ペルランプロジェクト

Perlan Project Inc. は、非常に高い高度を飛行するように設計された グライダーを活用した非営利の航空探査および大気科学研究組織です。

2006年8月29日、パーラン・ミッションIのパイロットであるスティーブ・フォセットとアイナー・エネボルドソンは、成層圏の空気の波を利用して標準的なグライダーで50,671フィート（15,460メートル）まで上昇し、グライダーの既存の高度記録を破りました。

国際航空連盟は、2018年9月2日に達成された高度記録22,657メートル（74,334フィート）を承認しました。^[1]これは、2017年9月3日に記録された前年の最高高度15,902メートル（52,172フィート）を大幅に上回るものです。^{[2] [3] [4]これらの飛行には、}エアバスがスポンサーとなった、カスタム設計および製造された加圧式高高度グライダー、ウィンドワード・パフォーマンス・パーランIIが使用されました。彼らはまた、地球の大気とオゾン層に関するデータも収集しました。

立っている山岳波は、ソアリングスポーツで使われる上昇気流の源です。これらの波に乗ることは、ある意味では海の波でサーフィンをすることに似ており、1933年にドイツのグライダーパイロット、ウルフ・ヒルトらがリーゼンゲビルゲで発見して以来、グライダーで高高度に到達するために広く使われてきました。^{[5]この方法は、}山岳波の強力な上昇気流と下降気流を利用します。グライダーは定期的にこれらの波に乗って高高度まで上昇します。

2017年9月4日の飛行以前、グライダーの絶対世界高度記録は15,460メートル（50,727フィート）であった。これは、スティーブ・フォセットとアイナー・エネボルドソンがパーラン・ミッションIで到達した高度である。以前の記録は14,938メートル（49,009フィート）であった。これは1986年にロバート・R・ハリスがカリフォルニアシティから飛行し、カリフォルニア州ホイットニー山上空で記録的な高度に達したときに達成された。^[6]これは温帯緯度での定常山岳波の限界に近いかもしれないが、異常な気象条件でははるかに高い高度が達成できる可能性がある。

定在波は通常、温帯緯度では対流圏界面より上には広がりません。強い西風は対流圏界面より上では通常弱まり、これが定在山岳波の上方への伝播を抑制または阻止することが示されている。しかし、極渦の外側の境界では、冬には成層圏極夜ジェット気流が存在します。その風の場は、極ジェット気流の風の場と合流する可能性があります。その結果、風は高度とともに対流圏界面を通過し、100,000 フィート以上まで上昇します。この風の合流が障壁となる山岳上で発生すると、定在山岳波はその高度範囲全体に伝播します。 元NASAテストパイロットのEinar Enevoldson は、これらの成層圏の定在山岳波に乗ることが実現可能であることを実証しようとしました。成層圏の波への上昇に同時に存在する必要のない場合でも、好ましい気象条件は例外ではありません。 2014年に発表された記事では、記録挑戦の要件として次のようなリストが示されていました。^[7]

• 前頭葉の状態
• 尾根上の風速 ≥ 40 ノット
• 尾根線に対して垂直から30度以内の風
• 強い低層風
• 安定した雰囲気
• 高度が上がるにつれて風が徐々に強くなる
• 弱い対流圏界面

これらの現象は、南アンデスやスカンジナビア半島では晩冬から早春にかけてよく発生します。^[7]

これらの現象は、パタゴニア南部で、8 月中旬から 10 月中旬にかけて、年に 3 ～ 4 回発生する可能性があります。ニュージーランドでも発生する可能性がありますが、頻度は低く、南極半島ではより頻繁に発生します。また、北半球でもいくつかの場所で発生しますが、北緯 60 度以上の北極に近い場所で発生します。^{[引用が必要]}

このプロジェクトの全体的な目的は、グライダーが中間成層圏（高度 90,000 フィート付近）まで安全に、繰り返し、経済的に飛行できることを示すことです。グライダーは、次のようなさまざまな科学技術研究の取り組みにとって理想的なプラットフォームです。

• グライダーは、飛行中に波構造が決定されると、非常に高い高度で正確に操縦して、波構造の所望の部分を横切ったり、その部分で比較的静止したままでいることができます。
• セールプレーンは波の変化を記録するために数時間その場に留まることができます。
• 最新の小型低電力計器を搭載したグライダーは、空気塊の動きを正確に記録し、後で地上分析または飛行中の分析を行うためのサンプルを収集することを可能にします。
• セールプレーンは強度が高く、操縦性に優れています。砕ける波を突き抜けて乱流構造を決定し、その後の飛行力学を調べるのに最適です。
• 高度 90,000 フィートのグライダーは、火星の表面近くを飛行する中型飛行機が経験するのとほぼ同じ空力条件 (マッハ数とレイノルズ数) で飛行します。
• グライダーには、この領域での境界層の挙動を、どの風洞よりも正確に測定するための空気力学的計測機器が搭載されている場合があります。

アイナー・エネボルドソンは、1992年に、ドイツのオーバープファッフェンホーフェンにあるDLRのヴォルフガング・レンガーがオフィスの壁に貼っていた、スウェーデンのキルナ西部の定常山岳波の新しいLIDAR画像を見て、このプロジェクトを思いついた。エネボルドソンは、1992年から1998年までの期間の成層圏山岳波の位置、広がり、強さに関する証拠を集めた。1998年からは、エリザベス・オースティンがデータ分析を拡大し、成層圏の極夜ジェットが中層圏の高いところまで定常山岳波を伝播させる主な要因であるという観察に基づいて、プロジェクトを確固たる気象学的基盤の上に置いた。この頃、NASAドライデン飛行研究センターの小グループが、高度100,000フィートまでのグライダー飛行の飛行力学と空気力学を分析した。

1999 年、スティーブ・フォセットは、エネボルドソンが資金を探していることを聞き、すぐにプロジェクトへの参加を申し出ました。米国空軍は、NASA の要請に基づき、プロジェクトに完全な与圧服を貸与しました。Glaser -Dirks DG-500 (DG 505M) モーター付きグライダーは、すべてのエンジンと関連機器、および液体酸素と大量のLi-SO ₂一次電池を保管するためのスペースを取り除くように改造されました。ほとんどの計器と電子機器は、グライダーが遭遇する極端な高度に適した機器に置き換えられました。カリフォルニア州サンペドロのダンカン・カミングスは、軽量で効率的で信頼性の高い特別なフェースプレート熱制御装置を製作しました。バトラーパラシュート社は、特別な高高度安定化パラシュートを製作しました。

エネボルドソンとフォセットは、カリフォルニアシティからグライダーを飛ばし、カリフォルニア州シエラネバダ山脈で試運転と予備的な高高度飛行を行い、2002年春に42,000フィート以上の高度に到達しました。2002年夏、グライダーはニュージーランドのオマラマに輸送され、そこで3年間の冬を飛行しましたが、成層圏には到達しませんでした。時期がシーズンの早すぎたためです。

パーラン・ミッションIは、実際にこれらの成層圏の山岳波に飛び込んで上昇することで、エネボルドソンの理論を証明するように設計されました。2005年、グライダーはアルゼンチンのエルカラファテという南緯50度の小さな町に出荷されました。3週間の間に5回の試みがありましたが、いずれも好天に恵まれず、失敗に終わりました。2006年、8月28日の天気予報は非常に好天でしたが、33,000フィートで急激な上昇中にスティーブ・フォセットの与圧服が予定より早く過度に膨張し、飛行は中止されました。翌日の8月29日、与圧服の調整器の1つを交換した後、気象条件はまだ良好で、チームは再度挑戦しました。4時間の上昇の後、エネボルドソンとフォセットは記録的な高度50,671フィート（15,460メートル）に到達し、この構想を実証しました。

2006 年 8 月 29 日の記録飛行でエネボルドソンの理論が証明されたため、スティーブ・フォセットは、次のミッションである、高度 90,000 フィートまで飛行できる与圧キャビンを備えた特殊用途のグライダーの製造に段階的に資金を提供することに同意しました。2007 年 9 月 3 日にスティーブが亡くなった時点で、胴体の構造と空気力学設計は完了しており、グライダー全体の空気力学設計も完了していました。スティーブの死とともに、パーラン プロジェクトの残りの資金は失われ、新しい資金の探索が開始されました。

2007年にフォセットが死去した後、ミッションは一時永久的に中断されたように見えました。しかし、エネボルドソンを中心に徐々に新しいチームが再編成され、米国とオーストラリアのパートナーの協力により部分的な資金が確保されました。アイナー・エネボルドソンは2008年9月に、オーストラリアの経験豊富なグライダーパイロットであるモーガン・サンダーコックがプロジェクト再開のための資金を提供したと報告しました。この資金は与圧キャビンを備えた胴体の完成と構造試験に充てられましたが、航空機の完成には追加の資金が必要でした。

2010 年 6 月、デニス・ティトがパイロット兼主要資金提供者としてこのミッションに加わり、航空機の完成に向けて大きく前進することができました。同年、数々の世界滑空記録保持者であるジム・ペインがチーフパイロットとしてこのプロジェクトに加わりました。

Windward Performanceの Greg Cole 氏は、90,000 フィートのグライダーは比較的簡単である一方、100,000 フィートはより困難で高価ではあるものの実現可能であることを示すために、膨大な設計作業を行ってきました。Windward Performance は、生産品質のツールで高性能プリプレグのグライダーを製造します。このグライダーには、非常に高い真気速でもフラッターが起こらないように、また、90,000 フィートで遭遇する可能性のある激しい乱気流にも十分耐えられるように、比較的高度な設計、分析、および構築が必要です。また、十分に実証されたフェイルセーフの加圧システムとキャビン空気再循環システムも必要です。

2014年、エアバスはタイトルスポンサーとなり、航空機の完成、飛行試験、高高度飛行に十分な資金を提供することに同意した。ミッションはエアバス・パーラン・ミッションIIと改名された。オレゴン州レドモンドに拠点を置く航空研究、設計、開発会社であるRDDエンタープライズがパーラン2の製造を引き継いだ。

飛行機は2015年の夏に完成し、初飛行は9月7日に予定されていた。当日は強風のため飛行はできず、最終的に9月23日に行われた。^[8]飛行試験は2015年の秋から冬にかけて、ネバダ州ミンデンで、ティトが寄贈した新しい格納庫を使用して開始された。^[9]高度90,000フィートに到達するための最初の試みは、その後まもなく、南半球のパタゴニア南部にあるアルゼンチンのエルカラファテから2016年夏に 開始される予定である。

ジム・ペイン（米国）とモーガン・サンダーコック（オーストラリア）は、アルゼンチンのエル・カラファテにあるコマンダンテ・アルマンド・トラ国際空港から15,902メートル（52,172フィート）の高度記録を樹立した。この飛行は2017年9月3日に行われた。^{[3] [10]}

2018年シーズンは再びエルカラファテを拠点としました。このプロジェクトでは、曳航機として使用するためにグロブG 520イーグレットターボプロップ機を導入しました。これにより、ペルランIIは44,000フィート（13,411メートル）まで曳航できるようになりました^[11]これはグライダー曳航としては最も高い高度と思われますが、そのような記録は登録されていません。

2018年8月26日、ジム・ペインとモーガン・サンダーコックは高度18,492メートル（60,669フィート）に到達した。^{[12] [2]} これに続いて、2018年8月28日にはジム・ペインとミゲル・イトゥルメンディが19,439メートル（63,776フィート）に到達した。 ^[2] 2018年9月2日、ジム・ペインとティム・ガードナーは高度22,646メートル（74,298フィート）に到達し、^{[2]ジェリー・ホイトが1989年4月17日に}ロッキードU-2で達成した73,737フィート（22,475メートル）を上回り、有人、空気より重い、亜音速飛行の最高高度となった。パーラン2号は条件が整えば高度90,000フィート（27,000メートル）まで飛行することができ、これはSR-71ブラックバードの有人水平飛行高度記録85,069フィート（25,929メートル）よりも高い。[12] これまでの記録は気圧高度で測定^さ れていたが、現在では高高度滑空記録にはGPSデータが必要である。^[13]

• ペルランプロジェクトの公式ウェブサイト
• NASA 技術概要 DRC-00-08: 成層圏山岳波に乗って高度 100,000 フィートまで上昇