ポール・ベビラクア

ポール・マイケル・ベビラクア（1945年5月11日生まれ）は、アメリカ合衆国カリフォルニア州のロッキード・マーティン社の航空技術者である。1990年、彼は同僚のスカンクワークス技術者、ポール・シャンパートとともに、統合打撃戦闘機F-35B用のリフトファンを発明した。^[1]

2005 年、ベビラクア氏は、垂直離着陸機における理論的貢献、実用的な革新、運用上の有用性の向上により、 米国工学アカデミーの会員に選出されました。

ベビラクアは1973年にパデュー大学で乱流後流を専門とする航空宇宙工学の博士号を取得した。 ^[2]彼はライト・パターソン空軍基地（WP-AFB）の空軍中尉でもあり、1971年にそこで専門的な仕事を始めた。^{[3]彼はジェット機の発明家}ハンス・フォン・オハインが管理するWP-AFBのエネルギー変換研究所の副所長になった。1975年、ポールは空軍を離れ、ロックウェル・インターナショナルの海軍航空機工場で高度プログラムのマネージャーになった。 ^{[3] 1985年、彼は}ロッキードの主任航空科学者に任命され、新しい事業分野を開拓しようとした。^[3]

ハンス・フォン・オハインはベビラクアに数学者ではなくエンジニアのように考えるよう促した^{[4] [5]}。「学校では駒の動かし方を学び、ハンスはチェスの遊び方を教えてくれました」^[6]。ただし、彼はパーデュー大学についても同様のことを言っています。^[2]また、オハインはベビラクアに「それらのTSダイアグラムが実際に何を意味するのか」を示しました。^[3]

WP在籍中、オヘイン^[7] 、ベビラクアらは、垂直離着陸に関連するフローマルチプライヤーなど、様々な流れに関連する概念を調査し、特許を取得しました^[8]。

1980年代、アメリカ海兵隊はハリアー/ AV-8Bよりも速度と積載量が高い垂直短距離離着陸（V/STOVL）機を望んでいた。^{[9] [10] [11]}

ベビラクアは1986年にロッキード・スカンクワークスで働いていたが、当時DARPAと英国の同様の機関はASTOVL ^{[11]と呼ばれるプログラムを立ち上げ、}米海兵隊の要望に沿って、通常の厳格な技術要件なしにステルス超音速STOVL機のコンセプト[ 12 ^]を開発するための9ヶ月契約を交わした。^[3]

超音速飛行とSTOVLを組み合わせる際の課題は、ハリアーが示しているように、航空機を揚力できるほど強力なエンジンでは超音速には幅が広すぎるということである。^{[3] [5]}より小型で高気流のエンジンが必要であったが、不可能に思われた。ゼネラル・エレクトリックCJ805-23後部ターボファン^[13]とロールス・ロイス製タンデムファン^{[3] [14]}にヒントを得て、前部に揚力ベクトル、後部にジェットエンジン用の旋回ノズルを備え、互いにバランスをとるデュアルスラストシステムが適切なシステムと思われた。

多くの選択肢が検討されたが^[13]、残り1ヶ月で結果が出なかったため、ベビラグアは状況を再度検討した。3つの要素は明らかであった。^[5]

• タービンはジェット機から動力を引き出す最良の方法である
• シャフトはその力を前方に伝える最良の方法です
• ファンは動力を推力や揚力に変換する最良の方法である^[15]

バイパス空気を利用するのは推力を上げる通常の方法ですが、空気の流れが減ると圧力も下がり、エンジン速度が上がりますが故障のリスクがあります。この明らかな欠点は、余分なエンジンパワーをリフトファンの回転で有効活用できることに気付いたときに突然利点に変わりました。^[5]「頭の中でコンピューターをプログラムするのに8か月のブレインストーミングと、アイデアを思いつくのに10秒かかりました。」^[2]

解決策としては、タービンで熱いジェット噴射からエネルギーを抽出し、下向きのファンを駆動するシャフトを回転させてジェット噴射の一部を垂直方向の気流に変換することで、抗力を増やすことなく推進力と揚力を増加させるというものだった。 [ ^2]航空機の制御を維持するには、水平方向の揚力と垂直方向の揚力の遷移を正確に制御し、2つの揚力柱を慎重にバランスさせる必要がある。

このシステムはターボファンと同様に機能し、追加のバイパスファンが移動して90度傾けられ、冷たい未燃焼の空気を水平ではなく垂直に移動させます^[12] 。または、ローターが縮小されてケースに収められたタービンヘリコプターです。この効果は、ベビラクア（論文リストを参照）や他の研究者が研究した以前のフローマルチプライヤコンセプト（方法は異なりますが）に似ており、1.5：1の揚力/推力比を実現します^[12]。これに対して、以前の成功した航空機では、揚力/推力比はせいぜい1：1に制限されていました。

^{ベビラクアは[6]}推進技術者ではなく、推進、材料、その他の専門分野のロッキード社のさまざまな専門家の協力を得て、この概念の理論を検証し、1990年から1993年に特許を取得しました。^[1]

DARPAと海兵隊の両方がこのコンセプトを承認し、^[10]そこからCALFやJAST ^[11]などのさまざまな防衛プログラムを経て、統合打撃戦闘機プログラム、 X-35B 、F-35Bへと発展しました。ベビラクアは、1992年にこのコンセプト機がリフトファンのない通常機として役立つことを空軍に説得した中心人物でした^[10]。米海軍も参加すると、^[10] JASTコンセプト調査の調査結果に従って、異なる用途の同様の航空機であるJSFコンセプトへの道が開かれました。^[11]

F135エンジンとシステムの実用的な開発とテストは、プラット・アンド・ホイットニー、アリソン・エンジン・カンパニー、^[16] NASA、^[17]ロールス・ロイスなど によって実施されました。

2000億ドル^[3]のJSF契約をLMに引き渡す主な要因の一つは^、2001年7月20日にX-35Bが150フィートの滑走路から離陸し、超音速に達し、1回の飛行で垂直着陸したことであると言われている[18]。 ^[19]これはX-35Bだけが達成した性能であり、リフトファンコンセプトのおかげであった。

JSFチームは2001年に実用システムに対してコリアートロフィー^{[20] [21]}を受賞し、ベビラクアは2004年にポール・E・ハウター記念賞（アメリカヘリコプター協会）を受賞した。 ^[22]

ポール・M・ベビラクア、「推力増強エジェクタのハイパーミキシングの評価」、Journal of Aircraft、第11巻、第6号、1974年6月、348～354ページ

ポール・M・ベビラクア、「ハイパーミキシングの解析的説明と改良ノズルのテスト」、航空ジャーナル、第13巻、第1号、1976年1月、43～48ページ

Paul M. Bevilaqua、「推力増強エジェクタの揚力面理論」、AIAA Journal、第 16 巻、第 5 号、1978 年 5 月、475 ～ 581 ページ。

Paul M. Bevilaqua および Paul S. Lykoudis「自己保存的後流における乱流記憶」、流体力学ジャーナル、第 89 巻、第 03 号、1978 年 12 月、pp 589–606

Paul M. Bevilaqua、Howard L. Toms Jr「ハイパーミキシング ノズルの比較テスト」。2012 年 3 月 12 日にWayback Machineにアーカイブされました。

ポール・M・ベビラクア、ジョン・D・リー、「超音速コアンダジェットの旋回性能を向上させるノズルの開発」（1980 年）

ポール・M・ベビラクア、「統合打撃戦闘機デュアルサイクル推進システム」、推進と動力ジャーナル、2005 年、第 21 巻、第 5 号、778 ～ 783 ページ

• Paul Bevilaqua : 統合打撃戦闘機用シャフト駆動リフトファン推進システム 1997 年 5 月 1 日発表。DTIC.MIL Word 文書、5.5 MB
• 世界の安全保障におけるF-35B