斜め翼

斜め翼（旋回翼とも呼ばれる）は、可変形状翼の概念です。斜め翼を備えた航空機では、翼はセンターピボットで回転するように設計されているため、一方の先端は前方に傾斜し、反対側の先端は後方に傾斜します。このように傾斜角を変更することで、低速性能（翼が垂直）を犠牲にすることなく、高速（翼が傾斜）での抗力を低減できます。これは、古典的な可変翼設計のバリエーションであり、構造を簡素化し、傾斜角を変更しても 重心を維持することを目的としています。

この技術の最も古い例は、メッサーシュミットの特許に基づいた1944年のドイツの未実現の航空機プロジェクト、ブローム・アンド・フォスP.202とメッサーシュミットMe P.1009-01である。 ^{[1] [2]}戦後、製作者のリチャード・フォークト博士はペーパークリップ作戦中に米国に連れてこられた。^[3]斜翼 のコンセプトは、カリフォルニア州モフェットフィールドにあるNASAエイムズ研究センターの航空技術者、ロバート・T・ジョーンズによって1950年代に復活した。エイムズでジョーンズが始めた分析研究と風洞実験では、マッハ1.4（音速の1.4倍）までの速度で飛行する輸送機サイズの斜翼航空機は、従来の翼を持つ航空機よりも空力性能が大幅に優れていることが示された。

1970年代には、無人のプロペラ機が製造され、モフェット飛行場で試験されました。^[5] NASAの斜め翼として知られるこのプロジェクトでは、大きな後退角での航空機の不快な特性が指摘されました。

これまでのところ、この概念を研究するために製造された有人航空機は、NASA AD-1のみである。この航空機は1979 年から一連の飛行試験を行った。この航空機はいくつかの深刻なロール結合モードを実証し、それ以上の実験は終了した。

一般的なアプローチは、離陸から巡航状態（商用航空機の場合、マッハ数が約 0.8）まで増加するにつれて、高い効率で動作する航空機を設計することです。これら 2 つの飛行モードのそれぞれで 2 つの異なるタイプの抗力が支配的であるため、各モードの高性能設計を 1 つの機体に統合することは困難です。

マッハ数が低い場合、誘導抗力が抗力に関する懸念事項の大半を占めます。離陸中の飛行機やグライダーでは、誘導抗力が最も懸念されます。誘導抗力を減らす方法の 1 つは、揚力面の有効翼幅を増やすことです。グライダーの翼が長くて細いのはそのためです。理想的な翼は翼幅が無限であり、誘導抗力は 2 次元の特性にまで減少します。低速の離着陸時には、従来の翼のように斜めの翼を胴体に対して垂直に配置して、最大の揚力と制御特性を実現します。航空機の速度が上がると、翼が旋回して斜めの角度が大きくなり、濡れ面積による抗力が減り、燃料消費量が減ります。

一方、マッハ数が音速に近づき、さらにそれを超えると、波抵抗が設計上の懸念事項の大部分を占めるようになります。航空機が空気を押しのけると、音波が発生します。翼を航空機の機首から遠ざけるようにスイープすると、翼を音波の後方に保つことができ、抵抗を大幅に減らすことができます。残念ながら、特定の翼設計では、スイープを増やすとアスペクト比が低下します。亜音速と超音速の両方の高速では、高速性能を向上させるために、斜めの翼を航空機の胴体に対して最大 60 度回転させます。研究では、これらの角度によって空気抵抗が減少し、同じ燃料消費量で速度と航続距離が増加することが示されました。

基本的に、両方の飛行モードに対して完全に最適化された設計は不可能と思われます。しかし、斜めの翼はそれに近づく可能性を示しています。マッハ数が増加するにつれてスイープを積極的に増加させることにより、幅広い速度で高い効率が可能になります。

ロバート・T・ジョーンズは、斜め飛行翼によって商業航空輸送が劇的に改善され、燃料費と空港周辺の騒音が削減されると理論づけた。^[6]軍事作戦には、長時間飛行が可能な戦闘機/攻撃車両の可能性も含まれている。

OFWプラットフォームを大陸横断旅客機に開発する研究が行われてきた。^[7] NASAエイムズ研究所は1991年にこのコンセプトを用いた理論的な500席の超音速旅客機の予備設計研究を行った。この研究に続いてNASAは翼幅20フィート（6.1メートル）の小型遠隔操作実証機を製作した。1994年5月に4分間だけ飛行したが、その際に35度から50度の斜め翼スイープで安定飛行を実証した。この成功にもかかわらず、NASA高速研究プログラムとさらなる斜め翼研究は中止された。

アメリカ国防高等研究計画局（DARPA）はノースロップ・グラマン社に、スイッチブレードとして知られるXプレーンOFW実証機のリスク低減と予備計画のための1,030万ドル（USD）の契約を授与した。 ^[8]このプログラムは最終的に、制御システムの問題を理由に中止された。

このプログラムは、革新的な設計に伴うさまざまな課題を調査するための技術実証機の製造を目的としていました。提案された航空機は純粋な全翼機（尾翼、カナード翼、胴体などの補助面を持たない航空機）で、翼は航空機の片側が前方に、もう片側が後方に非対称に傾斜しています。^[9]この航空機構成により、高速、長距離、長時間の耐久性が実現されると考えられています。^[10]このプログラムは2つのフェーズで構成されていました。フェーズIでは理論を調査して概念設計を導き出し、フェーズIIでは航空機の設計、製造、飛行テストを行いました。このプログラムでは、将来の軍用機の設計を検討する際に使用できるデータセットを作成することが期待されていました。

航空機設計のための風洞試験は完了した。設計は「実用的で堅牢」であると評価された。^[11]プログラムは飛行実証機が製作される前に終了した。^[12]

• 非対称航空機
• 円形翼

• 斜めに考える、ラリマー、ブルース I.、NASA (2013)

• 斜め飛行翼: 紹介とホワイト ペーパー - Desktop Aeronautics, Inc.、2005