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| エアランダー10 | |
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.jpg/500px-Hybrid_Air_Vehicles_Airlander_10_%E2%80%98G-PHRG%E2%80%99_(36430422265).jpg) 2017年8月6日、カーディントン飛行場に停泊したエアランダー10 | |
| 一般情報 | |
| その他の名前 | 空飛ぶバム[a] 空飛ぶお尻[b] |
| タイプ | ハイブリッド飛行船 |
| 国籍 | イギリス |
| メーカー | ハイブリッド航空機 |
| 状態 | プロトタイプ |
| 建造数 | 1 |
| 歴史 | |
| 初飛行 | 2012年8月7日（HAV 304として） 2016年8月17日（エアランダー10として）[1] |
| 開発元 | 304 号 |
ハイブリッド航空機エアランダー10（当初はHAV 304として開発され、「フライング・バム」という愛称で呼ばれていた[a] [c]）は、イギリスのメーカーであるハイブリッド航空機（HAV）が設計・製造したハイブリッド飛行船である。補助翼と尾翼を備えたヘリウム 飛行船で構成され、空気静圧と空気力学的揚力の両方を利用して飛行し、4つのディーゼルエンジン駆動のダクトプロペラで駆動する。
HAV 304はもともと、アメリカ陸軍の長距離多目的情報車両（LEMV）プログラムのために製造された。初飛行は2012年に米国ニュージャージー州レイクハーストで行われた。2013年、LEMVプロジェクトはアメリカ陸軍によって中止された。
HAVは飛行船を再取得し、イギリスのカーディントン飛行場に持ち帰りました。民間用に再組み立て・改造され、この形でエアランダー10と改名されました。改造された航空機は設計認証テストを完了しましたが、2017年11月18日にカーディントン飛行場で強風により係留装置から外れ、廃棄されました [2] 。
エアランダー10の生産は何度も延期されており、現在のところ納入は2028年とされている。[3] [4] [5]
発達
HAV 304とLEMV要件
1990年代には、英国を拠点とするハイブリッド・エア・ビークルズ（HAV）社が米国の航空宇宙防衛企業ノースロップ・グラマン社と提携し、特に米国の防衛市場でこの機種の普及に努めた。[6] [7]
HAV-3小型実証機の成功に続き、ノースロップ・グラマンが主力入札者となり、ハイブリッド飛行船のコンセプトは、同じく提案されていたロッキード・マーティンP-791に優先して、米国の長距離多目的情報機（LEMV）プロジェクトに採用された。[8] [9]
LEMVプログラムは、地上部隊に情報収集、監視、目標捕捉、偵察（ISTAR）支援を提供できる中高度長時間滞空型無人航空機の実証を目的としていた。 [10] [11] [12] HAVの他に、英国と米国の下請け業者には、ワーウィック・ミルズ（ファブリックエンジニアリングと開発）、ILCドーバー（専門エンジニアリング開発と製造サービス）、テキストロンの子会社AAIコーポレーション（米陸軍ワンシステムUAV/監視航空機制御と情報配信ステーション）、スタッフォードエアロテクノロジーズ（飛行制御システム）、SAIC（フルモーションビデオ処理）が含まれていた。[8]ノースロップグラマンは、さまざまな電気光学/赤外線、信号諜報、レーダー、通信中継ペイロードを飛行船に統合する責任を負っていた。 [13]
運用要件
要件には、平均海抜6キロメートル（20,000フィート）で動作し、3,000キロメートル（1,900マイル）の行動半径を持ち、21日間のオンステーション可用性、最大16キロワットの電力をペイロードに供給できること、滑走路に依存しないこと、複数の異なるセンサーを同時に運ぶことが含まれていました。米陸軍によると、LEMVは回収可能で再利用可能な多目的プラットフォームになる予定でした。前方に配置して厳しい場所からの長期静止作戦をサポートし、見通し外の指揮統制が可能でした。[10]開発プロトタイプは、 38,000 m 3 （1,300,000立方フィート）の内部容量を持つ2つの結合された船体を持つヘリウム充填飛行船であるHAV 304として登場しました。 [ 14]
全長91メートル（299フィート）のこの飛行船は、当時のどのライバルよりも長かった。[15]しかし、20世紀半ばの飛行船の中にはこれよりも長いものもあった。例えば、ドイツのヒンデンブルク級飛行船は全長245メートル（804フィート）だった。「史上最大」の非硬式飛行船は、1950年代のアメリカ海軍の軍用空中早期警戒飛行船ZPG-3Wで、全長は123メートル（404フィート）で、容積は42,450立方メートル（1,499,000立方フィート）と大きかった。[16]
運用上、LEMVは典型的には自律飛行または遠隔操作航空機として飛行することを目的としていたが、作戦地域への輸送や通常の民間空域内では、飛行船に搭乗した操縦士によって飛行することもできる。[6]ノースロップの予測によると、1機のLEMVは固定翼中高度航空機15機に相当する作業を提供できる。[17]
LEMVは、強化されたISR（情報監視偵察）機能、見通し外通信、信号情報収集など、さまざまな役割を果たすことが意図されていました。[11]既存の地上局の指揮センターや前方作戦基地の地上部隊が使用する機器と統合され、そのデータが複数のユーザーやアナリストに利用可能になり、作戦中の情報不足が軽減されます。[11] [8]
LEMVはヘリコプターのように小規模な前線基地から運用することができ、運用コストと耐久性は他の監視オプションよりも優れていると予想された。[8]
飛行船は安定した通信中継機として機能し、山岳地帯の兵士たちが互いに直接視線が通っていなくても連絡が途絶えることがないようにする。[8] LEMVは半永久的な監視護衛として重要な車列、主要道路、その他の主要インフラを追跡したり、重要な都市部を監視して大規模な戦闘に備えたり、治安を強化したり、国境のチョークポイントの閉鎖に集中したりすることもできただろう。[8] LEMVがあれば、アメリカ国防総省は近い将来、最も技術的に進歩したペイロードを利用可能になり次第、飛行させることができただろう。[11]
エアランダー10の改造
LEMV計画の中止後、空気が抜けたHAV 304はHAVによって買い戻され、英国に返却されてカーディントン飛行場の格納庫に保管された。[18]そこで同機は再組み立て、改修、より一般的な用途への改造が行われた。そのため同機はもはやHAV 304の設計例ではなく、エアランダー10のプロトタイプに作り直された。HAV所有下では「空飛ぶバム」[a]（アメリカ英語では「空飛ぶお尻」[b]）というニックネームが付けられた。
Airlander 10 は主に民間用に設計されています。ただし、HAV 304 と同様に、さまざまな防衛任務に適応できます。
デザイン
概要
HAV 304 / Airlander 10 はハイブリッド飛行船で、静空気力と動空気力の両方によって揚力を獲得し、飛行します。ほとんどの飛行船の設計とは異なり、円形の断面ではなく、輪郭が描かれた平らな船体を持つ楕円形を採用しています。この形状は意図的なものであり、飛行船が前進しているときに揚力に貢献し、揚力体として機能するように設計されており、従来の固定翼航空機と同様に、飛行船の揚力の最大半分[疑わしい–議論の余地あり]を生成します。[19] [17]浮力はエンベロープ内に含まれるヘリウムによっても提供され、その圧力によって飛行船のユニークな形状が維持され、航空機の重量の60パーセントから80パーセントが空気より軽いヘリウムによって支えられています。[19] [20]エアランダー10には空気圧スキッドが装備されており、飛行船が水上だけでなく様々な地形から離着陸できるように設計されている。[19]
エアランダー10は、有人飛行で5日間、無人飛行で2週間以上空中に留まることができる。[21]この機種は、輸送目的、空中監視の実施、通信中継、災害救援活動の支援、レジャー飛行や高級VIP任務などのさまざまな乗客サービスなど、さまざまな民間および軍事用途に使用できる可能性がある。 [19]これらの任務の多くは、飛行船のミッションモジュールをさまざまな構成で適合させることが考えられる。 [ 20]ノースロップはまた、LEMVは貨物機としても使用できると述べ、時速50キロ（時速30マイル）で3,900キロ（2,400マイル）を運搬できる浮力があると主張した。[22] HAVによれば、この設計により運航者は耐久性と貨物積載量のトレードオフを選択できるようになり、最大14,000kg（30,000ポンド）の貨物を運ぶことができるという。[6]
操縦室と操縦装置
エアランダー 10 は、床から天井まで届く 4 つの大きな窓を備えたかなり広いフライト デッキを備えており、外部の視界が非常に良好です。[20]この飛行船は当初無人機として構想されていましたが、顧客の関心の高さから、HAV はオプションで有人操縦を採用しました。2015 年には、エアランダー 10 に 1 人のパイロットと 1 人の観察者用の席が設置されました。HAV は、将来的には、グラス コックピットスタイルの操作装置と計器の普及とともに、ツイン パイロット構成を採用する予定です。 [20]この飛行船は、右側に取り付けられたサイド スティックで操縦されます。これは、回転翼航空機のものに似ています。ラダーペダルはなく、サイド スティックは自動的にベーンに従属します。コックピットには、ガーミン製の航空電子機器が装備されています。スイートには、パイロットが遠くにあるエンジンを見ることができる閉回路テレビシステムが含まれています。 [20]
推進装置と飛行面は両方とも、光ファイバーケーブルを使用したフライバイオプティクスを介して飛行制御システムに接続されており、機体の巨大なスケールに効率的に対応しています。[20]パイロットの制御装置はさまざまなスイッチとポテンショメータで、飛行制御システムに接続され、3つのFCSマスターの1つによって光パルスにエンコードされたデジタル信号を作成し、機体の周囲にある適切なFCS衛星に送信します。これら11のFCS衛星は、飛行面アクチュエーター、エンジン制御装置、二次電源ディストリビューターなどの適切な機器に電気的に接続します。これらのさまざまなユニットからの出力は、飛行制御システムを介してフライトデッキに戻り、エンジン状態、飛行面の位置、二次電源状態などのフィードバックをパイロットに提供します。機体の複数の飛行モード間の遷移は、飛行制御システムによって直接制御されるため、機体をローカル、リモート、または無人構成で操作できます。[6] HAVによれば、飛行制御体制の設計は飛行船の自然な振り子安定性によって容易になったという。[20]
構造
飛行船の船体は、複合材料の三層の組み合わせで作られた外皮でできている。外皮はガスを保持し、剛性を提供するため、膨張時に機体がその形状を維持する。4つのエンジン、フィン、フライトデッキは、その上に直接取り付けられている。[ 19]使用されている材料には、ベクトラン、ケブラー、テドラー、ポリウレタン、マイラーなどがあり、ポリウレタンフィルム層で包まれたマイラー層が飛行船のガスバリアを形成している。[20] Airlander 10には、内部フレームワークとしてダイアフラムとバロネット（下記参照）のみがあり、ペイロードモジュールからの重量は、船体を横切って内部に走るケーブルを介して各フレームに分散される。HAVのテクニカルディレクター、マイク・ダーラムによると、飛行船の構造強度全体は、4インチ水位ゲージ圧力（約0.15 psi、1 kPa、または標準大気圧の1％）の差で大気圧よりわずかに高い圧力まで膨張することによって得られる。この強さは、比較的低い圧力差にもかかわらず、容器の直径によるものである。[20]
船体内部は隔壁によって合計6つのメインコンパートメントに分割されており、さらにサブコンパートメントが設けられています。戦闘による損傷などの緊急時にはこれらのコンパートメントを密閉できるため、飛行船のヘリウムの大部分、ひいては揚力容量が保持されます。[20] これらのコンパートメント内にはガス圧を調整するためのバルーンが収納されています。バルーンは地上で膨らませて密度を高め、揚力を減らします。 [要出典]バルーン内では空気とヘリウムが混ざらないため、それぞれにバルブとファンを装備して空気量を独立して増減させることができます。このアプローチはHAV社によってこの飛行船独自のものであると主張されています。[20]
ノースロップが行った推定によると、HAV 304に対する最大の脅威は、機体を揺さぶる可能性のある強風や雷雨などの悪天候である。[23]強風による脅威は、ほとんどの航空機と比較して表面積が広いことに一部起因している。特に、地上での作戦はそのような状況では困難になるが、不可能になるほどではないと考えられている。[6] HAVのチーフテストパイロットであるデビッド・バーンズによると、ミサイルは飛行船を落下させることなく通過できるため、ミサイルによる危険性は比較的低い。 [19]伝えられるところによると、機体外板は、ある程度の冗長性と船体の内外の比較的低い圧力差により、小火器による射撃やその他の裂傷の原因に対処できるという。 [6]
推進
エアランダー10は、合計4基のThielert Centurion 325馬力（242kW）V8 ディーゼルエンジンで駆動され、3枚羽根のダクト付きプロペラを駆動して飛行と操縦の両方に必要な推力を提供する。[17] [20]これらのエンジンは2つ1組で配置されており、1組は飛行船の後部に向かって配置され、もう1組は前部胴体の側面に沿って、スタブ翼に取り付けられている。各エンジンには67馬力（50kW）の発電機が装備されており、飛行船とそのミッションシステムに電力を供給している。[20]各側面に取り付けられたエンジンのアセンブリはどちらの方向にも20度回転でき、特に着陸時と離陸時に推力を方向付けて飛行制御を行う。後部エンジンは固定されている。[7] [20]推力偏向機構を採用することで、エンジンは推力を下向きに向けることができ、離陸時に追加の揚力を得ることができます。[7]エンジンの後ろには4つの三角形の可変ベーンが配置されており、後部エンジンからの推力を尾翼の上に再配分することで、さらなる制御力を提供します。[20]
高度を巡航している間は、飛行船の中央発電機から供給されるより効率的な電気駆動に推進力を切り替えることができる。[要出典]ハイブリッドの空気静力学/空気力学的揚力アプローチにより、通常のヘリウムガス抜きを必要とする着陸時の浮力状態にならずに燃料を消費することができる。これは従来の飛行船の大きな弱点である。[7] [6]燃料は主に、最大9トンの燃料を収容する長さ12メートル（40フィート）の主燃料モジュールに収容されている。主タンクには、最大4トン（4,000 kg、8,800ポンド）を収容できる後部タンクと前部タンクが別々に備わっている[要説明]。巡航効率を最適化するために、前部タンクと後部タンクの間で燃料を送り込むことで入射角を調整することができる。[20]
運用履歴
LEMVプロジェクトとHAV 304
2010年6月14日、プロジェクトの開発に関する協定が、米陸軍宇宙ミサイル防衛司令部/陸軍戦略コマンドとノースロップ・グラマンの間で締結された。[10]この協定には、さらに2機の飛行船を調達するオプションも含まれていた。[10] LEMVのタイムラインは、2010年6月から18か月のスケジュールで、約10か月目に機体の膨張が含まれていた。[10]追加の運用特性評価は、16か月目にアリゾナ州ユマ性能試験場で行われる予定だった。 [10]プロジェクトの費用は、すべてのオプションに応じて1億5,400万ドルから5億1,700万ドルの間であった。[10]費用には、18か月の期間内での飛行船システムの設計、開発、テストと、その後の軍事評価のためのアフガニスタンへの輸送が含まれていた。[10]
開発中は、技術的な課題や度重なる遅延に遭遇した。2011年10月、航空宇宙専門誌「フライト・インターナショナル」は、LEMVの初飛行は当初の計画より3ヶ月遅れの2011年11月に予定されていると報じた。[24]メディアの報道によると、LEMVの初飛行は2012年6月初旬に再スケジュールされたが、[25] [26]不明の問題により、再び飛行は2012年8月まで延期された。
LEMV には少なくとも 300 m (1,000 フィート) の滑走路 (滑走路に依存しない要件に違反) と、駐機できる周囲 100 m (300 フィート) の平坦なエリアを備えた係留ポイントが必要であり、ほとんどの大規模基地とすべての小規模基地での運用が不可能でした。[引用が必要]
2012年8月7日、米陸軍の登録番号09-009をつけたLEMVは、ニュージャージー州マクガイア・ディックス・レイクハースト統合基地で初飛行を行った。飛行は90分間続き、チーフテストパイロットのデビッド・バーンズが操縦し、乗員を乗せて行われた。[19]初飛行の主目的は安全な発進と回収を行うことで、副次目的は飛行制御システムの動作を確認することだった。追加の初飛行の目的には、耐空性試験とデモンストレーション、システムレベルの性能検証が含まれていた。この時点で、LEMVのアフガニスタンへの戦闘展開は2013年初頭に行われる予定だった。[27] [28]
試験飛行の2か月後、米陸軍は飛行船を海外に送ることに懸念があると述べた。懸念には安全性、作戦地域への輸送、展開のスケジュールなどが含まれていた。[29]米陸軍は契約締結から18か月後にアフガニスタンで最初のLEMVを実証する予定だった。ある時点では、ミッション完了後にさらに5機の飛行船を建造する計画も提案されていた。[11] 2012年10月、米会計検査院（GAO）は、生地の生産の問題、外国の部品の通関、悪天候の影響など、さまざまな要因が重なり、LEMVプロジェクトは予定より10か月遅れていると述べた。 [13]
2013年2月14日、米陸軍はLEMV開発を中止したことを確認した。[30] [31]米陸軍宇宙ミサイル防衛司令部の広報担当者の声明によると、中止の理由は技術的および性能上の課題に直面したこと、ならびに資源の制約が生じたためである。[13]得られた実践的および理論的知識は、LEMVからJLENSプログラムに向けられた。[32]
再取得とエアランダー10の試作機
米陸軍は、プロジェクトの技術データとコンピュータソフトウェアは将来のプロジェクトに役立つ可能性があるが、売却すれば費用を節約できると考えていた。[33]ハイブリッド・エア・ビークルズは、寒冷地飛行や、同社が提案する50トン貨物飛行船「エアランダー50」の開発のためのその他のテストに使用したいと述べ、飛行船の購入に関心を示した。[34] HAVの提案には、基本的な航空電子機器、係留マスト、予備エンジンが含まれていたが、専門的な機器やヘリウムは含まれていなかった。これが唯一の提案であったため、2013年9月に国防総省はLEMV飛行船を30万1000ドルでHAVに売却した。[35] [33] [36]
空気が抜けた飛行船は英国に返還され、カーディントン飛行場でエアランダー10の試作機として再組み立てと改造が行われた。[15] [20] [37] 2014年4月、HAVは、エアランダー10のセンサー機能の開発と実証を行うためにSelex ESおよびQinetiQと業界チームを結成し、英国国防省向けに3か月間の実証期間を計画していると発表した。提案されている用途の1つは、複数のUAVを発進させるための母船として使用することである。[38]
2014年4月、欧州航空安全機関（EASA）と英国民間航空局（CAA）の両方が、エアランダー10の飛行再開に必要な許可を承認したことが発表されました。[39] HAVは、ある時点で、2014年12月までに飛行船の再組み立てを完了し、テスト飛行の準備を整える予定でしたが、民間および政府機関からの追加資金を求めている間に遅延が発生しました。このプロジェクトは、飛行船のさらなる開発を支援するために、英国とEUの両方から資金提供を受け、2016年3月までに合計700万ポンドを獲得しました。 [40] [41] 一般の人々からのクラウドファンディングでも210万ポンドが集まりました。 [19]
G-PHRGとして再登録された2016年3月21日、完全に組み立てられたエアランダー10が公表された。この時点で、HAVは、このタイプが将来的に民間と軍事の両方で利用できるようになると発表した。[19]エアランダー10は、エアランダー50と呼ばれる、さらに大型の飛行船のプロトタイプとしても機能する予定である。[20]報道によると、いくつかの軍事顧客が、計画されている無人構成を含む、このタイプの潜在的な用途に興味を示している。[40] [38]同社の会長の妻にちなんでマーサ・グウィンと名付けられたこの飛行船は、「ふっくらとした前部が人間の後部に似ている」ことから、「空飛ぶお尻」として広く知られるようになった。[42]
2016年8月17日、最初のテスト飛行がイギリスのベッドフォードシャーにある同機の本拠地カーディントン飛行場で30分間行われた。[1] [43] 2016年8月24日の2回目のテスト飛行の終わりに係留マストへの最終アプローチ中に、飛行船の係留ロープがワイヤーに絡まり、機首が地面に衝突してコックピットが損傷した。乗組員に怪我はなかった。[44] [21] [45]
エアランダー10は修理され、緊急着陸時にコックピットを保護するために15秒で展開できるように設計された膨張式の「足」が取り付けられました。[46] 2017年5月10日に飛行試験を再開しました。 [47] [48] 2017年6月13日、4回目の試験飛行中に、エアランダーは高度3,500フィート（1,070メートル）に到達しました。[49]
2017年11月18日、強風により飛行船が係留場所から外れ、安全リップパネルが自動的に引っ張られて空気が抜けて地面に落下した。2人が軽傷を負った。[50] 2019年1月、この航空機は試験および認証プログラムを完了するのに十分なデータを収集できたため、退役すると発表された。[51]
エアランダー10 量産型
プロトタイプのテスト飛行に続いて、Airlander 10 はCAA製造組織承認とEASA設計組織承認を取得しました。
2020年1月現在、同社は認定された量産標準のエアランダー10ハイブリッド飛行船の製造を計画している。プロトタイプと比較して、空気抵抗の低減、着陸装置の改良、ペイロードキャビンの拡大が計画されている。[51] [52] HAVは、エアランダー10の乗客1人あたりのCO2排出量は約9g/km [53]または4.5kgになると推定している。これはジェット機の乗客1人あたり約53kgと比較して大きい。 [54]
2022年2月にはエアランダーの生産がサウスヨークシャーに移されると報じられた。[55]
ご注文とご予約
2022年6月、スペインの航空会社エア・ノストラムは、10機の飛行船を予約しており、納入は2026年の予定であると発表しました。[56] 2023年8月には注文が20機に倍増しました。[57]
技術仕様
304 号
出典: [37] [より良い情報源が必要]
- 長さ: 91 m (298 フィート 7 インチ)
- 幅: 34 m (111 フィート 7 インチ)
- 高さ: 26 m (85 フィート 4 インチ)
- エンベロープ: 38,000 m 3 (1,300,000 cu ft)
- エンジン: 4基 × 350馬力 (260kW)、4Lスーパーチャージ V8ディーゼル
エアランダー10
技術データは以下の通りです。[58] [53] [59] [60]
一般的な特徴
- 定員: 2,000海里航続距離で100名/10,000kg (22,050ポンド)、短縮航続距離で130名/13,000kg (28,660ポンド)
- 長さ: 98 m (321 フィート 6 インチ)
- 翼幅: 50 m (164 フィート 0 インチ)
- 高さ: 30 m (98 フィート 5 インチ)
- 体積: 38,000 m 3 (1,340,000 立方フィート)
- 総重量: 20,000 kg (44,100 ポンド)
- 最大離陸重量: 33,285 [61] kg (73,381 lb)
- 動力源: 4×4リッターV8ターボチャージディーゼルエンジン、各242kW（325馬力）
パフォーマンス
- 巡航速度: 102 km/h (63 mph、55 kn) / 最高速度 130 km/h (81 mph、70 kn)
- 航続距離: 3,700 km (2,300 マイル、2,000 海里) / フェリー航続距離 4,000 海里
- 耐久性:有人5日間
- 実用上昇限度: 3,000 m (10,000 フィート) / ペイロードを減らした状態で最大 20,000 フィート
徘徊速度20 ノット (37 km/h)
参照
脚注
参考文献
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外部リンク
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