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JATO（ジェット補助離陸の略）は、小型ロケットの形で追加の推力を与えることで、過積載の航空機を離陸させる補助離陸の一種です。JATOという用語は、（より具体的な） RATO（ロケット補助離陸、または英国空軍用語ではRATOG、ロケット補助離陸装置）という用語とほぼ同義で使用されます。
1927年、ソ連の研究開発研究所であるガス力学研究所は、航空機の離陸を補助するための固体推進剤ロケットを開発し、1931年には、アブロ504練習機のソ連の呼称であるU-1で、航空機の離陸を補助するためのロケットの世界初の成功例が行われ、約100回の補助離陸に成功した。[ 1 ] [ 2 ]ツポレフTB-1 [ 3 ]やツポレフTB-3重爆撃機[ 1 ] [ 4 ]でも補助離陸に成功した。 1933年のツポレフTB-1の公式試験では、ロケットを使用すると離陸時間が77%短縮された。[ 1 ]
グライダーを空中に打ち上げるためにロケットを使用する初期の実験は、 1920 年代にドイツで行われ ( Lippisch Ente )、その後、第二次世界大戦でイギリス空軍とドイツ空軍の両方がそのようなシステムを導入しました。[ 5 ]イギリスのシステムでは、ドイツの海上哨戒機に対するある程度の援護を提供するために、商船の前面に取り付けられた小さなランプから飛行機 (通常はホーカー ハリケーン) を発射しました。これらの商船は、カタパルト武装商船 (または CAM 船)として運用されていました。発射後、ロケットは飛行機の後部から放出され、水中に落ちて沈みます。任務が完了すると、パイロットは可能であれば友軍の領土に飛行するか、飛行機からパラシュートで脱出し、護衛艦のいずれかに救助されることを望みます。このシステムは 2 年間でドイツ軍機を攻撃するために 9 回しか使用されませんでしたが、1 人のパイロットが失われ、8 機の撃墜が記録されました。
ドイツ空軍もこの技術を、ヴァルター社とBMW社製の液体燃料式ロケットモーター 、そしてシュミッティング社とWASAG社製 の固体燃料式ロケットモーターの両方に採用し、機体に固定したり切り離したりすることで、より速く、より短い滑走距離で離陸できるようにした。これらは中型爆撃機の離陸性能を向上させるために使用され、また、1940年にイギリス侵攻のために考案され、ロシア戦線への補給にも使用された、翼幅55メートルの巨大なメッサーシュミットMe321グライダー「ギガント」にも使用された。巨大なMe 321は、当初、最大3機のメッサーシュミットBf 110重戦闘機によるいわゆるトロイカ・シュレップ方式の空中曳航支援を受けて離陸していたが、同時に曳航機として機能している3機のBf 110がV字編隊を組むことで、空中衝突の危険性が非常に高かった。この危険性は、3機のBf 110を、特別に設計された双胴の5発エンジン曳航機であるハインケルHe 111Zに置き換えることで大幅に軽減されるはずだった。ロケット補助離陸方式の使用は、連合軍の爆撃の結果、使用可能な滑走路の長さが大幅に短縮された戦争末期に特に重要になった。彼らのシステムは通常、投棄可能な自己完結型のWalter HWK 109-500 Starthilfe（「離陸補助装置」）、別名「Rauchgerät」（発煙装置）と呼ばれる、一体型の液体燃料単推進剤ロケットブースターユニットを使用していた。このブースターユニットのエンジンは、 Z-Stoff触媒化合物で、ほぼ純粋な過酸化水素である「 T-Stoff 」の化学分解によって駆動されていた。モーターの外側ハウジングの鈍角な前部にあるパラシュートパックは、飛行機から切り離された後の落下を減速するために使用され、システムを再利用できるようにした。最初の実験は1937年にハインケルHe 111で行われ、テストパイロットのエーリヒ・ヴァルジッツがベルリンの東約70キロメートルにある広大な飛行場、ノイハルデンベルクで行われた。この飛行場は、戦時中の予備飛行場として指定されていた。[ 6 ] JATOに関するその他のドイツの実験は、メッサーシュミットMe 262 Cなどの迎撃機の打ち上げを支援することを目的としており、ハイマツシュッツァー特別型として、通常はMe 163コメートに搭載されていたヴァルターHWK 109-509液体燃料ロケットエンジンのいずれかの型が装備されていた。機体の最後尾、または翼の後縁のすぐ後ろの機体下部に半「ポッド」状に配置して、ユンカース Jumo 004ターボジェットエンジンを補助するか、または Jumo 004 の代わりに特別にロケットブースターされたBMW 003R複合ジェットロケット動力装置を 2 基搭載して、Me 262Cハイマツシュッツァー迎撃機が敵爆撃機編隊に早く到達できるようにする。提案された 3 つの設計のうち、Me 262 のハイマツシュッツァーバージョンの試作機 2 機が製造され、試験飛行が行われた。HWK設計のスターティルフェモジュラー液体モノプロペラント ブースター設計が試験された航空機の種類は多岐にわたり、ある程度は前線で使用された。前述のシュミッディング社とWASAG社の両社による固体燃料式RATOブースター設計は、ほぼ完全に実験的なものにとどまり、シュミッディング社の推力500kgの固体燃料式ブースターユニットは、1945年に革新的なバッヘムBa 349 VTOロケット迎撃機の設計で垂直発射のニーズに対応するため、機体1機につき4基搭載される予定だった。厳密には実験的なHWK 109-501スターヒルフェRATOシステムは、 Me 163Bコメートロケット戦闘機と同様の二元推進剤「ホット」モーターを使用し、T-Stoff単一推進剤に、 B-stoffヒドラジンと「Br-stoff」（リグロイン炭化水素蒸留物）を混合した20kgの質量を主「燃料」として加え、Z-Stoff過マンガン酸塩で着火を酸化剤として不安定化させ、30秒間の燃焼で109-500の推力4.95kN （14.71kN /1,500kgf）を3倍にした。 「ホット」システムは、コメートの509Aロケットモーターと同様の特別な燃料補給および取り扱い手順を必要とする同様のリスクがあるため、109-501は厳密には実験的な設計のままであり、ユンカースJu 287 V1試作ジェット爆撃機の試験飛行にのみ使用されたようです。[ 7 ]
1939 年初頭、米国科学アカデミーは、カリフォルニア工科大学グッゲンハイム航空研究所 (GALCIT) のセオドア・フォン・カルマンとロケット研究グループ (ジャック・パーソンズ、フランク・マリナ、エドワード・フォーマン、アポロ・MO・スミスを含む) に、航空機のロケット補助離陸の研究のために 1,000 ドルを提供した。この JATO の研究は、第一次世界大戦でロバート・H・ゴダードが陸軍と契約して固体燃料ロケット兵器を開発して以来、米国政府から財政支援を受けた最初のロケット研究であった。 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 1941 年後半、フォン・カルマンと彼のチームは、数個の 50 ポンド推力の固体燃料エアロジェットJATO をErcoupeに取り付け、陸軍大尉ホーマー・ブーシェイが試験飛行で離陸した。最後の飛行ではプロペラを取り外し、翼の下に6基のJATOユニットを取り付け、ブーシェイは短時間の飛行のために空中に押し上げられた。これはロケット動力のみで飛行した最初のアメリカ人となった。両軍とも戦争中は固体燃料JATOを使用した。[ 10 ]： 329
第二次世界大戦後、 JATOは初期のジェットエンジンの低速時の推力不足を補うため、あるいは燃料を満載した航空機の離陸を補助するために頻繁に使用された。例えば、プロペラエンジンを搭載したアブロ・シャクルトンは、長距離の海上監視飛行のために燃料を満載した際、離陸にアームストロング・シドレー・バイパー・ターボジェットエンジンを使用していた。
世界初のジェット旅客機であるデ・ハビランド DH 106 コメットには、ハルツームやナイロビなどの空港からの「高温高地」条件下での運用を想定した、過酸化水素を動力源とするデ・ハビランド スプライトブースター ロケット 2 基を搭載する設計上の規定が含まれていました。 [ 11 ] [ 12 ]これらは 30 回の飛行でテストされましたが、デ・ハビランド ゴーストジェット エンジンだけでも十分なパワーがあると見なされ、一部の航空会社はロケット モーターは実用的ではないと結論付けました。[ 13 ]それにもかかわらず、スプライトの装備は量産型のコメット 1 に残されましたが、その後のエンジンのアップグレードにより不要になりました。[ 14 ]
1950年代後半、アメリカ空軍、ドイツ空軍、ソ連空軍は、外観と機能が類似した高推力・短時間燃焼ブースター設計を用いて、戦闘機を発射するためのゼロ長発射実験プログラムを実施した。アメリカ空軍は、 MGM-1マタドール巡航ミサイルのエアロジェット・ジェネラル社設計による推力240kN（26ショートトン）の固体燃料ブースター（推力持続時間2秒）を使用した、EF-84Gと命名された改良型リパブリックF-84を使用した。ソ連空軍は、特殊な発射機から発射される、SM-30と命名された改良型MiG-19戦闘機を使用し、EF-84Gとほぼ同じ設計の固体燃料ロケットブースターを使用したが、推力ははるかに強力で600kN（64ショートトン）であった。 F -100とF-104は、ソ連のSM-30実験と同様に強力な分離式ブースターユニットを備えたゼロ長打ち上げ実験にも使用された。[ 15 ]
また、1950年代には、エアロジェット・エンジニアリングが小型商用航空機に小型JATOユニットを導入しようと試みたJATOジュニアがありましたが、米国海軍航空局によって阻止されました。エアロジェットは、12秒間250ポンドの推力を発生させる小型JATOボトルが、通常50フィート（15メートル）の高さの障害物を通過するのに約900フィート（270メートル）の滑走路を必要とする小型自家用機が、JATOジュニアユニットを使用すれば300フィート（91メートル）の滑走路で同じことができると主張しました。 [ 16 ]エンジンナセルに取り付けられたJATOジュニアボトルは、ビーチクラフト・ツイン・ボナンザの工場オプションとして短期間提供されました。これらは離陸補助としてではなく、不利な地形での不時着時の滑空距離を延長する手段として宣伝されました。しかし、これらのボトルが実際に生産されたツインボナンザに搭載されたのか、あるいは工場での試験飛行以外で使用されたのかは不明である。[ 17 ]ジュニアJATOはビーチ18のオプションとしても提供され、104ポンド（47kg）のシステムが64機に搭載された。[ 18 ]
ボーイング727には、特にメキシコシティやラパスなどの「高温高地」条件下での使用のためにエアロジェットJATOアシストが装備されていた。[ 19 ] [ 20 ]フェアチャイルド・スウェアリンゲン・メトロライナーには、片発エンジン停止時の上昇要件を維持しながら離陸重量を増やすためのJATOオプションが用意されていた。
1980年後半、アメリカ軍はイランに拘束されている人質を救出するため、ロケットエンジンを搭載して超短距離離着陸を可能にする改造を施したC-130輸送機を使用する作戦「オペレーション・クレディブル・スポーツ」を計画した。しかし、着陸試験中に機体の減速を目的とした前方向きのJATO（ジェット補助離着陸装置）が、着陸時の衝撃を和らげる下向きのJATOよりも先に作動し、機体が墜落するという事故が発生したため、計画は中止された。
ジェットエンジンの離陸推力が向上したため、JATOはほとんど不要となり、現在では短い滑走路から重い荷物を積んで離陸する場合や「高温高地」の条件下でもほとんど使用されなくなりました。特別な装備を備えた、主に軍用機では、例外的な状況で時折使用されます。[ 21 ]
JATOロケットカーは、JATOユニットを搭載した車が後に山腹に激突して大破した状態で発見されたという都市伝説です。この話はダーウィン賞の例としてよく挙げられますが、事実に基づかない作り話のようです。[ 22 ]
この伝説は、ディスカバリーチャンネルの番組「MythBusters」で何度か検証されている。最初の試みは、2003年のパイロット版で、クルーは市販のアマチュア用ロケットモーターを使って、JATOのシーンと推力を再現した。車は確かに非常に速く走り、追跡ヘリコプターを追い抜いたが、元の話で報告されている時速300 マイル（ 時速500キロ）には遠く及ばず、空中に飛び立つこともできなかった。この伝説は2007年に再び取り上げられ、車を飛ばそうとロケットの構成を変えて試みたが、発射台の端に到達する前に爆発した。この伝説は、2013年に「MythBusters」シーズン12の第1話で、番組放送10周年を記念して再び取り上げられた。
JATOを搭載した1958年型ダッジ・コロネット車がエルミラージュのドライレイクで、同社の「トータルコンタクト」ブレーキの威力を実証するテレビCMに使用された。これは1950年代後半に ローレンス・ウェルク・ショーで放送された。 [ 23 ]
注記