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高高度プラットフォームステーション（HAPS 、高高度疑似衛星または高高度プラットフォームシステムとも呼ばれる）は、大気圏衛星とも呼ばれ、人工衛星と同様に観測または通信サービスを提供できる長時間滞空可能な高高度航空機です。ほとんどが無人航空機（UAV）であり、飛行機のように空気力学的、または飛行船や気球のように気球静力学的に、大気の揚力によって空中に留まります。高高度長時間滞空（HALE）軍用ドローンは、 32時間以上60,000フィート（18,000メートル）以上を飛行できますが、民間のHAPSは、ウェイポイントの20〜50キロメートル上空に数週間にわたって設置 された無線局です。
高高度での長時間飛行は少なくとも 1983 年から研究されており、実証プログラムは 1994 年から行わ れています。従来のエンジンの代替として、水素と太陽光発電が提案されています。商業航空輸送や風の乱気流の上空では、高高度では抗力と揚力が減少されます。HAPS は、気象監視、無線中継、海洋学や地球画像化、国境警備、海上パトロール、海賊対策、災害対応、農業観測などに使用できます。
偵察機は1950年代から高高度に到達できるようになったが、その航続距離には限りがある。数少ない運用可能なHALE機の1つがノースロップ・グラマン社のRQ-4グローバルホークだ。NASAのパスファインダー/ヘリオスや、64日間飛行可能なエアバス社のゼファーなど、太陽光発電の軽量試作機は数多くあるが、これほど先進的なものは少ない。従来の航空燃料は1970年以来試作機で使用されており、ボーイング社のコンドルのように60時間飛行できる。 水素航空機はエアロバイロンメント社のグローバルオブザーバーのように、さらに1週間以上飛行できる。
成層圏飛行船は競合技術としてよく紹介される。しかし、試作品はほとんど作られておらず、運用可能なものもない。特に気球の中で、最もよく知られている高耐久プロジェクトは、ヘリウムを充填した高高度気球を使用して成層圏に到達するGoogle Loonである。Loon は 2021 年に終了した。
定義
- 高所長時間耐久（HALE）
- 高高度長時間滞空（HALE）機は、米空軍のRQ-4グローバルホークやISRに使用されるその派生型のように、高度60,000フィート（18,000メートル）を32時間以上飛行できる非武装の軍用ドローンである。[1]これは、米空軍のISR/攻撃用MQ-9リーパーやその派生型のように、対空防御に対してより脆弱で、24時間で25,000～50,000フィート（7,600～15,200メートル）を飛行する中高度長時間滞空（MALE ）機よりも高度が高く、飛行時間も長い。[1]
- 高高度プラットフォームステーション（HAPS）
- 国際電気通信連合（ITU）のITU無線通信規則（RR）では「高度20～50kmの、地球を基準とした特定の公称固定点にある物体上の局」と定義されている。 [2] HAPSは高高度疑似衛星の略語でもある。
研究
1983年、ロッキード社はNASA向けに太陽光発電航空機と関連動力列の予備調査を実施した。これは、長時間飛行が弾道宇宙船に匹敵するからである。 [3] 1984年には、太陽光と燃料電池推進を組み込んだ長時間飛行無人飛行機の設計に関する報告書が出版された。[4] 1989年には、高高度長時間飛行翼の設計と実験結果に関する報告書で、気象監視や巡航ミサイルの標的設定のための無線中継機としての応用が提案された。[5]
NASAのERASTプログラム（環境研究航空機およびセンサー技術）は、高高度UAVを研究するために1994年9月に開始され、2003年に終了しました。[6] 1996年7月、USAF Strikestar 2025レポートは、HALE UAVが24時間飛行して空中占有を維持すると予測しました。[7]国防航空偵察局は 、長時間飛行可能なUAV機のデモンストレーションを行いました。[7] 1996年9月、イスラエル航空機産業はHALE UAVの設計の詳細を発表しました。[8]
2002年、太陽光発電による高高度超長時間滞空無人航空機の予備的信頼性設計が発表された。欧州連合のCAPECONプロジェクトはHALE航空機の開発を目指し、ポーランド科学アカデミーは高度20km（66,000フィート）で40時間飛行するPW-114コンセプトを提案した。[9] ルミナティ・エアロスペースは、渡り鳥のように編隊飛行することで後続機に必要な電力を79%削減し、小型機体を緯度50度まで無期限に空中にとどまらせるサブストラタ太陽光発電航空機を提案した。[ 10]
デザイン
- 力
- 継続的な運用には電力が必要であり、燃料補給の必要性によって耐久性が制限されます。持続型太陽光発電航空機は、夜間に備えて日中のエネルギーを電気バッテリー[11]または燃料電池[12]に蓄える必要があります。
- 高度の選択
- 抗力は、高度20,000～35,000フィート（6,100～10,700メートル）の高対流圏の40～160ノット（74～296 km/h）の強風と航空交通よりはるかに高い対流圏界面の薄い空気の中で減少します。 [13]変化する風に向かって位置を維持することは困難です。[14]ジェット気流より上の比較的穏やかな風と乱気流は、高度17～22km（56,000～72,000フィート）の成層圏のほとんどの場所で見られますが、これは緯度と季節によって変わります。[14]高度55,000フィート（17,000メートル）を超えると、商業航空輸送もできなくなります。[14]高度65,000フィート（20,000メートル）の対流圏界面を飛行する場合、風速5ノット（9 km/h）以下の雲と乱気流の上空であり、高度60,000フィート（18,000メートル）で終わるFAA規制のクラスA空域の上空である。[11]
- 衛星との比較
- 高度が低いほど、狭い領域をより効率的にカバーし、通信リンクバジェットが低くなり（LEOに対して34 dB、 GEOに対して66 dBの利点）、消費電力が低くなり、往復遅延が小さくなります。[15]衛星はより高価で、展開に時間がかかり、メンテナンスのために合理的にアクセスすることができません。[15]真空中の衛星は、その高速により重力に一致する遠心力を発生させて軌道を回ります。衛星の軌道を変更するには、非常に限られた燃料供給を消費する必要があります。
アプリケーション
大気圏衛星は、気象監視、無線中継、海洋学、地球画像撮影などに、軌道衛星のようなわずかなコストで使用できる。[11] その他の用途としては、国境警備、海上パトロール、海賊対策、災害対応、農業観測などがある。[11] 大気圏衛星は、11,000機の無人航空機やGoogleのProject Loonのような気球を使って、インターネット接続を利用できない50億人の人々に 提供できる可能性がある。[16]
- 無線通信サービス
- ヨーロッパでは、科学者たちはHAPSが最大400 kmの範囲でユーザーに高速接続を提供することを検討しています[明確化] 。HAPSは、衛星と同等のカバレッジエリアで、 WiMAXなどのブロードバンド無線アクセスネットワークと同様の帯域幅と容量を提供できます。アフガニスタンのように山岳地帯が通信信号を妨害する遠隔地での軍事通信を改善できます。[17]
- 監視と情報
- ノースロップ・グラマンRQ-4グローバルホーク無人航空機は、米空軍の監視・警備に使用されている。レーダー、光学、赤外線画像装置を搭載しており、データをリアルタイムで送信することができる。[18]
- 気象と環境の監視
- 環境と気象の監視のために、高高度気球は環境の変化を測定したり気象を追跡したりするための科学機器を配備することができます。アメリカ海洋大気庁（NOAA）と提携して、 NASAは地球の大気を研究するためにグローバルホーク無人航空機の使用を開始しました。[20]
- ロケット打ち上げ
- 大気中の物質の90%以上が高高度プラットフォームの下にあるため、ロケットの打ち上げ時の大気抵抗が軽減される。「大まかに見積もると、地上から打ち上げられたときに高度20 km (66,000 フィート) に達するロケットは、気球から高度20 km (66,000 フィート) で打ち上げられた場合、高度100 km (54 海里) に達する。」[21]軌道への打ち上げには マスドライバーが提案されている。[22] [ページが必要]
飛行機
1950年代後半のロッキードU-2のような偵察機は高度70,000フィート（21,000メートル）以上、1964年のSR-71は高度80,000フィート（24,000メートル）以上を飛行することができた。[13] 双発ターボファンエンジンを搭載したミャシシェフM-55は、1993年に高度21,360メートル（70,080フィート）に到達した。これは、1982年に初飛行したM-17の派生型で、1990年に高度21,830メートル（71,620フィート）に到達した。
運用
- グロブ G 520 エグレット
- 有人Grob G 520 は1987 年 6 月 24 日に初飛行し、1991 年に認証されました。ハネウェル TPE331ターボプロップエンジンを搭載し、全幅 33 メートル (108 フィート)、高度 16,329 メートル (53,574 フィート) に達し、13 時間空中に留まることができます。
- ノースロップ・グラマン RQ-4 グローバルホーク
- ノースロップ・グラマンRQ-4グローバルホークは1998年2月28日に初飛行し、2001年に米空軍に配備された。 [23]幅131フィート（40メートル）、全長48フィート（14.5メートル）のRQ-4はロールスロイスF137ターボファン1基で駆動し、離陸時の重量は最大32,250ポンド（14.6トン）、3,000ポンド（1,360キログラム）のペイロードを34時間以上かけて最大60,000フィート（18,300メートル）まで運ぶことができる。[24]無線中継機として使用でき、電気光学、赤外線、合成開口レーダー（SAR）、高帯域および低帯域SIGINTセンサーを搭載できる。[24]アメリカ空軍では合計42機が運用されている。[25]これはアメリカ海軍のMQ-4Cトライトンのベースとなっている。
プロトタイプ
太陽光発電
- AeroVironment/ NASA パスファインダー
- HALSOLプロトタイプは、 8つの電動モーターで駆動する185kg（410ポンド）、幅30メートル（98.4フィート）の全翼機で、1983年6月に初飛行しました。[26] NASA ERASTプログラムに1993年後半にパスファインダーとして参加し、後に翼全体を覆う太陽電池が追加され、1995年9月11日に50,500フィート（15,400メートル）、1997年には71,530フィート（21,800メートル）に到達しました。[12]パスファインダープラスは、パスファインダーの翼の5つのセクションのうち4つをより長い中央セクションに接続し、翼幅を121フィート（37メートル）に増やし、1998年に飛行し、その年の8月6日に80,201フィート（24,445メートル）に到達しました。[12]
- AeroVironment/ NASA センチュリオン/ヘリオス プロトタイプ
- 1998年後半に飛行を開始したセンチュリオンは、高高度用の翼型が再設計され、翼幅が206フィート（63メートル）に拡大され、14個のモーターと、バッテリー、システム、着陸装置を搭載する4つの主翼下ポッドを備えていた。 [12]その後、ヘリオスプロトタイプに改造され、翼幅が247フィート（75メートル）になる41フィート（12メートル）の6番目の主翼セクションと、5番目の着陸装置とシステムポッドが追加された。1999年後半に初飛行し、2000年にソーラーパネルが追加され、2001年8月13日に96,863フィート（29,524メートル）に到達した。 [12]量産機は最長6か月間飛行した。[12] 2003年に飛行中に分解した。[27]
- エアバス ゼファー
- ゼファーはもともと英国国防省の民間部門であるキネティック社によって設計された。[28]無人航空機は太陽電池で駆動し、日中にバッテリーを充電して夜間飛行する。最初のモデルは2005年12月に飛行した。[29] 2013年3月、このプロジェクトはエアバス・ディフェンス・アンド・スペース社に売却された。[30]最新のゼファー8/Sモデルは重量75kg（165ポンド）、翼幅25m（82フィート）、高度23,200m（76,100フィート）に達した。[31]
- ソーラーインパルス
- 最初のソーラーインパルス有人実証機は2009年12月3日に初飛行し、2010年7月の26時間飛行で太陽の1日周期全体を飛行しました。幅71.9メートル（236フィート）、重量2.3トン（5,100ポンド）のソーラーインパルス2は2014年6月2日に初飛行し、高度12,000メートル（39,000フィート）に到達し、最長飛行は2015年6月28日の名古屋からハワイのカラエロアまでの117時間52分でした。
- タイタンエアロスペースソララ
- 2012年にニューメキシコ州で設立されたタイタン・エアロスペースは、エアロバイロンメント・グローバル・オブザーバーやキネティック・ゼファーに似た、太陽光発電式の大型高高度大気圏衛星を開発していた。[11]幅160フィート（50メートル）を超える翼は、日中の飛行用のエネルギーを供給するための太陽電池で覆われ、夜間の使用のために電気バッテリーに蓄えられる。 [11]コストは200万ドル未満で、バッテリーの劣化による制限はあるものの、最大5年間70ポンド（30キログラム）のペイロードを運ぶことができる。[11] 2013年、タイタンは2つの5分の1スケールのテストモデルを飛行させ、2014年までにフルサイズのプロトタイプの飛行テストを目指していた。 [11] 2014年3月、当時Eclipse Aviationの創設者であるヴァーン・ラバーンが率いていた同社に、フェイスブックが6000万ドルで興味を示した。[16]グーグルは2014年4月にタイタンエアロスペースを買収し、[32] 2015年5月に試作機の飛行に成功したが、数分以内に墜落し、タイタンエアロスペースは2017年初頭に閉鎖された。[33]
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- カリ・イーヴ
- 韓国航空宇宙研究院（ KARI ）は、小型のデモ機を経て、2010年に電動航空機（EAV）の開発を開始した。最新の幅20メートル（66フィート）のEAV-3は、重量66キログラム（146ポンド）で、数か月間の飛行が可能である。2015年8月には53時間かけて高度14.2キログラム（47,000フィート）まで飛行し、2020年8月には高度22キログラム（72,000フィート）まで飛行した。[34]
- アスティガンA3
- 英国ビジネス・エネルギー・産業戦略省の子会社で、英国の地図作成機関であるオードナンス・サーベイ（OS）は、翼幅38メートル、重量149キログラム（330ポンド）の双胴船ソーラーパワーHAPSであるA3を開発しており、25キログラム（55ポンド）のペイロードを搭載し、高度67,000フィート（20,000メートル）で90日間飛行できるように設計されています。[35] OSは、ブライアン・ジョーンズが率いる英国企業アスティガンの51％を所有しており、2014年からA3を開発しており、2015年にはスケールモデルのテスト飛行、2016年には実物大の低高度飛行を行っています。 [35]高高度飛行は2019年に開始され、2020年にテストを完了し、環境モニタリング、地図作成、通信、セキュリティに関する商用導入が行われる予定です。 [35] 2021年3月、戦略的パートナーが見つからなかったためプロジェクトは終了しました。[36]
- フェイスブック アクイラ
- Facebook Aquila UAVは、炭素繊維製の太陽光発電式全翼無人機で、全長132フィート（40メートル）、重量935ポンド（424キログラム）で、高度650フィートで90日間飛行するように設計されていた。[27] Facebook向けに英国企業Ascentaが設計・製造し、インターネット接続を提供した。[37] UAVは、UAV同士および地上局との間でレーザー通信を使用する。 [38] 2016年6月28日、同機は90分間の初飛行を行い、高度2,150フィート（660メートル）に到達したが、最終進入中に右翼の20フィートの部分が折れた。[39] [40] 2017年に再度低高度テスト飛行を行った。[27] 2018年6月27日、Facebookはプロジェクトを中止し、他の企業にドローンを製造させる計画を発表した。[41]
- 中国航天科技集団
- CASTCは2017年7月に15時間の試験飛行を行い、翼幅147フィート（45メートル）の太陽光発電UAVをFL650まで飛行させた。[27]
- ラヴォチキン LA-252
- ロシアのラヴォチキン設計局は、成層圏で100日間飛行できるように設計された、翼幅82フィート（25メートル）、重量255ポンド（116キログラム）の太陽光発電式無人航空機LA-252の飛行試験を行っている。[27]
- ミラエアロスペースApusDuo
- アブダビに拠点を置くバヤナットAIとアメリカの無人航空機メーカーUAVOSの合弁会社であるミラエアロスペースのApusDuo HAPSは、2014年に初めて開発された技術を基に、3大陸で100回以上のテスト飛行を完了しています。 [42] [検証するには不十分な詳細度]翼幅14メートル（46フィート）の無人ApusDuo 14航空機は、高効率太陽電池を備えた柔軟なタンデム翼設計を採用しており、最大6kg（13ポンド）のペイロードを搭載し、最大19,000メートル（62,000フィート）の高度で数か月間連続飛行できます。ミラエアロスペースは、2023年10月にルワンダで行われたテスト飛行で、成層圏で固定翼HAPS自律航空機から5G接続を正常に提供した最初の企業となりました。 [43]
- エアロバイロンメント HAPSモバイル
- エアロバイロンメントは、日本の通信会社ソフトバンクが95%出資し所有する合弁会社HAPSモバイル向けに、6,500万ドルで太陽光発電式無人航空機のプロトタイプを設計・開発する。[27] 1999年のヘリオスに似た、 10個の電動プロペラを備えた256フィート（78メートル）の翼幅の全翼機は、直径200キロメートル（125マイル）の範囲にあるデバイスに4G LTEと5Gを直接提供する。[44] 2020年9月21〜22日、HAPSモバイルのホーク30（サングライダーにブランド変更）は20時間飛行して高度62,500フィート（19.1キロメートル）に到達し、標準的なLTEスマートフォンと無線ブロードバンド通信向けにルーンと開発した長距離LTE通信をテストした。[45]
- BAE システムズ PHASA-35
- プリズマティック社（現BAEシステムズ）が設計した、翼幅35メートル（115フィート）のBAEシステムズPHASA-35は、2020年2月に南オーストラリア州のウーメラ試験場で初飛行を行った。15キログラム（33ポンド）のペイロードを搭載し、高度約7万フィートで数日または数週間飛行する予定である。[46]
- スウィフトエンジニアリングSULE
- スイフトエンジニアリングのスイフト超長期耐久SULEは、2020年7月にNASAエイムズ研究センターとの初飛行パートナーシップを完了した。 [47]高度70,000フィート（21,000メートル）で動作するように設計された、高度72フィート（22メートル）の持続型UAVは、重量180ポンド（82キログラム）未満で、最大15ポンド（6.8キログラム）のペイロードを運ぶことができる。[47] 2024年9月29日から30日にかけて、スイフトSULE（スイフト超長期耐久）航空機は、平均海面（MSL）55,904フィートに到達する飛行で大きなマイルストーンを達成した。24時間飛行は、科学研究や環境モニタリング、防衛や航空宇宙への応用に新たな可能性をもたらす。SULEはニューメキシコ州のスペースポートアメリカから離陸し、着陸した。この飛行成功は、この航空機のこれまでの高度記録である25,000フィートの2倍以上の記録となった。[48]
- オーロラオデュッセウス
- オーロラ・フライト・サイエンシズは2018年11月にオデュッセウスを発表した。[49]全長74.1メートル（243フィート）のカーボンファイバー製の機体は重量が880キログラム（1,940ポンド）未満で、25キログラム（55ポンド）のペイロードを運ぶことができる。[50]この機体は緯度20度までの高度で最大3か月間、65,000フィート（20,000メートル）以上の高度に留まるように設計された。[51]初飛行は2019年7月に無期限に延期された。[49]
- ハルキャッツ インフィニティ
- CATSインフィニティは、 HAL、NAL 、ニュースペースリサーチによって開発されています。その縮小モデルは2022年に初飛行を行いました。2024年2月には、重量23kgの縮小プロトタイプが、チトラドゥルガ航空試験場で高度3kmで翼幅12mの状態で8時間半の飛行試験を受けました。当局は、開発は2027年に完了する予定であると述べました。2024年3月に予定されている次のテストでは、期間は24時間に延長される予定です。[52] [より良い情報源が必要]
- 2024年5月、縮小版プロトタイプのHAPSが再度飛行試験され、高度26,000フィートで27時間という新たな国内耐久記録を樹立した。飛行試験はチトラドゥルガ航空試験場で実施された。NRTは、フルスケールバージョンに集中する前に、HAPSの縮小モデルを使用して追加の耐久研究を実施し、平均海抜20キロメートルの高度で巡航速度100km/hで7日間の連続飛行を試みる予定である。NRTは、高高度で90日間の耐久を目的としたはるかに大型のUAVであるフルスケールのHAPSモデル（CATS Infinity）を開発する予定である。ペイロード容量は35kgで、フルスケールモデルは最大離陸重量が450kgに増加する。インド海軍もこのプロジェクトに関心を示している。
炭化水素燃料
- USAF コンパス ドウェルとコンパス コープ
- USAF コンパス ドウェル UAV プログラムでは、1970 年 2 月にLTV XQM-93が飛行しました。これはターボプロップエンジン搭載のシュバイツァー SGS 2-32グライダーをベースとし、24 時間飛行して高度 50,000 フィート (15,240 メートル) に到達するように設計されていました。また、 1972 年 4 月には、ピストン エンジン搭載のシュバイツァー SGS 1-34グライダーをベースとし、高度 40,000 フィート (12,000 メートル) に到達して 28 時間飛行できるように設計されたマーティン マリエッタ モデル 845 が飛行しました。続くコンパス コープ プログラムでは、ボーイング YQM-94 B-Gull が1973 年 7 月 28 日に初飛行しました。ゼネラル エレクトリック J97ターボジェット エンジンを搭載し、高度 70,000 フィート (21,340 m) まで 30 時間飛行するように設計され、17.4 時間、高度 55,000 フィート (16,800 m) まで飛行しました。競合機のライアン YQM-98 R-Ternはギャレット ATF3ターボファン エンジンを搭載し、1974 年 8 月 17 日に初飛行し、30 時間飛行するように設計されていました。
- ボーイングコンドル
- ボーイング・コンドルは1988年10月9日に初飛行し、高度67,028フィート（20,430メートル）に到達し、約60時間空中に留まりました。2基の175馬力（130kW）ピストンエンジンを搭載した幅200フィート（61メートル）の無人機は、総重量20,300ポンド（9,200キログラム）で、高度73,000フィート（22,250メートル）に到達し、1週間以上飛行するように設計されていました。[54]
- オーロラ ペルセウスとテセウス
- オーロラ・フライト・サイエンシズ社がNASAのERASTプログラムのために製作したペルセウス概念実証UAVは、1991年11月に初飛行し、続いて1993年12月21日に高度50,000フィート（15,000メートル）以上に到達したペルセウスAが飛行した。高度62,000フィート（18.9キロメートル）で最大24時間飛行するように設計されたペルセウスBは、1994年10月7日に初飛行し、1998年6月27日に高度60,280フィート（18,370メートル）に到達した。そのプッシャープロペラは、3段ターボチャージャーでブーストされたロータックス914ピストンエンジンで駆動され、高度60,000フィート（18,000メートル）まで105馬力（78kW）の定常出力を発揮する。最大重量は2,500ポンド（1,100 kg）で、260ポンド（120 kg）のペイロードを搭載でき、71.5フィート（21.8 m）の主翼は26:1の高いアスペクト比を持っています。[55] 2基のロータックス912ピストンエンジンを搭載したより大きな後継機であるテセウスは、1996年5月24日に初飛行しました。高度65,000フィート（20,000 m）まで50時間飛行するように設計された最大重量5,500（2.5 t）のUAVは、幅140フィート（42.7 m）で、340 kg（750ポンド）のペイロードを搭載できました。[6]
- グロブ ストラト 2C
- 24,000 m (78,700 フィート) の高度を最大 48 時間飛行するように設計された有人グロブ ストラト 2C は、 1995 年 3 月 31 日に初飛行し、高度 18,552 m (60,897 フィート) に到達しました。幅 56.5 m (185 フィート) のこの航空機は、ガス発生器としてPW127ターボプロップで過給された 2 基の 300 kW (400 hp) ピストン エンジンで駆動されていました。
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- ゼネラルアトミックス ALTUS
- NASA ERAST プログラムの一部である高高度 UAVゼネラル アトミックス ALTUS I および II は、飛行時間が 48 時間で翼幅が 55.3 フィート (16.9 m) と長いGnat 750 (USAF Predator Aの元祖) の民間向け派生型でした。100 hp (75 kW) のターボチャージャー付きRotax 912ピストン エンジンを搭載し、最大離陸重量 2,130 ポンド (970 kg) のテストベッドは、科学機器を最大 330 ポンド (150 kg) 搭載できました。アルタスIIは1996年5月1日に初飛行し、26時間以上の飛行時間を記録し、1999年3月5日に最大密度高度57,300フィート（17,500メートル）に到達した。これらは、より大型のターボプロップエンジンを搭載したジェネラル・アトミックス・アルタイルへとつながった。[56]
- スケールドコンポジッツプロテウス
- 有人のスケールド・コンポジッツ・プロテウスは、 1,100 kg (2,400 lb) のペイロードを搭載し、高度 19.8 km (65,000 ft) で運航する。[57]ウィリアムズ FJ44ターボファン2 基を搭載し、17 m (55 ft) の前翼と幅の広い 24 m (78 ft) の後翼を持つタンデム翼を備え、最大離陸重量 6.6 t (14,500 lb)、時速 450 km (240 kn) で巡航し、基地から 925 km (500 nmi) の地点に 22 時間滞在することができた。[6]
- ヴァージン アトランティック航空 グローバルフライヤー
- スケールド・コンポジッツ社が製造した有人機グローバルフライヤーは、世界一周飛行を目的に設計された。ウィリアムズ FJ44エンジン 1 基を搭載し、幅 114 フィート (35 メートル) のこの機体は、最大 22,100 ポンド (10 トン) の重量がある。高度上限は 50,700 フィート (15,450 メートル) で、2006 年 2 月に 76 時間 45 分間飛行した。
- オーロラ・フライト・サイエンシズ オリオン
- ボーイング/オーロラ・フライト・サイエンシズ社製の当初のオリオン・プラットフォームは、液体水素を供給するピストンエンジンで65,000フィート（20,000メートル）を100時間巡航し、離陸重量は7,000ポンド（3.2トン）で、400ポンド（180キログラム）のペイロードを搭載可能であった。[13]これは、総重量が11,000ポンド（5,000キログラム）に増加したジェット燃料を燃焼するツイン・ターボディーゼル駆動のMALE UAVに進化し、1,000ポンドのペイロードで120時間（5日間）、またはより小さなペイロードで1週間、20,000フィート（6,100メートル）を飛行するように設計された。2013年8月に初飛行を行い、2015年12月に80時間飛行し、さらに37時間分の燃料を積んで着陸した。[58]
- 瀋陽航空機株式会社 ディバインイーグル
- 瀋陽航空機工業が製造する神鷲は、2012年から開発が進められている大型ターボファンエンジン搭載の無人航空機で、2018年までに就航する可能性がある。[59]双胴双尾のこの航空機はカナード翼を持ち、風洞試験では最高高度25km（82,000フィート）、マッハ0.8まで達した。[60]
水素燃料
- エアロバイロンメント グローバル オブザーバー
- 液体水素を燃料とし、高度65,000フィート（20,000メートル）を最大7日間飛行するように設計されたエアロバイロンメント・グローバル・オブザーバーは、 2010年8月5日に初飛行した。 [61] 2011年4月の墜落事故の後、国防総省はプロジェクトを棚上げにした。[62]
- ボーイング ファントム アイ
- ボーイング・ファントム・ワークスが開発したボーイング・コンドルの発展型であるボーイング・ファントム・アイは、2012年6月に初飛行を行った。[63]液体水素で稼働する2基の150馬力（110kW）ターボチャージャー付きフォード2.3リッターピストンエンジンで駆動する、幅150フィート（46m）の無人機は、総離陸重量9,800ポンド（4.4t）で、450ポンド（200kg）のペイロードを搭載できる。[63]巡航速度は150ノット（280km/h）で、高度65,000フィート（19,800m）に到達でき、4日間の滞空時間を持つ。[63]フルサイズの派生型は、10日間で2,000ポンド（910kg）のペイロードを搭載するように設計されている。[63] 2016年8月、ファントムアイのデモンストレーターは空軍飛行試験博物館に移送されました。[64]
- 成層圏プラットフォーム
- 2014年に設立された英国のストラトスフェリック・プラットフォームズは、2020年10月19日に株式を公開した。グロブG520で高度45,000フィート（14,000メートル）での4G/ 5G中継機の飛行試験の後、この新興企業はスケールド・コンポジッツ社製の水素燃料電池駆動のHAPS無人航空機を開発している。翼幅は60メートル（200フィート）、ペイロード140キログラム（310ポンド）で高度60,000フィート（18,000メートル）を9日間飛行する予定である。[65]
飛行船
無人成層圏飛行船は、高度60,000～75,000フィート（18.3～22.9km）の非常に高い高度で数週間、数か月、または数年間運航するように設計されています。[66]紫外線による損傷、オゾンによる腐食、困難な位置維持の 影響を受けますが、夜間にエネルギーを蓄え、太陽光発電で稼働させることができます。 [66]
最初の成層圏動力飛行船の飛行は1969年に行われ、5ポンド（2.3キログラム）の積載物を載せて2時間かけて高度70,000フィート（21キロメートル）に到達した。[67] 2002年8月までに、米国のワールドワイド・エアロス 社は、韓国のHAA開発プログラムの一環として、韓国航空宇宙研究所向けに成層圏実証機を建造していた。 [68] 2004年4月までに、成層圏飛行船は米国、英国、カナダ、韓国、日本で開発されていた。[69] 2004年5月、宇宙航空研究開発機構は、成層圏プラットフォームプロジェクトの一環として、北海道大樹町で試験飛行船を公開した。 [70]
- SwRI ハイセンチネル
- 2005年12月4日、陸軍宇宙ミサイル防衛司令部（ASMDC）の後援を受けたサウスウェスト研究所（SwRI）率いるチームが、高度74,000フィート（23km）でのハイセンチネル成層圏飛行船の動力飛行を成功裏に実証した。[71]
- 統合センサー構造
- 米空軍の統合センサーIS構造（ISIS）飛行船は、高度70,000フィート（21,000メートル）に最大10年間留まり、最大600キロメートル（320海里）の巡航ミサイルや最大300キロメートル（160海里）の敵戦闘機に対して持続的な早期警戒を提供する予定だった。[13]
- ロッキード・マーティン HAA
- アメリカ国防総省ミサイル防衛局は、弾道ミサイル防衛システム用の無人高高度飛行船（HAA）を建造するため、ロッキード・マーティンと契約した。[72] 2006年1月、ロッキードはそれを建造し、技術的な実現可能性と軍事的有用性を実証するための1億4,900万ドルの契約を獲得した。[73]この飛行船は、準静止状態で高度60,000フィート（18,000メートル）以上を飛行し、監視航空機プラットフォーム、通信中継機、気象観測機として持続的な軌道維持を行う。打ち上げは2008年に当初提案され、量産機は全長500フィート（150メートル）、直径150フィート（46メートル）になる予定だった。太陽電池で駆動し、最大1か月間空中に留まり、直径600マイル（970キロメートル）の陸地を調査することになっていた。
- ロッキード・マーティン HALE-D
- 2011年7月27日、「高高度長時間滞空実証機」（HALE-D）の小型実証機が試験飛行に打ち上げられた。[74] HALE-Dは容積500,000立方フィート（14,000 m3 ）、長さ240フィート（73 m）、幅70フィート（21 m）で、15kW（20馬力）の太陽電池で40kWhのリチウムイオン電池を充電し、2kW（2.7馬力）の電動モーターで50ポンド（23 kg）の積載物を15日間、高度60,000フィート（18,000 m）を20kn（37 km/h）のTASで巡航した。 [75]高度32,000フィート（9,800 m）でヘリウムレベルの問題が発生し、飛行は中止された。[76]飛行機は降下し、ピッツバーグ地域の森林に墜落した。[77] 2日後、飛行機は回収される前に火災で焼失した。[78]
- リンドストランド HALE 飛行船
- リンドストランドテクノロジーは、太陽電池で覆われたヘリウム充填非剛性飛行船を設計した。14トン（31,000ポンド）の航空機は、高高度でのヘリウム損失が最小限であるため、3年から5年間500キログラム（1,100ポンド）の積載量を運ぶことができる。エネルギー貯蔵のために、180kWの電解装置がH2とO2のタンクを充填し、150kWの燃料電池によって水に戻す。80kW（110馬力）のモーターにより、最高速度24メートル/秒（47ノット）が可能になる。[79]
- タレス アレニア ストラトブス
- タレス・アレニア・スペースは、全長377フィート（115メートル）、積載量550ポンド（250キログラム）を含む重量15,000ポンド（6,800キログラム）の無人太陽光発電成層圏飛行船ストラトバスを開発しており、毎年の整備を伴う5年間のミッション向けに設計されており、プロトタイプは2020年後半に予定されている。[27]
- Hエアロ
- H-Aero LTAベースの火星探査用打ち上げシステム[80]。地上の高高度プラットフォームを介して開発が行われている。最初のシステムは2021年までにテストされました。[81] [より良い情報源が必要]
風船
静止気球衛星（GBS）は、地球表面上の定点である成層圏（海抜60,000〜70,000フィート（18〜21km））を飛行します。その高度では、空気の密度は海面の1/10になります。GBSを使用すると、広いエリアにブロードバンドインターネットアクセスを提供できます。 [82]以前のプロジェクトの1つは、ヘリウムを充填した高高度気球の使用を想定したGoogleのProject Loon でした。
回転翼航空機
- ボーイング A160 ハミングバード
- ボーイングA160ハミングバードはボーイング社が製造した回転翼航空機である。[83] 2002年に初飛行したこの計画では、24時間飛行と高度30,000フィート（9,100メートル）の達成を目標としていたが、2012年12月に中止された。
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の塔