DARPA ファルコン プロジェクト

DARPA FALCONプロジェクト（米国本土からの武力適用および打ち上げ）は、国防高等研究計画局（DARPA）と米国空軍（USAF）の2部構成の共同プロジェクトであり、 Prompt Global Strikeの一部である。^[1]プロジェクトの最初の部分は、極超音速滑空兵器を加速し、小型衛星を地球軌道に打ち上げることができる小型打ち上げシステム（SLS）の開発を目的としていた。プロジェクトの第2部は、極超音速兵器システム（HWS）の開発を目的としていた。これは、以前はX-41共通航空機（CAV）と呼ばれていた、使い捨て打ち上げロケット（ELV）、再使用型打ち上げロケット（RLV）、極超音速巡航ロケット（HCV）、または宇宙機動車両（SMP）から打ち上げ可能な短期的な高性能極超音速滑空兵器、および極超音速巡航航空機（HCV）と名付けられた長期の極超音速巡航航空機である。この2部構成のプログラムは2003年に発表され、2006年まで継続されました。^[2]

ファルコン計画の現在の研究は、X-41コモンエアロビークル（CAV）の開発のためのブーストグライド技術実証機HTV-1とHTV-2、および極超音速巡航ビークル（HCV）の開発のためのHTV-3の飛行試験に集中している。技術実証機の極超音速技術ビークル2（HTV-2）は2010年4月22日に初飛行し、2回目の試験飛行は2011年8月11日にマッハ20に達した。両飛行とも予定より早く終了した。^{[3] [4]}

HTV-3から派生したHTV-3Xブラックスイフトは、滑走路から離陸し、マッハ6（時速7,400km、時速4,600マイル）まで加速してミッションを完了し、再び着陸するHCVの技術実証機であった。DARPAとUSAFの間でブラックスイフトに関する覚書（MoU）は2007年9月に締結された。ブラックスイフトHTV-3Xは必要な資金が得られず、2008年10月にキャンセルされた。^[5]

目標は常に、アメリカ本土から地球上のどこにでも1～2時間で到達できる機体を展開できるようにすることでした。 1957年のX-20ダイナソアは、初めて公に認められたプログラムでした。ただし、これは滑走路から離陸するのではなく、ロケットで垂直に打ち上げられ、スペースシャトルのように地球に滑空して戻ってくるはずでした。もともと、シャトルは部分的にUSAFの運用として構想され、多額の費用をかけてヴァンデンバーグ空軍基地に別の軍用発射施設が建設されましたが、使用されることはありませんでした。1957年から1963年にかけてUSAFのダイナソアプログラムが公開された後、スペースプレーンはブラックアウトしました（高度に機密扱いになりました）。1960年代半ば、CIAはプロジェクトアイシングラスと呼ばれる高マッハスパイプレーンの開発に着手しました。これは、後にキャンセルされたマッハ17の空中発射偵察機の設計であるラインベリーに発展しました。^[6]

レーガン大統領の下で戦略防衛構想（「スターウォーズ」）のディレクターを務めたヘンリー・F・クーパーによると、1970年代、1980年代、1990年代の宇宙飛行機プロジェクトには40億ドルの資金が費やされた（スペースシャトルは除く）。これには、1950年代と1960年代のダイナソー、アイシングラス、ラインベリー、そしてファルコンの下で出現する可能性のある21世紀の宇宙飛行機プロジェクトに対する予算は含まれていない。彼は2001年に米国議会で、米国がそれらの数十億ドルの見返りとして得たのは「墜落した機体1台、格納庫の女王、いくつかの落下試験品、そして静止展示」だけであると述べた。^[7]ファルコンには2008年度の予算として1億7000万ドルが割り当てられた。^[8]

ハイパーソアは、ローレンス・リバモア国立研究所(LLNL) で開発されたアメリカの極超音速航空機プロジェクトです。マッハ 12 (時速 6,700 マイル) で飛行でき、地球上のどの 2 地点間も 2 時間以内で移動できるはずでした。ハイパーソアは、大気圏外で燃焼しないように、大気圏外でスキップできる旅客機になると予想されていました。シカゴから東京 (10,123 キロメートル) への旅行には、18 回のスキップ、つまり 72 分かかります。大気圏外で炭化水素ベースのエンジンと実験的なジェット エンジン技術を使用する予定でした。^[9] 2002 年に、USAF X-41 Common Aero Vehicle と統合され、FALCON プログラムが結成されました。^[10]

2003年に発表されたFALCON（米国本土からの軍事応用および打ち上げ）計画全体は、ペイロードを軌道に乗せたり、極超音速兵器プラットフォームのペイロードを打ち上げたりするための小型打ち上げ機と、極超音速機自体という2つの主要な要素で構成されていました。^[2]

2003年のDARPA FALCONの募集では、入札者に第一段階の作業として提案されたロケットの開発作業を行うよう求め、その後、1社以上のベンダーが選定され、実際の打ち上げロケットを製造して飛行させる予定だった。2003年11月に35万ドルから54万ドルの第一段階の開発契約を獲得した企業には以下の企業が含まれる。^[11]

• AirLaunch LLC、ネバダ州リノ
• アンドリュース スペース社、ワシントン州シアトル
• Exquadrum Inc.、カリフォルニア州ビクタービル。
• KTエンジニアリング、アラバマ州ハンツビル
• ロッキード・マーティン社、ルイジアナ州ニューオーリンズ
• Microcosm Inc.、カリフォルニア州エルセグンド
• オービタル・サイエンシズ社、バージニア州ダレス
• シェーファー社、マサチューセッツ州チェルムズフォード
• スペース エクスプロレーション テクノロジーズ、カリフォルニア州ホーソーン

極超音速兵器システム開発の第一段階は、2003年に3社の入札者が落札し、それぞれが極超音速車両開発のために120万ドルから150万ドルの契約を獲得した。^[11]

• アンドリュース スペース社、ワシントン州シアトル
• ロッキード・マーティン社、ロッキード・マーティン・エアロノーティクス社、カリフォルニア州パームデール
• ノースロップ・グラマン社、航空戦闘システム、カリフォルニア州エルセグンド

ロッキード・マーティンは、2004年に唯一の第2フェーズHWS契約を獲得し、技術をさらに開発し、プログラムにおける技術リスクを軽減しました。^[11]極超音速兵器システム開発の第2フェーズは、一連のブーストグライド極超音速技術車両（HTV）による一連の飛行テストを実行することでした。^[12]

• HTV-1：低性能の極超音速グライダー。当初は2007年9月に飛行する予定だったが、先端部の製造が不可能であることが判明したためキャンセルされた。^[13]
• HTV-2：高性能極超音速グライダー。2010年4月22日に初飛行したが、ブースター分離直後に連絡が取れなくなった。^{[14] [15] [16]} 2回目の飛行は2011年8月11日に行われたが、グライダーの軌道開始後に制御が失われた。
• HTV-3: 再使用可能な極超音速巡航航空機の技術を含む極超音速グライダー。その後HTV-3Xに派生したが、現在はキャンセルされている。

並行して、12,000ポンド（5,500kg）のペイロードを搭載し、2時間で9,000海里（17,000km）を飛行できる極超音速巡航機（HCV）の概念開発にも取り組みが続けられていました。^[17] この機体は高高度を飛行し、マッハ9 までの速度を達成します。

ブラックスイフトはHTV-3から派生したもので、ロッキード・マーティン・ スカンクワークス、ボーイング、ATKが設計した極超音速飛行が可能な再利用可能な航空機の技術実証を提案した。^[18]

米空軍は、「ブラックスウィフトの飛行実証機は、タービンエンジンとラムジェットエンジンを組み合わせたオールインワンの動力装置で駆動される。タービンエンジンは機体をマッハ3程度まで加速し、その後ラムジェットエンジンが引き継いで機体をマッハ6まで加速する」と述べた。 ^[19] DARPAの戦術技術局副局長スティーブン・ウォーカー博士がこのプロジェクトを調整する。同氏は米空軍のウェブサイトで次のように語った。

また、ロッキード・マーティン社とプラット・アンド・ホイットニー社にも、技術計画を策定することがいかに重要であるかを伝える予定です。私は、プログラムの開始時に橋を架け、コミュニケーションの経路をスムーズにしようと努めています。

ウォーカー博士はまた、

意思決定者たちにこれが単なる夢ではないことを証明するために、まずは使い捨ての、次に再利用可能な極超音速機を飛ばす必要があります。極超音速機が飛んでいるのを見るまでは、懐疑論を克服することはできません。

2008年10月、HTV-3Xまたはブラックスイフトは2009年度の防衛予算で必要な資金を得られず、中止されたことが発表されました。^{[5] [20]}

• ファルコンHTV-3Xロケットのコンピュータシミュレーション
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  ファルコンHTV-3X
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  HTV-3Xは遷音速飛行中にターボジェットを作動させます...
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  ...そして、極超音速段階に向けてスクラムジェットを点火する
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  HTV-3X、エドワーズ空軍基地に接近中

DARPA は、2010 年と 2011 年に飛行試験用に 2 機の HTV-2 を製造しました。Falcon HTV-2 は 2 度打ち上げに成功しましたが、通信が途絶えたために 2 機とも故障し、2 機とも海に墜落しました。この結果、両システムは制御不能に陥りました。

ミノタウロスIV軽ロケットはHTV-2のブースターであり、ヴァンデンバーグ宇宙軍基地（1957年から2021年まではヴァンデンバーグ空軍基地として知られていた^[21]）が発射場となった。DARPAは熱防御システムと空力制御機能を実証するために飛行を計画した。^{[5] [14]} テスト飛行はNASA、宇宙ミサイルシステムセンター、ロッキード・マーティン、サンディア国立研究所、空軍研究所（AFRL）の航空機および宇宙機局によって支援された。

HTV-2の最初の飛行は2010年4月22日に打ち上げられた。^[14] HTV-2グライダーはマッハ20で太平洋を4,800マイル（7,700 km）横断しクェゼリン環礁まで飛行する予定だった。 ^[22]打ち上げは成功したが、報告によると、ミッション開始から9分で機体との連絡が途絶えたという。^{[23] [24]} 11月中旬、DARPAは、コンピューターの自動操縦装置が「飛行終了を指示」したためテスト飛行が終了したことを明らかにした。DARPAのスポークスマンによると、「搭載システムが[望ましくない、または安全でない飛行]動作を検出すると、制御されたロールとピッチオーバーを強制的に実行して海に直接降下します」とのこと。調査の結果、機体が激しくロールし始めたことが判明した。^[25]

2回目の飛行は2011年8月11日に開始された。無人のファルコンHTV-2はブースターから分離してミッションの滑空段階に入ったが、計画されていた30分間のマッハ20の滑空飛行の約9分後に再び制御不能となった。^[26]当初の報告では、安全対策として計画された飛行経路に沿って意図的に太平洋に衝突したとされていた。^{[27] [28] [29]} 一部のアナリストは、2回目の失敗によりファルコン計画が全面的に見直されるだろうと考えた。^[30]

2013年7月、DARPAはHTV-2の3回目の飛行試験を行わないことを決定した。最初の2回の飛行で十分なデータが収集されており、もう1回の試験ではコストに見合う以上の有用なデータが得られないと考えられたためである。試験では飛行空気力学とエアロシェルへの高温の影響に関するデータが提供された。HTV-2の作業は2014年夏まで継続され、極超音速飛行に関するさらなる研究が行われる予定であった。HTV-2はファルコン計画の最後の活動部分であった。DARPAは現在、この計画の焦点を世界的/戦略的な攻撃から、防空網を突破し安全な距離から素早く標的を攻撃する高速戦術展開へと変更している。^[31]

• ボーイング X-51
• 後続の軍事プロジェクトであるPrompt Global Strike
• ロックウェル X-30 (ナショナル エアロスペース プレーン)
• ロッキード・マーティン SR-72
• ブーストグライド

ウィキメディア・コモンズには、HTV-2 (DARPA)に関連するメディアがあります。

• Darpa.mil の Falcon ページ
• Globalsecurity.org の HCV ページ
• 「DARPAのファルコン用ダミーロケットを空中投下」2012年2月23日アーカイブ、Wayback Machine、Aviation Week、
• Defensetech.org の「極超音速技術が再びニュースに」
• Space.com の「極超音速飛行：防衛用 FALCON の飛行」および「空軍が極超音速機の飛行試験を計画」
• 「ペンタゴンは遠距離防衛宇宙船を開発中」^{[リンク切れ‍ ]}、ワシントンポスト、2005年3月16日
• 「米国の極超音速航空機プロジェクトは変化に直面している。議会が共同技術オフィスの設置を要請」、フライト・インターナショナル、2006 年 5 月 30 日