| エキップ | |
|---|---|
| EKIP「空飛ぶ円盤」リフティングボディ航空機、モデル L2-3。 | |
| 役割 | フライングウィング |
| 国籍 | ソビエト連邦/ロシア |
| メーカー | サラトフ航空工場 |
| デザイナー | レフ・ニコラエヴィッチ・シューキン / EKIP Aviation Concern |
| 導入 | 1978 |
| 開発元 | ブランスペースシャトル |
EKIP (ロシア語の「 Экология и Прогресс 」の頭文字「ЭКИП」から翻訳され、「エコロジーと進歩」を意味する)は、楕円形の胴体を持ち、「全翼機」方式に従って製造された、ソビエトとロシアの多機能な飛行場不要の航空機のプロジェクトである。[1]ロシア語の愛称タリエルカ(Тарелка 、「皿」または「円盤」を意味する)としても知られるEKIPは、車輪付きの着陸装置の代わりにエアクッションを使用することで、水上または舗装されていない地面に着陸することができる。[2] EKIPは短距離離着陸(STOL)航空機である。[3]
この設計の特徴は、装置の船尾表面の周囲を流れる境界層の渦制御システムの形で作られた特別な安定化および抗力低減システムと、低速時および離着陸モードで装置を制御するための追加のフラットベッド反応システムの存在です。
安定化システムと抗力低減の必要性は、一方では、伸びの小さい厚い翼の形で作られた機体の空力特性が高く、薄い翼よりも数倍高い揚力を生み出すことができるが、他方では、流れの乱れや乱流帯の形成により安定性が低いという事実による。「ベアリング翼」方式の使用により、同等の積載量を持つ有望な航空機よりも数倍大きい有効内部容積が提供される。このような機体は、飛行の快適性と安全性を高め、燃料を大幅に節約し、運用コストを削減する。[4]
発達
EKIPのコンセプトは、レフ・ニコラエヴィッチ・シューキン教授(ロシア語:Лев Николаевич Щукин)によって開発された。同教授は航空機エンジン開発の訓練を受けたエンジニアで、NPOのエネルギアロケット設計会社[5]でも働き、 1975年には米ソ初の宇宙連携となったアポロ・ソユーズテスト計画のソ連側に参加した。 [6] 1978年、EKIPのコンセプトは初めてソ連軍当局に提案され[7] 、1979年、シューキンはポドリプキ(コロリョフ)に拠点を置くEKIP NPP(科学生産企業)[5]を設立した。[8] 1980年、EKIPプロジェクトは実験室での研究とエンジニアリング作業を開始した。[2]小規模モデルの最初のベンチテストは1982年にモスクワ州クラスノアルメイスクの極秘ジオデシア研究所で実施されました。[9]まだ極秘であったこのプロジェクトの主要な作業は1987年に始まり、[7]最初のスケールモデルの飛行テストは1990年から1991年に始まりました。 [5]この最初の無線制御飛行した航空機はL-1モデルと呼ばれ、T字型の尾翼を持っていました。[10]当初、飛行はミグ戦闘機の製造で知られるソコル航空機工場で行われました。無線制御の問題によりスケールモデルが降雪時の飛行中に墜落した後、[11]ニジニノヴゴロド製造工場はEKIPのそれ以上のテスト飛行を禁止しました。その後、スケールモデルのテストは1990年4月にヤコブレフの航空機を製造していたサラトフ航空工場に移されました。[12] 1992年に別の小型無人機が40メートル(130フィート)の高さから墜落したが、修理とバラスト調整後に正常に飛行した。[11]その年、EKIP原子力発電所、サラトフ航空工場、トリウムフ原子力発電所によってEKIP航空会社(EKIP AK)が設立された。[5]
このコンセプトは1992年にモサエロショウ( MAKS航空ショーの前身)で初めて公開され、その後2年間にわたって1993年のパリ航空ショーを含む他の展示会にも登場した。[5] 1993年9月のMAKS航空ショーで、シュキンは開発中の3つのバージョンについて説明した。8トン(18,000ポンド)、シングルデッキ、20座席モデル、ウクライナのイフチェンコ・プログレスエンジンとサターンエンジンを使用してエアクッションを生成する35トン(77,000ポンド)モデル、2つの乗客デッキと1つの貨物デッキを含む120トン(260,000ポンド)の3層モデルである。[13]その年の半ばには、翼幅2.7メートル(8.9フィート)のL-2モデル2機が遠隔操作で飛行に成功した[14] 。 [15]
1994年、EKIPに関する報道が西側メディアで見られるようになり、L3モデル(乗客400人または貨物40トンを運ぶことが可能)は、ロシアの食糧配給機関である北シベリア開発局から1,500機の仮注文を獲得した。[15]当時、サラトフ航空工場は飛行試験用に無人、翼幅15メートル(49フィート)のL2-3モデルを製造していた。全金属製のL2-3モデルは、離着陸用のエアクッションを生成し、境界層制御システムに電力を供給する2基のサターン/リュルカ AL-34エンジンで駆動される予定だった。軽飛行機と回転翼航空機用に設計されたAL-34ターボシャフトエンジンは、車体の中央に配置されていた。サラトフは、120 t (260,000 lb) 型の予備設計も完了しており、これは翼幅が 56 m (184 ft) になる予定だった。この大型型には、2 基の AL-34 エンジンに加えて、1 対のKuznetsov NK-92ダクテッドプロップファンエンジンが搭載され、18,000 kgf (40,000 lbf; 177 kN) の前進推力を発揮する予定だった。翼幅が最大 128 m (420 ft)、重量が 600 t (1,300,000 lb) になるさらに大型の型では、前進推力として NK-92 の代わりに 23,000 kgf (52,000 lbf; 230 kN) のProgress D-18Tターボファンが使用され、AL-34 エンジンは補助目的で残される予定だった。[14]この時点では、L2-3、L3-1、L3-2、L4-1、L4-2の5つの商用貨物/旅客型が説明されており、座席数は24〜2,000人、飛行距離は1,300〜4,600海里(2,500〜8,600キロメートル、1,600〜5,300マイル)、最大離陸重量(MTOW)は9〜600トン(20,000〜1,323,000ポンド)でした。[5]
1995年2月までに、9トン(20,000ポンド)の試験機の地上試験が実施され、[7]工場試験は6月に完了し、 [5]無人試験飛行は10月に開始される予定でした。[7] 2機目の9トン(20,000ポンド)試験機は年末までにサラトフで組み立てられ、[5] 1996年に有人飛行が試みられることになりました。[7]
ソ連の崩壊後、ロシア政府は1993年6月にEKIPプロジェクトに12億ルーブルの資金を提供した。しかし、資金が受け取られる頃にはハイパーインフレによって購買力は8分の1にまで低下していた。[9]総離陸重量9トン(2万ポンド)のフルサイズのEKIP機2機の建造が開始された。車体と操縦翼面はコロリョフのエネルギアで製造され、最終組み立てはサラトフで行われた。[16] 1997年、ロシアはEKIPプロジェクトに1200万カナダドルを投資する計画を立て、1999年に新たな飛行試験を行う予定だった。[17]国家レベルでは国防産業省、国防省(主要顧客)、林業省が支援した。 1999年、コロリョフのEKIP装置の開発は国の予算に別枠として組み込まれたが、資金援助が中断され、資金は受け取れなかった。資金不足のため、プロジェクトはその年の6月に棚上げされた。[18] EKIPの創設者レフ・シューキンはプロジェクトの運命を心配し、個人資金でプロジェクトを継続しようと何度も試みた後、2001年に心臓発作で亡くなった。
2003年9月、サラトフ航空工場は、 EKIPの開発に米国海軍航空システム司令部(NAVAIR)と協力する契約を締結した。飛行試験プログラムは、 3年から5年以内にメリーランド州パタクセントリバー海軍航空基地のウェブスターフィールドで実施されることになっていた。 [19]この時までに、EKIP L2-3試験モデルは、4トン(8,800ポンド)のペイロードを運ぶことができる12トン(26,000ポンド)の航空機に進化し、翼幅は約18メートル(60フィート)、胴体長は約12メートル(40フィート)であった。また、より大型のL3-2モデルも計画されており、最大離陸重量(MTOW)は360トン(79万ポンド)、積載量は120トン(26万ポンド)、翼幅は91メートル(300フィート)、胴体長はほぼ61メートル(200フィート)となる予定であった。[2]
二国間協定の後、2004年4月に正式契約が締結された。NAVAIRとサラトフは共同でEKIPを生産し、森林火災の消火に使用する予定だった。EKIPの販売と生産開始後、米国はロシアに配当金を支払うことになっていた。[20]サラトフは重量230kg(500ポンド)の最初の飛行試験用プロトタイプを製造し、2006年にもNAVAIRにテスト用に引き渡される予定だった。[21]しかし、2005年7月までにNAVAIRはEKIPの開発を続行する予定はないと発表していた。[22]
2005年から2009年にかけて、ヨーロッパとロシアの大学や産業企業の10の研究グループからなるコンソーシアムが、 EKIPフェアリングに似た翼によって作り出される気流について、欧州連合(EU)の資金提供を受けた研究を実施した。プロジェクトの仮題はVortexCell2050(翻訳すると Vortex Cell 2050)であった。[23] EKIP機は、少なくとも2010年まで航空ショーでも発表された。この時までに、貨物/旅客型は3つのバージョン(L2-3、L3-1、およびL3-2)に縮小され、定員は40〜1,200名、MTOWは12〜360トン(26,000〜794,000ポンド)となり、最長距離バージョンの航続距離は3,200海里(6,000キロメートル、3,700マイル)に短縮された。また、 EKIPの製品群では、プラット・アンド・ホイットニー・カナダのPW206ターボシャフトエンジンとPW305Aターボファンエンジン、およびプログレスD-18Tがサターン/リュルカAL-34とクズネツォフNK-92に取って代わったが、これら2つのエンジンは生産段階に達することはなかった。サラトフ航空工場の閉鎖後、EKIPの試作機はモスクワ近郊のイヴァノフスコエ村の博物館に移された。試作機は2011年から一般公開されている。[要出典]
デザイン
EKIP機の独特な形状は、ポーチドエッグ、[25] や甲虫、[13]チーズベル、ひっくり返したボウルに似ていると説明されている。一般的な旅客機に比べて、乗客、貨物、燃料のための容積が大きいように設計されている。[8]全翼機の胴体は、中央セクションと側部セクションから構成される。コックピット、客室、貨物室は中央セクションに位置する。燃料タンク、燃料供給システム、エンジン、消火装置は側部セクションに位置する。胴体の各側部セクションの下には、胴体の前縁の前から後縁の後ろまで縦方向に一直線に伸びるエアクッションスケグがある。エアクッションは、最短500メートル (1,600フィート) の水上または未舗装路面での離着陸時に、引き込み式の車輪付き着陸装置の代わりに使用される。[26]航空機の着陸に備えて、エアクッションは膨らませて展開し、その後収縮して航空機内に折りたたまれます。[27] EKIPの旅客バージョンには、大型で調光可能な耐荷重窓が装備され、客室の騒音レベルは最大75デシベル(dB)を目標としています。[14]
空気抵抗を減らすために境界層制御(BLC)システムが使用され、EKIPの背面にある一連の連続した横方向の渦を使用して、航空機の周囲に連続的で剥離のない気流を確保します。[10]このシステムは、平行なスロットのペアで構成されています。ペアの前側のスロットは車両から空気を排出し、ペアの後側のスロットは空気を吸い込みます。[28]このため、機械は抵抗の少ない層流空気力学的流れの中を動きます。このシステムにより、エネルギー消費を抑えて空気抵抗を低く抑え、迎え角40°まで(巡航、離陸、着陸時)デバイスの安定性を実現できます。[29]全翼機の揚力と抗力係数を1.5~2倍に向上させるために、BLCシステムには、前方推力エンジンの定格出力のわずか3~6%に相当する電力しか必要としません。 BLCシステムの利点を活かして、EKIP機では従来の旅客機の翼の8~10%と比較して、30~35%という高い翼厚対翼弦比を実現しています。 [30]
空飛ぶ円盤に伴う安定性の問題を解決するため、EKIPはソ連のブランスペースシャトル[ 11]の自動制御技術を導入した。[11]ブランは1988年に地球に自動着陸した最初の宇宙探査機となった。[31]安定性と飛行制御を提供するために、方向転換可能な気流を使用している。フラップに加えて、EKIPの短い翼の先端には反応制御スラスタがあり、従来の十字形の航空機よりも低速で航空機を安定させる。尾部には水平および垂直の推力偏向用のノズルがあり、航空機の望ましくないヨーとロールを制限する。 [14]
EKIPは高度12,800メートル(42,000フィート)まで、最高速度380ノット(700 km/h; 430 mph)で飛行できるが、[22]将来的には510〜540ノット(950〜1,000 km/h; 590〜620 mph)で飛行できるモデルを計画していた。 [7]この機体は51〜54ノット(95〜100 km/h; 59〜62 mph)という低速で着陸できるが、従来の旅客機の135〜140ノット(250〜260 km/h; 155〜162 mph)と比べて遅い。[30] EKIPは水上での離着陸が可能であり、 45 t(99,000ポンド)のL3-1モデルは、1.2〜1.3 m(3.9〜4.3フィート)の波の中で離着陸することができます。[32]巡航高度8,500〜11,000 m(27,900〜36,100フィート)では、航空機の揚抗比は17〜18です。EKIPが地面または水面から2.4 m(8フィート)の地面効果で飛行する場合、揚抗比は25に増加します。[14]
発電所
EKIP航空機は2組のエンジンを使用する。最初のセットは前進推力を提供するために使用される。2番目のセットは航空機上の空気を引っ張ってEKIPの速度を増加させ、境界層制御を通じて空気抵抗を減らす[33] 。後者のセットは補助ターボシャフトエンジンと呼ばれ、巡航中は経済的に稼働しますが、離着陸時にはエアクッションを作成するために最大出力で稼働します。両方のタイプのエンジンは後部船体内に配置されています。[16]
デュアルジェネレーターAL-34エンジンは、ジェット燃料(灯油ベース)または水素や天然ガスなどの極低温燃料を使用して駆動できます。また、水乳化剤で作られる開発中のロシアの代替燃料であるアクアジン[34]で動作するように設計されています。[35]アクアジンは、低品位ガソリン、天然ガスまたは随伴ガスの加工品などの炭化水素に最大58%の水が乳化されて構成されています。乳化燃料は、オクタン価50のガソリン廃棄物から作られているにもかかわらず、総オクタン価85であると主張されています。アクアジンの凝固点は-28°C(-18°F)ですが、EKIPの温度制御された船体内に燃料を保管することで、標準的な旅客機の翼内に保管される燃料とは異なり、アクアジンが固まるのを防ぎます。[36] EKIPの設計者は、従来のジェット燃料を燃焼させながら、排気ガスからの水分凝縮物を収集して燃料混合物に加える水噴射のようなシステムも研究した。 [34]
前進エンジンが故障した場合、EKIPは補助エンジン1基だけでも、整備されていない地上や水上に問題なく着陸できる。[16]降下率は最大でも3m/s(9.8フィート/秒、11km/h、6.7mph)とされている。[5]
バリエーション
民間人
- 無人航空機:EKIP-AULA L2-3、EKIP-2;
- 乗客交通(2人以上)の場合;
- 輸送のため;
- 災害監視および森林火災検知のための巡回サービス: EKIP-2P。
軍隊
EKIP に搭載できる武器の範囲は広く、デバイスの大きな積載量と高い機動性により優れています。
仕様
参照
参考文献
引用
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外部リンク
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