SM-64 ナバホ

ノースアメリカン SM-64 ナバホは、ノースアメリカン アビエーション(NAA)が開発した超音速大陸間巡航ミサイルプロジェクトです。最終設計では、高度 60,000 フィート (18,000 メートル) をマッハ 3 (時速 3,700 キロメートル、時速 2,300 マイル) で巡航しながら、米国内の基地からソ連に核兵器を運搬することができました。ミサイルの名前は、アルコールと過酸化水素と酸素を使用する North American Vehicle (北アメリカの車両) の頭字語です。

1946 年の当初の計画では、比較的短距離のシステム、つまり有翼V-2 ロケット設計に基づくブースト グライド兵器が求められていました。時が経つにつれ、米国空軍がより長距離のシステムを希望したことと、短距離のニッチ市場をうまく埋めた類似の兵器との競争により、要件は繰り返し拡張されました。これにより、ラムジェット推進巡航ミサイルに基づく新しい設計が生まれ、さらに大型のバージョンが次々と開発され、それらを加速するためのブースター ロケットも開発されました。

この時期、アメリカ空軍はナバホ向けに開発されたロケット技術を基に、 SM-65 アトラスを開発していた。アトラスはナバホと同じ性能目標を達成したが、飛行時間は数時間ではなく数分で、ナバホのように単に迎撃が非常に困難というだけではなく、迎撃を受けない速度と高度で飛行することができた。 1957年のスプートニク1号の打ち上げとそれに続くミサイルギャップの懸念により、アトラスは最高の開発権限を得た。ナバホはバックアップとして継続されたが、アトラスが順調に成熟した1958年にキャンセルされた。

ナバホは実戦には投入されなかったが、その開発は多くの分野で有用な研究をもたらした。ナバホの機体からターボジェットエンジン1基を搭載したバージョンがAGM-28 ハウンドドッグとなり、ボーイングB-52 ストラトフォートレスに搭載されて目標地点まで運ばれ、残りの行程をマッハ2程度で飛行した。その誘導システムは最初のポラリス潜水艦の誘導に使用された。NAAの新しい子会社ロケットダインにスピンオフしたブースターエンジンの設計は、アトラスのさまざまなバージョン、PGM-11 レッドストーン、PGM- 17 ソー、PGM-19 ジュピター、マーキュリー・レッドストーン、ジュノーシリーズに使用された。したがって、これはサターンIおよびサターンV月ロケットの 打ち上げに使用されたエンジンの直接の祖先である。

ドイツは戦争中に連合軍の関心の高い「驚異の兵器」を数多く導入した。ジェットエンジンは英国で導入されてからすでに広く使用されていたが、 V-1飛行爆弾とV-2ロケットは他国では開発されていなかった技術だった。ドイツではこれらの兵器の戦略的な効果は比較的小さく、実際に被害を与えるには数千発発射する必要があった。しかし核兵器を搭載すれば、1発の兵器でも通常兵器の数千発に相当する被害を与えることができ、この研究は1944年後半に米国陸軍航空隊（USAAF）によってすぐに取り上げられた^。[1]

USAAF科学諮問委員会のヴァネヴァー・ブッシュ氏は、V-1 のような有人または自動操縦の航空機が長距離任務の唯一の解決策であると確信していた。最小の弾頭を搭載できる弾道ミサイルの実現は「少なくとも 10 年先」であり、この話題について直接質問されると、次のように述べた。

私の意見では、そのようなことは不可能です。世界中の誰もそのようなことを行う方法を知っているとは思いませんし、今後も長い間は行われないだろうと確信しています。^[2]

陸軍の計画担当者は、短距離弾道ミサイルから長距離飛行爆弾まで、戦後のさまざまなミサイルシステムの計画を開始した。陸軍部門間でかなりの議論が行われた後、1945年8月にこれらは機密文書にまとめられ、多くのシステムの概要が示された。その中には、核弾頭を搭載するために必要な長距離およびより大きなペイロードを備えたV-1を基本とするさまざまな巡航ミサイルが含まれていた。 ^[3]射程距離に応じて3つの大まかな概要があり、1つは175～500マイル（282～805 km）、もう1つは500～1,500マイル（800～2,410 km）、そして最後に1,500～5,000マイル（2,400～8,000 km）を飛行するミサイルであった。亜音速と超音速の両方の設計が検討された。^[4]

1945 年 10 月 31 日、さまざまな提案が 17 社の航空会社に送られました。多数の提案が寄せられ、そのうち 6 社が開発契約を獲得しました。長距離要件に関する提案はすべて巡航ミサイルの設計に基づいていましたが、短距離要件に関する提案は複数の設計が混在していました。これらには、USAAF の実験エンジニアリング部門の「MX」シリーズに合わせて指定が与えられました。

NAAの主任設計者ダッチ・キンデルバーガーはミサイルが未来であると確信し、新設された研究所の運営に米海軍航空局からウィリアム・ボレイを雇った。ボレイは以前、海軍のターボジェット開発を担当していた。陸軍の提案を見つけるために到着したボレイは、ドイツのA-4b設計（A-9とも呼ばれる）に基づく有翼弾道ミサイル（基本的なV-2の発展型）に基づく短距離設計を提出することに決めた。1946年3月24日、NAAはMX-770と命名されたこのミサイルの契約書W33-038-ac-1491を受け取った。当初の設計では射程距離500マイル（800km）、ペイロード2,000ポンド（910kg）とされていたが、7月26日に3,000ポンド（1,400kg）に増加された。^[5]

他にも数多くの設計が採用されたが、これらはすべて長距離の要求を満たす巡航ミサイルの設計であった。これらは、マーティン社の亜音速ミサイルのMX-771-Aと超音速バージョンの-B、カーチス・ライト社のMX-772-Aと-B、リパブリック・エアクラフト社のMX-773-Aと-B 、ノースロップ社のMX-775-Aと-Bであった。亜音速と超音速の設計を1つずつ生産する予定で、それぞれSSM-A-1とSSM-A-2の名称が与えられた。^{[4]このグループで唯一の弾道ミサイルであるMX-774は、}コンソリデーテッド・バルティ社が担当した。^[2]

ハリー・S・トルーマン大統領がトルーマン・ドクトリンの一環として1947会計年度の軍事費の大幅削減を命じると、USAAFはミサイル開発計画を大幅に削減せざるを得なくなった。ミサイル予算は2,900万ドルから 1,300万ドルに削減された（現在の価値で 3億 9,600万ドルから1億7,700万ドルに）。 ^[2]「1946年の暗黒のクリスマス」として知られるようになるこの時期に、当初のプロジェクトの多くはキャンセルされ、残った企業は2つの設計ではなく1つの設計に取り組んでいた。^[6]マーティン社のみが亜音速設計であるMX-771-Aの開発を継続し、1949年に最初のSSM-A-1マタドールを納入した。残りの企業は超音速設計のみに取り組むよう指示された。^[7] 

NAAは1946年にロケットエンジンの実験を開始し、会社の駐車場でロケットを発射し、エンジンの前にブルドーザーを駐車して車を保護しました。彼らは最初にエアロジェットの1,100ポンド力（4,900 N）の設計を使用し、次に300ポンド力（1,300 N）の独自のモデルを設計しました。1946年の春までに、捕獲されたドイツのデータが業界全体に広まりました。1946年6月、チームは独自の設計を放棄し、V-2のモデル39をベースにした新しいエンジンを製造することを決定しました。^[5]

1946年後半、2台のモデル39エンジンが研究のためにNAAに送られ、そこでXLR-41 Mark Iと呼ばれました。「XLR」は「eXperimental Liquid Rocket」の略で、陸軍航空隊が使用していた新しい呼称システムです。彼らはこれをメートル法からSAE測定法と米国の製造技術への変換の基礎として使用し、Mark IIと呼びました。^[5]

この期間中、同社は、V-2用のモデル39aエンジンの開発に関する戦争末期の報告書を多数受け取った。このエンジンは、元のモデルの18個の独立した燃焼室を、1つの大きな燃焼室の中にある1つの「シャワーヘッド」プレートに置き換えたものである。これにより、設計が簡素化されただけでなく、軽量化と性能の向上も実現した。ドイツ軍は、燃焼が不安定なためこれを機能させることができず、性能が低いにもかかわらず、以前の設計を使い続けた。^[5]

エンジンを設計したチームは、ペーパークリップ作戦で捕らえられた後、米国にいた。彼らの多くは、ヴェルナー・フォン・ブラウンの指揮の下、陸軍の資金による新たな研究活動を立ち上げていた。同社はディーター・フーゼルをNAAと陸軍ミサイルチームの調整役として雇った。1947年9月、同社はシャワーヘッド設計を組み込んだエンジンの設計を開始し、マークIIIと名付けた。当初の目標は、モデル39の推力56,000ポンド力（250,000ニュートン）に匹敵しつつ、15%軽量化することだった。^[5]

マークIIの作業は継続され、1947年6月に詳細設計が完了した。3月、同社はロサンゼルス北部のサンフェルナンドバレー西部、サンタスサナ山脈に大型エンジンの試験用に広大な土地を借りた。企業資金100万ドル（2023年の13,645,306ドルに相当）とUSAAFからの150万ドル（2023年の20,467,958.3ドルに相当）を使ってロケット試験センターが建設された。最初の部品は9月に到着し始めた。マークIIIの開発は、駐車場で発射できる3,300ポンド力（15,000 N）を発生する縮小版を使用して並行して進められた。チームはこれに一連の変更を加え、最終的に燃焼の問題を解決した。^[5]

NAAが受け取ったドイツの研究論文のもう一つは、超音速ラムジェットに関する研究で、超音速巡航ミサイルの設計を可能にすると思われた。ボレイは一連の並行設計プロジェクトを開始した。フェーズ1はオリジナルのブーストグライド設計、フェーズ2はラムジェットを使用した設計、フェーズ3はフェーズ2の機体を垂直発射システムから加速するために必要なブースターロケットの種類に関する研究であった。^[5]

一方、同社の航空力学者は、A-4bの後退翼設計が遷音速では本質的に不安定であることを発見した。彼らはミサイルを再設計し、最後尾にデルタ翼、機首にカナード翼をつけた。慣性航法システム（INS）に取り組んでいた技術者は、運動学的二重積分加速度計（KDIA）と呼ばれるまったく新しい設計を発明した。これは、V-2のバージョンのように速度を測定するだけでなく、それを統合して位置も提供するものだった。これは、自動操縦装置が目標位置とINSからの現在の位置を比較するだけで、ミサイルを目標位置に戻すために必要な修正があればそれを作成できることを意味した。

そのため、1947 年 6 月までに、オリジナルの A-4b の設計はあらゆる点で変更され、エンジン、機体、ナビゲーション システムがすべて新しくなりました。

1947年9月、アメリカ空軍はアメリカ陸軍から分離した。分離の一環として、両軍は進行中の開発プロジェクトを射程距離に基づいて分割することに合意し、陸軍は射程距離1,000マイル (1,600 km) 以下のプロジェクトをすべて担当し、空軍はそれ以上のプロジェクトを担当することとなった。MX-770 はその制限をはるかに下回っていたが、弾道ミサイルに関してフォン ブラウンと共同作業していた陸軍兵器部に引き渡す代わりに、1948年2月、空軍はNAA に MX-770 の射程距離を2倍にして空軍の管轄下に置くよう要請した。

これまでの作業を検証した結果、NAA はブーストグライドコンセプトを放棄し、ラムジェット駆動の巡航ミサイルを基本設計とした。ラムジェットのより効率的な推進力をもってしても、必要な射程距離を達成するにはミサイルを 33% 大きくする必要があった。このため、発射装置に動力を供給するより強力なブースターエンジンが必要となり、XLR-41 Mark III の要件は 75,000 ポンド力 (330,000 N) に引き上げられた。N-1 INS システムは時速 1 マイルの速度で漂流するため、最大射程距離では空軍の 2,500 フィート (760 m) CEP を満たすことができなかった。同社はこのニーズを満たし、より長い射程距離が要求された場合に十分な余裕を持たせるために N-2 の開発を開始した。これは基本的に N-1 のメカニズムとスタートラッカーを組み合わせたもので、累積した漂流を修正するための中間コース更新を提供するものであった。^[5]

空軍はミサイルにXSSM-A-2の名称を与え、3段階の開発計画を概説した。フェーズ1では、既存の設計が技術開発と、オリジナルのブースターコンセプト、ロケットトラック打ち上げ、空中投下バージョンを含むさまざまな発射コンセプトのテストベッドとして使用される。フェーズ2ではミサイルの射程距離を2,000～3,000マイル（3,200～4,800 km）に延長し、フェーズ3ではさらに大陸間5,000マイル（8,000 km）に延長し、より重い10,000ポンド（4,500 kg）の弾頭を搭載する。設計の進化は1950年7月に空軍の兵器システム104A仕様で終了した。この新しい要件の下では、プログラムの目的は射程5,500マイル（8,900 km）の核ミサイルの開発であった。^[8]

WS-104Aの下で、ナバホ計画は3つの誘導ミサイル開発に分割された。最初のミサイルはノースアメリカンX-10で、2号機と3号機の一般的な空気力学、誘導、制御技術を実証するための飛行型短距離ミサイルである。X-10は本質的には無人の高性能ジェット機で、2基のアフターバーナー付きウェスティングハウスJ40ターボジェットで駆動し、離着陸用の引き込み式着陸装置を備えていた。最高速度はマッハ2で、約500マイル（800 km）を飛行することができた。エドワーズ空軍基地とケープカナベラルでの成功により、2号機であるXSSM-A-4、ナバホII、またはG-26の開発の土台ができた。^[9]

第 2 段階の G-26 は、ほぼフルサイズのナバホ核弾頭でした。液体燃料ロケット ブースターによって垂直に打ち上げられた G-26 は、マッハ 3 程度の速度と高度 50,000 フィート (15,000 メートル) に達するまでロケットで上昇します。この時点でブースターは使い果たされ、弾頭のラムジェットが点火されて弾頭は目標まで加速します。G-26 は、1956 年から 1957 年にかけて、ケープ カナベラル空軍基地 (CCAFS) の発射施設 9 (LC-9) から合計 10 回発射されました。発射施設 10 (LC-10) もナバホ プログラムに割り当てられましたが、G-26 はそこから発射されませんでした (計画されていたポータブル ランチャーの地上テストにのみ使用されました)。

最終的に運用されたバージョンである G-38 または XSM-64A は、G-26 と同じ基本設計ですが、サイズが大きくなっています。このバージョンには、チタン部品、ジンバル式ロケットエンジン、ケロシン/ LOX推進剤の組み合わせ、完全なソリッドステート電子制御など、多数の新技術が組み込まれました。最初のユニットが完成する前にプログラムがキャンセルされたため、実際に飛行することはありませんでした。高度なロケットブースター技術は、アトラス 大陸間弾道ミサイルなどの他のミサイルにも使用され、慣性誘導システムは後に米国初の原子力潜水艦の誘導システムとして使用されました。

ナバホの第 1 段ロケット エンジンの開発は、1947 年に 2 基の改修された V-2 エンジンから始まりました。同年、フェーズ II エンジンである XLR-41-NA-1 が設計されました。これは、アメリカ製の部品で作られた V-2 エンジンの簡易版です。フェーズ III エンジンである XLR-43-NA-1 (75K とも呼ばれる) は、実験的なドイツ製の衝突流インジェクター プレートを備えた円筒形の燃焼室を採用しました。ノース アメリカンのエンジニアは、V-2 での使用を妨げていた燃焼安定性の問題を解決し、エンジンは 1951 年にフル パワーでテストされました。フェーズ IV エンジンである XLR-43-NA-3 (120K) は、冷却が不十分なドイツの重いエンジン壁を、ろう付けされた管状 (「スパゲッティ」) 構造に置き換えました。これは、アメリカのエンジンにおける再生冷却の新しい標準方法になりつつありました。このエンジンのデュアル エンジン バージョンである XLR-71-NA-1 (240K) は、G-26 ナバホで使用されました。冷却機能が改善され、より強力な灯油燃焼バージョンが開発され、G-38 ナバホで使用されたトリプル エンジン XLR-83-NA-1 (405K) が開発されました。ベル型ノズルを除く、現代のエンジンのすべての要素を備えたこのエンジンは、アトラス、トール、タイタン エンジンの設計につながりました。

1956年11月6日の最初の打ち上げは26秒の飛行で失敗した。その後10回の失敗を経て、1957年3月22日に4分39秒の飛行に成功した。4月25日の試みは打ち上げ数秒後に爆発し、6月26日の飛行はわずか4分29秒で終わった。^[10]

公式には、最初の4回の打ち上げが失敗に終わった後、この計画は1957年7月13日に中止された。実際には、最初のアトラスICBMが6月に飛行テストを開始し、ジュピターとソーIRBMが大きな期待を示していたため、この計画は1957年半ばには時代遅れになっていた。しかし、これらの弾道ミサイルは、ナバホ計画で達成された液体燃料ロケットエンジンの開発なしには実現できなかっただろう。1957年10月のソ連の衛星スプートニクの打ち上げにより、空軍は研究資金をICBMにシフトしたため、ナバホは終了した。しかし、ナバホのために開発された技術は、1957年にAGM-28ハウンドドッグの開発に再利用され、1959年に生産が開始された核巡航ミサイルである。

ソ連は並行してミャシチェフRSS-40「ブラン」とラヴォチキン「ブリヤ」、そして少し遅れてツポレフ Tu-123 のプロジェクトに取り組んでいた。最初の 2 種類もロケット推進の大型ラムジェット機で、3 つ目はターボジェット推進機だった。ナヴァホがキャンセルされ、ICBM が戦略ミサイルの役割を担うと約束されたため、最初の 2 種類もキャンセルされたが、テスト飛行に成功したラヴォチキン プロジェクトは研究開発目的で継続され、ツポレフは大型で高速な偵察無人機として作り直された。

•  アメリカ:アメリカ空軍はナバホを就役させる前にこの計画を中止した。

残っているX-10 の1 機は、アメリカ空軍博物館研究開発ギャラリーに展示されています。

ナバホ族のブースターロケットは、そのようには表示されていないものの、現在フロリダ州フォートマッコイの VFW駐屯地の前に展示されている。

残っていたもう1つのナバホミサイルは、以前はフロリダ州ケープカナベラル空軍基地の南入口ゲートの外に展示されていました。この生き残ったミサイルは、2016年10月7日のハリケーンマシューによって被害を受けましたが、 ^[11]宇宙ミサイル博物館財団によって修復され、2021年3月に再設置されました。^[12]

1960 年代のテレビシリーズ「Men Into Space」では、エドワーズ空軍基地でのSM-64 とX-10 のテストの映像を使用して、砂漠の滑走路への宇宙船の着陸を描写しました。

データ元 ^[要出典]

一般的な特徴

• 長さ: 67 フィート 11 インチ (20.7 メートル)
• 翼幅: 28 フィート 7 インチ (8.71 m)
• 総重量: 64,850 ポンド (29,420 kg)
• 動力装置:ライト航空機 XRJ47 -W-5 ラムジェット2 基、各 15,000 lbf (67 kN) の推力
• 動力装置: XLR83-NA-1 ロケットブースター 2 基、各 200,000 lbf (890 kN) の推力

パフォーマンス

• 最高速度: 1,700 kn (2,000 mph、3,200 km/h) (設計。現実 2 500 km/h)
• 最高速度：マッハ3
• 航続距離: 3,500 海里 (4,000 マイル、6,500 km) (設計)
• 実用上昇限度: 77,000 フィート (23,000 メートル)
• 推力/重量: 0.46

武装

• W41核弾頭1個

類似した役割、構成、時代の航空機

• CIM-10 ボマーク
• ノースアメリカンX-10
• SM-62 スナーク
• ブリヤ

関連リスト

• アメリカ合衆国の軍用機一覧
• ミサイル一覧

• ギブソン、ジェームズ (1996)。ナバホミサイル計画: アメリカのロケット工学のノウハウミサイルの物語。シファー。ISBN 9780764300486。
• マインドリング、ジョージ、ボルトン、ロバート (2008)。米国空軍戦術ミサイル。ルル。ISBN 9780557000296。
• ローゼンバーグ、マックス（2012）。空軍と国家誘導ミサイル計画。ディフェンス・ライオン。ISBN 9780985973001。
• ウェレル、ケネス P. 『巡航ミサイルの進化』アラバマ州モンゴメリー：航空大学、マクスウェル空軍基地。 1998 年、初版 1995 年。ISBN 978-1-58566-005-6。 電子版も入手可能。 
• メイソン、カート。「projecthabu.com/post/151537963920/cape-canaveral-air-force-station-in-florida」 。 2017年6月30日閲覧。
• @afspacemuseum (2021年3月23日)。「ルパートは今朝組み立てのために到着したナバホミサイルを発見しました。南門で再び見ることができてとても興奮しています！」 (ツイート) – Twitter経由。

ウィキメディア・コモンズには、SM-64 ナバホに関連するメディアがあります。

• 巡航ミサイルの進化、ウェレル、ケネス P. 著
• 米軍のロケットとミサイルのディレクトリ: ノースアメリカン SM-64 ナバホ、アンドレアス パーシュ著
• ナバホ G-26
• 空軍宇宙ミサイル博物館が修復されたナバホミサイルを公開
• フロリダ州フォートマッコイ：高さ50フィートのロケット