュ、ウィスコンシン州: Experimental Aircraft Association . pp.  34– 36. 2023年1月20日閲覧。
  18. ^パーマーター、ロバート・K. (2004). Beech 18: A Civil & Military History . テネシー州タラホーマ: スタッガーウィング博物館財団. pp.  282– 283, 477. ISBN 0-9748312-0-4。
  19. ^ 「727-200シリーズの型式認証データ」 B​​oeing-727.com 。 2022年3月20日閲覧。
  20. ^ “Tails Through Time: The Boeing 727 JATO Option” . 2016年12月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年4月27日閲覧。
  21. ^ 「ブースターが民間機を打ち上げる」『ポピュラーサイエンス』 166 (6):150、1955年6月。
  22. ^ 「カーマゲドン」 . snopes.com.
  23. ^ドッジがYouTubeでローレンス・ウェルク・ショーを放送、30:00から始まる
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