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| VJ101 | |
|---|---|
 EWR VJ101C、X-1プロトタイプ、1964年4月 | |
| 一般情報 | |
| タイプ | V/STOL戦闘機 |
| メーカー | 電子ワル |
| 状態 | キャンセル |
| 建造数 | 2 |
| 歴史 | |
| 初飛行 | 1963年4月10日 |
| 引退 | 1968 |
EWR VJ 101は、西ドイツの 実験的なジェット戦闘機垂直離着陸（VTOL）ティルトジェット機でした。VJはVersuchsjäger（ドイツ語で「実験的戦闘機」）の略でした。[1] 101は、最終的にマッハ2飛行の可能性を秘めた最初のV/STOL設計の1つでした。
1950年代、様々な国がVTOL機の開発に興味を示したため、ドイツ連邦政府は、復興しつつあった同国の航空産業に対し、そのような航空機の可能な設計を研究するよう要請した。これを受けて、1960年にドイツのエンジン製造会社MAN Turbo社は、英国のエンジン製造会社Rolls-Royce Limited社と緊密に協力し、適切なエンジンの開発に着手した。同様に、航空機会社Heinkel社、Bölkow社、Messerschmitt社もそれぞれ独自の研究を行った後、超音速VTOL戦闘機の設計の開発と製造を目的として、合弁会社EWR社を設立した。この戦闘機はすぐにVJ 101 Dと命名された。ドイツ連邦国防省（BMVg）はこれに感銘を受け、設計の能力を実証するための実験用プロトタイプ2機の製造を発注した。
総称してVJ 101 C、個々にX-1およびX-2として知られる2機の試作機が製造され、5年間の試験プログラムに参加した。VJ 101は、最終的にはドイツ空軍のアメリカ製ロッキードF-104Gスターファイター迎撃機の後継機のベースとして開発される予定だった。しかし、VJ 101 Cの開発は、BMVgの要件の変化によって非常に複雑になった。BMVgは、航空機の想定されるミッションプロファイルを迎撃機の役割からより一般的な戦闘機に変更することを決定し、達成すべき性能要件が大幅に変更された。1968年、VJ 101の開発は最終的に中止された。
設計と開発
背景
1950年代、ジェット推進の分野における急速な進歩、特に推力の増加とエンジンユニットの小型化により、垂直離着陸（VTOL）機の技術的実現可能性に対する確信が高まり、特に西ヨーロッパと米国でその傾向が強まった。[2] 1950年代から1960年代にかけて、英国、フランス、米国で複数のプログラムが開始された。同様に、西ドイツ国内の航空会社もこの新興技術から取り残されまいと熱心に取り組んでいた。1957年、第二次世界大戦後の西ドイツによる戦闘機の運用と開発の禁止が解除された直後、ドイツの航空会社ドルニエ・フルークツォイクヴェルケ、ハインケル、メッサーシュミットは、同年、自社の事業再開を許可され、VTOL機に関する調査作業を実施し、コンセプトデザインを作成するよう求める正式な要請をドイツ連邦政府から受けた。 [3]
そのため、複数の企業がそれぞれVTOL対応の迎撃機の概念設計に取り組み始めました。これらの設計が運用上適切かつ実行可能であるためには、その飛行性能が現代のロッキードF-104Gスターファイターなどの当時の従来の迎撃機と同等であることが必要であると認識されました。[4]同時に、ドイツ連邦国防省（BMVg）は競合企業の合併を推進し、企業がそのような活動を行うよう奨励するため、意図的に開発契約の発行を差し控えました。[5]
これらの取り組みと並行して、ドイツのエンジン製造会社MAN Turbo社は、VTOL対応エンジンを取り巻く特定の問題に対処するための独自の作業を行う契約をBMVgから受注しました。そのような取り組みには外国のエンジン製造会社との協力が必要であることがすぐに認識され、1960年3月にMAN Turbo社と英国のエンジン製造会社Rolls-Royce Limitedの間で最初の協力協定が締結されました。[4]締結された10年間の契約条件に基づき、ドイツはロールスロイスを介してジェットエンジン技術の最新の進歩に関する知識と、共同開発契約を取得し、その下で作業を共有し、生産上の競合を最小限に抑え、重要な決定について相互の合意に達することになりました。[4] 1960年3月、BMVgはMAN Turbo社に軽量シングルスプールターボジェットエンジンの開発契約を発行し、ロールスロイスがこのプロジェクトの主要な下請け業者となりました。この契約に向けた両社の共同作業の結果、ロールスロイス/MANターボRB153 ターボファンエンジンが誕生した。[4]
RB.153エンジンは当初、超音速飛行の継続を目的として開発された以前のロールスロイスRB108エンジンの比較的単純なスケールアップ版であったが、1960年初頭には、VTOL機に適した動力源としてこのエンジンのさらなる開発に関心が寄せられるようになった。 [4]その結果、RB.153.17やRB.153.25リフトエンジンなど、新しいVTOLの役割の特定の要件に対応する新しいモデルのエンジンが開発された。しかし、1961年12月、BMVgの想定VTOLの優先順位が変更された結果、それに応じてエンジンを大幅に変更する必要が生じ、RB.153の開発作業は事実上棚上げされ、代わりにロールスロイスRB145エンジンが採用された。[6]
提案
ハインケル（ハインケルHe 231がベース）[7] [8]とメッサーシュミット（メッサーシュミットMe X1-21）[9] [10]はともにVTOL飛行の要件を満たす設計を開発し、1959年までに両社はベルコウと共にEWRと呼ばれる合弁会社を設立し、構想されていた超音速戦闘機VJ 101 Dの開発と製造を行っていた。構想では、量産型のVJ 101 D機にはロールスロイス/MANターボRB153エンジンを搭載し、推力偏向装置を装備することになっていた。[11] 1960年後半、EWRはVJ 101 DのコンセプトをBMVgに提出した。[12]提案を検討した後、BMVgは常備迎撃機の要件を満たす能力を評価する目的で2機の実験機を発注することを決定した。[12]
その結果、 VJ 101 Cとして知られる2機の試作機が開発された。これらはより軽量なRB145ターボジェットエンジンを搭載し、回転式ナセルに搭載された。[13] [12]しかし、VJ 101 Cの開発は一筋縄ではいかなかった。大きな問題の一つは、BMVgの要求の変化であった。BMVgは、この機体の想定されるミッションプロファイルを迎撃機としての役割からより汎用的な戦闘機へと変更することを決定し、他の性能特性の中でも、より長い低高度飛行持続能力が要求された。[14]新しい提案は、初期のベルコウ、ハインケル、メッサーシュミットの設計の特徴を、洗練された流線型のプラットフォームに融合していた。 VJ 101 C はアメリカのベル XF-109と外観が似ており、両機とも翼端の回転式ナセル内に一対のエンジンを装備している点で類似した構成となっている。翼端エンジンに加えて、胴体内にさらに 2 つのリフト ジェットが装備されており、ホバリング飛行中にメイン エンジンを補助する役割を果たしていた。
VJ 101 Cは、広く「フライ・バイ・ワイヤ」方式として知られる電子飛行制御システムを備えていた。[15]飛行中のホバリング段階における操縦性、特にエンジンの応答性と機体の安定性の増強を維持することが極めて重要であることが認識された。米国のハネウェル社とドイツのボーデンゼーヴェルク社が開発した制御システムは、ホバリング中の姿勢制御やホバリングから水平飛行への移行など、VJ 101 Cの飛行領域全体にわたってさまざまな機能を実行した。[16]当初は2チャンネルの制御システムが使用されていたが、テストの結果、ハードオーバー障害の例を考慮すると3チャンネルの制御システムが必要であることが判明した。3チャンネルの制御システムに切り替えると、推力ベクトル制御を使用してすべての飛行範囲でシステムを使用できるようになりました。これは、開発された最初のそのようなシステムでした。[17]この計画はF104Gスターファイターの後継機として追求されなくなった後も、飛行制御コンセプトの探求と証明のための開発計画として維持された。[15]
推進コンセプトをテストするため、EWR は1960 年初頭にWippe (シーソー) と呼ばれるテスト装置を製作しました。この単純な装置には、水平ビーム上に固定された原始的なコックピットが組み込まれており、中央に垂直に取り付けられた「リフト」エンジンにより、制御システムの予備的な単軸テストを実行できました。 [18]その後、「ホバー装置」が組み立てられ、VJ 101C の骨組みの胴体と、最終的な飛行可能なバージョンで占めるおおよその位置に取り付けられた合計 3 基のロールスロイス RB108エンジンが組み込まれました。小型エンジンはそれぞれ最大 9.3 kN (2,100 lb f ) の推力を生成でき、テスト装置を持ち上げるのに十分なものでした。1961 年 5 月から、最初のテストは伸縮式コラムから実施され、1962 年 3 月に新しい装置は最初の「自由飛行」に成功しました。[19]胴体と翼を模擬した布製の「スキン」を使用した追加テストも成功し、あらゆる季節や気象条件で満足のいく制御が実証されました。[19]
テストと評価
2機のプロトタイプが完成し、X-1とX-2と呼ばれた。[20] X-1には6基のRB145エンジンが搭載されることになっていた。2基は揚力を得るために胴体内に垂直に取り付けられ、4基は旋回式ナセル内に搭載され、各エンジンは2,750 lbfの推力を発生できる。X-2では旋回式エンジンにアフターバーナーが装備され、各エンジンは3,840 lbfのウェット推力を発生できる。これにより、航空機は設計速度マッハ1.8に到達できると予測された。[13]
ナセルエンジンは、ドライスラストだけで機体を安定してホバリングできるだけの十分な推力を生み出す能力があったが、ドライスラストから再加熱への移行のスムーズさに対する懸念から、再加熱状態で垂直離陸する能力を機体に持たせることが承認された。したがって、必要な地上高を確保するために、非常に短い再加熱パイプを採用する必要があった。[13]再加熱エンジンは、再加熱と非再加熱を切り替えることができる比較的単純な2位置ノズルを備えていた。また、機体が低速で移動しているときやホバリング中に吸気ダクトを前方に動かして補助空気取り入れ口を開くことも可能であった。[13]
1963年4月10日、X-1は初のホバリング飛行を行った。[20] 1963年9月20日、ホバリング飛行から水平飛行への最初の移行が行われた。X -1は1964年5月のハノーバー航空ショーで初めて公開された。VJ 101C X-1は合計40回の空力飛行、24回のホバリング飛行、14回の完全移行を行った。これらのテストの過程で、垂直離陸機で初めて音速の壁が破られたが、1964年9月14日、自動操縦装置の欠陥によりX-1は墜落し、その結果損傷を受けた。1964年7月29日、VJ 101 Cはアフターバーナーを使用せずにマッハ1.04で飛行した。[21] [22]
1965年6月12日、2番目の試作機であるX-2が初飛行を行った。[20] 1965年10月22日、X-2は新しい自動操縦システムを搭載して移行に成功した。その後、 X-1とは対照的にアフターバーナーを装備したX-2でテストが続けられた。しかし、このプロジェクトは1968年に中止された。提案されたマッハ2迎撃機VJ 101 Dは完成しなかった。今日、VJ 101 C X-2はシュライスハイム飛行場で一般公開されている。 VJ 101C は量産段階には至らなかったが、ミラージュIIIVやホーカー シドレー P.1154 (実用化された亜音速 VTOL 戦闘機であるホーカー シドレー ハリアーの超音速版) など、超音速対応の VTOL 戦闘機を開発する当時のさまざまなプロジェクトは、最終的には同様の運命をたどった。ハリアー ジャンプ ジェットと、それよりかなり後のロッキード マーティン F-35 ライトニング II は、それ以来 VTOL 戦闘機の潜在能力を実証してきた。
オペレーター
- ドイツ
- ドイツ空軍( Luftwaffe )
仕様（VJ 101C X-1）
データはジェーンズ・オール・ザ・ワールド・エアクラフト1966-67 [23] 、マクドナルド・エアクラフト・ハンドブック[24]より
一般的な特徴
- 乗員: 1
- 長さ: 15.7 m (51 フィート 6 インチ)
- 翼幅: 6.61 m (21 フィート 8 インチ)
- 高さ: 4.1 m (13 フィート 5 インチ)
- 最大離陸重量: VTOLの場合6,000 kg (13,228 lb)
- （X-2；再加熱翼端エンジン搭載VTOL機の8,000 kg（17,637ポンド）MTOW）
- 動力装置:ロールスロイス/MANターボRB.145 ターボジェットエンジン6基、各12.2kN（2,750lbf）推力
- ( X-2 ; 翼端ポッドに 4 つの再加熱 RB.145 を搭載 + 胴体に 2 つの非再加熱リフトジェットを搭載)
パフォーマンス
- 最高速度：マッハ1.08（達成）
- クリーン時の最低飛行速度: 260 km/h (162 mph; 140 kn)
参照
類似した役割、構成、時代の航空機
参考文献
注記
- ^ ウィンチェスター2005年、174ページ。
- ^ ヒルシェル、プレム、マデルング 2012、451ページ。
- ^ ヒルシェル、プレム、マデルング 2012、451-452ページ。
- ^ abcde Hirschel、Prem、Madelung 2012、p. 452.
- ^ ヒルシェル、プレム、マデルング 2012、583-584頁。
- ^ ヒルシェル、プレム、マデルング 2012、452-453頁。
- ^ “進化のアイデア: Heinkels Senkrechtstarter-Projekt He 231”.空軍の古典派。 2018年12月5日。2019年10月24日のオリジナルからアーカイブ。2019 年11 月 28 日に取得。
- ^ 「Microsoft PowerPoint - IPLC German VSTOL Brief.ppt」(PDF) 。 2020年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2018年12月24日閲覧。
- ^ https://web.archive.org/web/20200805185041/https://www.robertcmason.com/textdocs/GermanVSTOLFighters.pdf. 2020年8月5日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
{{cite web}}:欠落または空|title=(ヘルプ) - ^ “Germany's Failed Attempts to Build a Cold War Jump Jet”. 2018年7月2日. 2019年10月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年10月18日閲覧。
- ^ “RR/MAN RB.153”. Flight International : 908–909. 1963年12月5日. 2017年1月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年1月9日閲覧。
- ^ abc Hirschel、Prem、Madelung 2012、p.453。
- ^ エリオット＆グッドウィン（2001）、71ページ。
- ^ ヒルシェル、プレム、マデルング 2012、453-454頁。
- ^ Hirschel、Prem、Madelung 2012、514ページ。
- ^ ヒルシェル、プレム、マデルング 2012、514-515頁。
- ^ ヒルシェル、プレム、マデルング 2012、515ページ。
- ^ ロジャース1989、186、189ページ。
- ^ ロジャース 1989、190 ページを参照。
- ^ abc Hirschel、Prem、Madelung 2012、454ページ。
- ^ 「Aero Engines: Rolls-Royce」. Flight International : 29. 1965年1月7日. 2016年3月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年1月9日閲覧。
- ^ 「VJ 101」[永久リンク切れ ] Geschichte.aero、2008年3月16日閲覧。
- ^ テイラー、ジョンWR編 (1966)。ジェーンズ・オール・ザ・ワールド・エアクラフト 1966-67 (第57版)。ロンドン：サンプソン・ロー、マーストン＆カンパニー社、p. 73。
- ^ グリーン、1964年、521ページ。
文献
- バトラー、トニー、ジャン＝ルイ・デルゼンヌ。『ヨーロッパのXプレーン：黄金時代の秘密研究用航空機 1946-1974 』。マンチェスター、イギリス：ヒコーキ出版、2012年。ISBN 978-1-902-10921-3
- エリオット、シリル、グッドウィン、ジョン (2001)。「第 5 章: 垂直離着陸」。高速ジェット機 - ダービーの再加熱開発の歴史。R -RHT。71～ 75 ページ。ISBN 1-872922-20-1テクニカルシリーズNo.5。
- ヒルシェル、エルンスト・ハインリッヒ、ホルスト・プレム、ゲロ・マデルング。ドイツにおける航空研究：リリエンタールから今日まで。シュプリンガー・サイエンス＆ビジネス・メディア、2012年。ISBN 3-642-18484-7。
- ロジャース、マイク。VTOL ：軍事研究航空機。ニューヨーク：オリオンブックス、1989年。ISBN 0-517-57684-8。
- ウィンチェスター、ジム。「EWR-Sud VJ 101C (1962)」。X-プレーンとプロトタイプ。ロンドン：Amber Books Ltd.、2005年。ISBN 1-904687-40-7。
- グリーン、ウィリアム。マクドナルド航空機ハンドブック。ロンドン：マクドナルド＆カンパニー（出版社）株式会社、1964年。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 EWR VJ 101に関連するメディアがあります。
- ドイツのVTOLプロジェクト
- 写真
- 「VJ 101C - ドイツ初の VTOL ジェット飛行機」1963 年のフライト記事