国家航空諮問委員会

国家航空諮問委員会

NACA の公式紋章。ノースカロライナ州キティホークでのライトフライヤー号とライト兄弟の初飛行を描いたもの。
ロゴ
代理店概要
形成された	1915年3月3日; 109年前 ( 1915-03-03 )
溶解した	1958年10月1日; 66年前 ( 1958-10-01 )
代替機関	米航空宇宙局（NASA）
管轄	アメリカ合衆国連邦政府

国立航空諮問委員会（NACA ）は、1915年3月3日に設立されたアメリカ合衆国の連邦機関であり、航空研究の実施、促進、制度化を目的としていた。^[1] 1958年10月1日、この機関は解散し、その資産と人員は新設されたアメリカ航空宇宙局（NASA）に移管された。NACAは頭文字であり、単語全体ではなく個々の文字として発音される（設立後初期のNASAのように）。 [ ^{2 ]}

NACAの研究開発では、他の進歩の中でも、現代の自動車用途で使用されている空気取り入れ口の一種であるNACAダクト、 NACAカウリング、いくつかのシリーズのNACA翼型^[4]が開発され、これらは現在でも航空機製造に使用されています。

第二次世界大戦中、NACAは高高度爆撃機用の実用的な過給機の製造や、ノースアメリカンP-51マスタングの層流翼プロファイルの製造で重要な役割を果たしたため、「我が国の制空権を支える力」と評された。^{[5] NACAはまた、現代の}超音速航空機すべてに使用されている面積則の開発にも貢献し、ベルX-1が音速の壁を破ることを可能にした重要な圧縮性研究を実施した。

NACA は、第一次世界大戦中の緊急措置として、戦争関連プロジェクトに関する産業界、学界、政府の連携を促進するために連邦政府によって 1915 年 3 月 13 日に設立されました。NACA は、フランスのムードンにある中央航空局(現在のフランス国立航空宇宙研究機関)、ドイツのゲッティンゲン大学空気力学研究所、ロシアのコウチノ空気力学研究所 (1918 年に中央空気流体力学研究所 (TsAGI)に置き換えられ、現在も存続) など、ヨーロッパの同様の国家機関をモデルにしています。NACA の基盤となった最も影響力のある機関は、英国航空諮問委員会でした。

1912年12月、ウィリアム・ハワード・タフト大統領は、ワシントンのカーネギー研究所所長ロバート・S・ウッドワードを委員長とする国立空気力学研究所委員会を任命した。委員会を承認するための法案は1913年1月初めに議会の両院に提出されたが、投票になると法案は否決された。

1907年から1927年までスミソニアン協会の事務局長を務めたチャールズ・D・ウォルコットがこの取り組みを引き継ぎ、1915年1月、ベンジャミン・R・ティルマン上院議員とアーネスト・W・ロバーツ下院議員は、ウォルコットが概説した諮問委員会の設置を勧告する同一の決議を提出した。委員会の目的は、「飛行の問題の科学的研究を監督し、その実際的な解決を視野に入れ、実験的に取り組むべき問題を決定し、その解決法と実際的な問題への適用について議論すること」であった。フランクリン・D・ルーズベルト海軍次官は、 この立法の根拠となった「原則を心から支持する」と記している。ウォルコットは、この決議を海軍歳出法案に追加するという戦術を提案した。^[6]

ある情報源によると、「NACAの設立法案は、1915年3月3日に海軍歳出法案に付帯する付帯条項としてほとんど気づかれずに通過した。」^[7] 12人からなる委員会は全員無給で、年間5,000ドルの予算が割り当てられた。

ウッドロウ・ウィルソン大統領は同日、この法案に署名して法律として発効させ、第63回議会の最終日に、法律で航空諮問委員会と呼ばれていた委員会が正式に設立された。

1915年3月3日に承認されたNACA設立に関する議会の法案には、「航空に関する諮問委員会の任務は、飛行の問題の実際的な解決を視野に入れた科学的研究を監督し、指導することである」と記されている。^[8]

1920 年 1 月 29 日、ウィルソン大統領は先駆的な飛行士であり航空技術者のオービル ライトをNACA の役員に任命しました。1920 年代初頭までに、NACA は新しい、より野心的な使命を採用しました。それは、現在のニーズを超えた応用研究を通じて軍用および民間航空を促進することです。NACA の研究者は、この使命を、機関内の風洞、エンジン テスト スタンド、飛行テスト施設の素晴らしいコレクションを通じて追求しました。民間および軍事のクライアントも、契約ベースで NACA 施設を使用することが許可されました。

設備

• ラングレー記念航空研究所(バージニア州ハンプトン)
• エイムズ航空研究所(モフェットフィールド)
• 航空機エンジン研究所（ルイス研究センター）
• ムロック飛行試験部隊（エドワーズ空軍基地）

1922年、NACAの従業員は100人だった。1938年までに426人になった。正式な任務に加えて、職員は、あまりに奇抜なものでない限り、許可されていない「密造」研究に取り組むことを奨励された。その結果、「薄翼理論」（1920年代）、「NACAエンジンカウル」（1930年代）、「NACA翼型」シリーズ（1940年代）、超音速航空機の「面積ルール」（1950年代）など、一連の根本的なブレークスルーが生まれた。一方、1941年にNACAが風洞での対気速度の増加を拒否したことで、ロッキードは、ロッキードP-38ライトニングの高速急降下で遭遇した圧縮性の問題を解決するという探求において1年遅れをとった。^[9]

フルサイズの30×60フィート（9.1m×18.3m）のラングレー風洞は最高時速100マイル（87ノット、160km/h）でしか作動せず、当時最新のモフェットの7×10フィート（2.1m×3.0m）の風洞でも250マイル（220ノット、400km/h）しか出せなかった。ロッキード社の技術者はこれらの速度では目的にそぐわないと考えていた。ヘンリー・H・アーノルド将軍がこの件を取り上げ、NACAのより高い空気速度に対する異議を却下した。NACAはいくつかの新しい高速風洞を建設し、1942年後半にはモフェットの16フィート（4.9m）の風洞でマッハ0.75（570マイル（495ノット、917km/h））が達成された。^{[10] [11]}

NACAの最初の風洞は、1920年6月11日にラングレー記念航空研究所で正式に開設されました。 ^[12]これは、現在有名なNACAとNASAの多くの風洞の最初のものでした。この特定の風洞はユニークでも先進的でもありませんでしたが、NACAのエンジニアと科学者が空気力学の新しい高度な概念を開発およびテストし、将来の風洞設計を改善することを可能にしました。

1. 大気 5 フィート風洞 (1920)
2. 可変密度トンネル（1922）
3. プロペラ研究トンネル（1927年）
4. 高速11インチ風洞（1928年）
5. 垂直5フィート風洞（1929年）
6. 7フィート×10フィートの大気風洞（1930年）
7. 実物大 30 フィート x 60 フィートのトンネル (1931 年)

第二次世界大戦の直前の数年間、NACA は戦争遂行に重要な役割を果たしたいくつかの設計の開発に携わっていました。大手エンジン製造会社のエンジニアがボーイング B-17 フライングフォートレスが高高度でもパワーを維持できるようにするスーパーチャージャーの製造に問題を抱えていたとき、NACA のエンジニア チームが問題を解決し、将来的に効果的なスーパーチャージャーを製造するための標準とテスト方法を作成しました。これにより、B-17 は戦争遂行の重要な航空機として使用できるようになりました。NACA の B-17 に関する研究から得られた設計と情報は、第二次世界大戦中のほぼすべての主要な米国軍用動力装置に使用されました。ほぼすべての航空機が、NACA によって開発された情報に依存する何らかの形の強制誘導を使用していました。このため、米国製の航空機は 15,000 フィートを超えると大きなパワーの優位性があり、枢軸軍によって完全に打ち負かされることはありませんでした。^[要出典]

戦争が始まった後、英国政府はノースアメリカン航空に新しい戦闘機の要請を送った。提案されたP-40トマホーク戦闘機は、ヨーロッパの基準では最前線戦闘機として実現するには時代遅れすぎると判断されたため、ノースアメリカンは新しい航空機の開発を開始した。英国政府はこの戦闘機にNACAが開発した翼型を選択し、これにより以前のモデルよりも大幅に性能が向上した。この航空機はP-51マスタングとして知られるようになった。^[5]

オペルRAKによるロケット推進の初期の実験により、1929年にロケット機であるオペルRAK.1が初めて公開飛行し、1930年代と1940年代にはナチスドイツによってハインケルとメッサーシュミットで軍事プログラムが実施された後、米国は1940年代に超音速機と宇宙飛行の競争に参入した。ベルX-1は空軍によって発注され、空軍のテストパイロットであるチャック・イェーガーによって操縦されたが、マッハ1を超えたとき、NACAが正式に航空機のテストと開発を担当した。^[13] NACAが実験とデータ収集を実行し、航空機の開発に使用された研究の大部分は、NACAの圧縮性部門の責任者であるNACAエンジニアのジョン・スタックによるものであった。 ^[5]航空機がマッハ1に近づくと圧縮性が大きな問題となり、この問題の解決に向けた研究では、ロッキード社がP-38ライトニングを開発するために行った以前のNACA風洞試験で収集された情報が大きく活用されました。

X-1 計画が最初に構想されたのは 1944 年、ベル エアクラフト社に勤務していた元 NACA のエンジニアが陸軍に超音速試験機の資金提供を打診した時だった。陸軍もベル社もこの分野での経験がなかったため、研究の大部分はベル社が概念設計を始めるまでに 1 年以上活動していた NACA の圧縮性研究部門からのものだった。圧縮性研究部門には、さらに何年もの研究とデータがあり、その主任エンジニアは以前高速風洞部門の責任者で、その時点では高速試験データが 10 年近くあった。NACA の関与の重要性により、スタックはベル エアクラフト社のオーナーでテスト パイロットのチャック イェーガーとともに個人的にコリアー トロフィーを授与された。 ^{[14] [15]}

1951 年、NACA のエンジニアであるリチャード・ウィットコムは、航空機上の遷音速流を説明する面積則を解明しました。この理論が最初に使用されたのは、コンベア F-102プロジェクトとF11F タイガーでした。F-102 は超音速迎撃機となるはずでしたが、コンベアのエンジニアたちの最善の努力にもかかわらず、音速を超えることができませんでした。このことが発覚したとき、F-102 の生産はすでに始まっていたため、NACA のエンジニアたちが派遣され、問題の迅速な解決にあたりました。生産ラインは、すでに生産中の F-102 を改造して面積則を使用できるように変更する必要がありました (このように改造された航空機は「面積則」航空機と呼ばれていました)。設計変更によって航空機はマッハ 1 を超えることができましたが、コンベアの設計の残りの部分はこれに最適化されていなかったため、わずかな差でしかありませんでした。 F-11Fは初期設計段階でこれを組み込んだ最初の設計であったため、アフターバーナーを使用せずに音速の壁を突破することができました。^[16]

当初、エリアルールは機密扱いだったため、ホイットコムの功績が認められるまでには数年を要した。1955年、彼はタイガーとF-102の両方での功績によりコリアー・トロフィーを受賞した。^[17]

面積ルールから生まれた最も重要な設計は、当時すでに開発中だったB-58ハスラーでした。面積ルールを有効とするために再設計され、性能が大幅に向上しました。 ^[18]これは米国初の超音速爆撃機であり、ソ連の戦闘機が数か月前にマッハ2の速度を達成したばかりの時代にマッハ2の速度を出すことができました。^[19] 面積ルールの概念は現在、すべての遷音速および超音速航空機の設計に使用されています。

NACA の経験は、第二次世界大戦の研究、戦後の政府研究所、そして NACA の後継機関であるアメリカ航空宇宙局(NASA) のモデルとなりました。

NACA はまた、「宇宙の端」まで飛行した最初の航空機であるノースアメリカン社のX-15の開発にも参加しました。NACA の翼型は現代の航空機にも今でも使用されています。

1957年11月21日、NACAのディレクターであるヒュー・ドライデンは宇宙技術特別委員会を設立しました。 ^[20] 委員長のガイフォード・スティーバーにちなんでスティーバー委員会とも呼ばれたこの委員会は、連邦政府のさまざまな部門、民間企業、米国内の大学をNACAの目的に合わせて調整し、宇宙計画を開発するために彼らの専門知識を活用するという使命を持って結成された特別運営委員会でした。^[21]

アメリカ陸軍弾道ミサイル局の技術部長ヴェルナー・フォン・ブラウンは、1956年に衛星打ち上げ用のジュピターCロケットを準備していたが、結局延期され、^[22]ソ連は1957年10月にスプートニク1号を打ち上げた。

1958年1月14日、ドライデンは「宇宙技術に関する国家研究計画」を発表し、その中で次のように述べました。^[20]

この挑戦（スプートニク）が宇宙征服のための精力的な研究開発計画によって達成されること は、国家としての威信と軍事上の必要性の両方の観点から、わが国にとって非常に緊急かつ重要である。...

したがって、科学研究は、軍による兵器システム開発に必要な応用研究開発グループと密接に協力して活動する国家民間機関の責任となることが提案されています。従うべきパターンは、NACA と軍によってすでに開発されたものです。...

NACA は、その取り組みを急速に拡大・拡張することで、宇宙技術におけるリーダーシップを発揮することができます。

1958年3月5日、大統領科学諮問委員会の委員長であったジェームズ・キリアンは、ドワイト・D・アイゼンハワー大統領に覚書を書いた。「民間宇宙計画のための組織」と題されたその覚書は、大統領にNASAの設立を認可するよう促した。キリアンは、民間宇宙計画は「強化され再設計された」NACAに基づくべきであると書き、NACAは7,500人の従業員と3億ドル相当の施設を持つ「進行中の連邦研究機関」であり、研究計画を「最小限の遅延で」拡大できると指摘した。^[20]

1958年5月26日の会議時点での委員会メンバーは、上の写真の左から時計回りに次の通りである。^[21]

• Michael H. Gorn 著「限界の拡大: NACA と NASA における飛行研究」
• ジェームズ・ハンセン。エンジニア・イン・チャージ：ラングレー航空研究所の歴史、1917-1958年。
• ジョン・ヘンリー他著『Orders of Magnitude: A History of the NACA and NASA, 1915–1990』Wayback Machineに2021年4月8日アーカイブ。
• アレックス・ローランド。モデル研究：国家航空諮問委員会、1915～1958年。

ウィキメディア・コモンズには NACA に関連するメディアがあります。

• 米国航空百周年委員会: 国家航空諮問委員会 (NACA)
• NASA 技術レポート サーバーは、1917 年からの 14,469 件の NACA 文書のコレクションへのアクセスを提供します。
• TRAILプロジェクトからの歴史的なデジタル化されたNACAレポートもTRAILでホストされています。
• Aerospaceweb.org: NACA 翼型シリーズに関する情報
• Nasa.gov: 「工学科学からビッグサイエンスへ」—NACA と NASA のコリアー トロフィー研究プロジェクト受賞者、Pamela E. Mack 編。