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| XB-70 ヴァルキリー | |
|---|---|
.jpg/500px-North_American_XB-70A_Valkyrie_in_flight_(cropped).jpg) 飛行中のXB-70 ヴァルキリー | |
| 一般情報 | |
| タイプ | 戦略爆撃機 超音速 研究機 |
| 国籍 | アメリカ合衆国 |
| メーカー | ノースアメリカン航空(NAA) |
| 状態 | 引退 |
| 主なユーザー | アメリカ空軍 |
| 建造数 | 2 |
| 歴史 | |
| 初飛行 | 1964年9月21日 |
| 引退 | 1969年2月4日 |
ノースアメリカン・アビエーションのXB-70ヴァルキリーは、アメリカ空軍戦略航空軍向けに計画されていたB-70核兵器搭載の超音速戦略爆撃機の退役した試作型である。1950年代後半にノースアメリカン・アビエーション（NAA）によってB-52ストラトフォートレスとB-58ハスラーの後継機として設計され[1]、6発エンジンのデルタ翼のヴァルキリー[2]は、高度70,000フィート（21,000メートル）を飛行しながら マッハ3以上で数千マイルを巡航することができた。
この速度であれば、B-70 は当時爆撃機に対する唯一の有効な武器であった迎撃機に対して実質的に無敵であると予想された。爆撃機は特定のレーダー基地の上空をほんの短時間しか滞在せず、管制官が迎撃に適した位置に戦闘機を配置する前にその範囲外に飛び去る。爆撃機は高速であるためレーダー画面上で視認されにくく、高高度および高速性能は当時のソ連の迎撃機や戦闘機のいずれにも匹敵するものがなかった。
1950 年代後半にソ連が初めて地対空ミサイルを導入したことで、B-70 のほぼ無敵という性能が疑問視されるようになった。これに対応して、アメリカ空軍 (USAF) は、ミサイル レーダーの視界が地形によって制限される低高度での飛行任務を開始した。この低高度侵入任務において、B-70 は、置き換え対象であったB-52に比べて性能面でほとんど優位性がなく、はるかに高価で射程距離も短かった。代替任務が提案されたが、その範囲は限られていた。1950 年代後半に大陸間弾道ミサイル(ICBM)が登場すると、有人核爆撃機は次第に時代遅れとみなされるようになった。
米空軍は結局、生産を諦め、B-70 計画は 1961 年に中止された。その後、開発は長時間の高速飛行の影響を研究する研究計画に引き継がれた。その結果、XB-70A と命名された 2 機の試作機が製造され、これらの機体は 1964 年から 1969 年にかけて超音速試験飛行に使用された。1966 年、試作機 1 機が密集編隊飛行中に小型機と衝突して墜落した。残ったヴァルキリー爆撃機はオハイオ州デイトン近郊の国立アメリカ空軍博物館に展示されている。
発達
背景
ボーイング社のMX-2145有人ブーストグライド爆撃機プロジェクトの派生として、ボーイング社は1954年1月にRANDコーポレーションを雇い、開発中のさまざまな核兵器を運ぶのにどのような爆撃機が必要か調査した。当時、核兵器は数トンの重さがあり、そのペイロードをアメリカ本土からソ連まで飛ばすのに十分な燃料を積む必要があったため、大型爆撃機が必要だった。ボーイング社とRAND社はまた、爆弾の爆風から逃れるには超音速が必要であると結論付けた。[3]
航空業界はこの問題を長い間研究してきた。1940年代半ばから、原子力航空機を爆撃機として使用することに関心が寄せられていた。[4] [5] [N 1]従来のジェットエンジンでは、ジェット燃料を使用して空気を加熱し、ノズルから加速して推力を得る。原子力エンジンでは、熱は原子炉によって供給され、その消耗品は数時間ではなく数か月もつ。ほとんどの設計では、離陸や高速ダッシュなどの飛行の高出力部分のために少量のジェット燃料も搭載されていた。[4]
当時検討されていたもう一つの可能性は、ホウ素を多く含む「ジップ燃料」の使用だった。これはジェット燃料のエネルギー密度を約40パーセント増加させ、[6]既存のジェットエンジン設計の改良版に使用できる。[6]ジップ燃料は、超音速の戦略爆撃機を製造するのに十分な性能向上をもたらすように思われた。
WS-110A
空軍はこれらの開発を注意深く追跡し、1955年にB-52のペイロードと大陸間航続距離にコンベアB-58ハスラーのマッハ2の最高速度を組み合わせた新しい爆撃機の一般運用要件第38号を発行した。[7] [N 2]新しい爆撃機は1963年に就役する予定だった。[8]核および通常設計が検討された。原子力爆撃機は「兵器システム125A」として組織され、ジェット推進バージョンの「兵器システム110A」と同時に追求された。[9]
米空軍航空研究開発司令部 (ARDC) の WS-110A に対する要件は、マッハ 0.9 の巡航速度と、目標地点への進入および退出時に「最大可能」速度で 1,000 海里 (1,200 mi; 1,900 km) を飛行する化学燃料爆撃機を求めていた。また、この要件では 50,000 ポンド (23,000 kg) のペイロードと 4,000 海里 (4,600 mi; 7,400 km) の戦闘半径も求められていた。[11]空軍は 1955 年に WS-110L 大陸間偵察システムに対して同様の要件を策定したが、これは後に 1958 年により良い選択肢があったためキャンセルされた。[12] [13] [14] 1955 年 7 月、WS-110A 研究の入札に 6 つの契約業者が選ばれた。[9]ボーイング社とノースアメリカン・アビエーション社が提案書を提出し、1955年11月8日に第1フェーズの開発契約を獲得した。[13]
1956年半ば、両社から初期設計が発表された。[15] [16]アフターバーナーにジップ燃料を使用し、従来の燃料よりも航続距離を10～15パーセント向上させることになっていた。[17]両設計とも、燃料が尽きたら目標に向かって超音速で突進する前に投棄できる巨大な翼端燃料タンクを備えていた。タンクには翼の外側部分も含まれていたが、これも投棄して超音速に適した小さな翼を作ることになっていた。[15]両設計とも、射出後には台形翼となり、当時としては最も高性能な平面形状であった。また、視界への影響にもかかわらず、可能な限り最高の細かさ比を維持するために、平面コックピットが特徴であった。[18]
2つの設計は、離陸重量が約75万ポンド（34万kg）で、燃料搭載量も多かった。空軍は設計を評価し、1956年9月に運用するには大きすぎて複雑すぎると判断した。[18]カーティス・ルメイ将軍は「これは飛行機ではなく、3機編隊だ」と否定した。[19]米空軍は1956年10月にフェーズ1開発を終了し、2つの請負業者に設計研究の継続を指示した。[16] [18] [20]
新しいデザイン
当初の提案が検討されていた間にも、超音速飛行の進歩は急速に進んでいた。狭いデルタ型は超音速飛行に適した機体形状として定着しつつあり、ロッキードF-104スターファイターやWS-110の初期のコンセプトに見られる後退翼や台形レイアウトなどの以前の設計に取って代わった。高温に耐えられるエンジンも開発中で、超音速の持続を可能にした。[18]
この研究は興味深い発見につながった。エンジンを高速用に最適化すると、亜音速で飛行しているときよりもその速度で燃料を2倍消費する可能性がある。しかし、航空機は4倍の速度で飛行することになる。したがって、燃料1マイルあたりの最も経済的な巡航速度が最高速度となる。これはまったく予想外のことであり、ダッシュコンセプトに意味がないことを暗示していた。航空機がマッハ3に到達できるのであれば、その速度でミッション全体を飛行したほうがよい。このようなコンセプトが技術的に実現可能かどうかという疑問は残ったが、1957年3月までに、エンジン開発と風洞試験はそれが可能であることを示唆するほど進歩していた。[18]
WS-110は、ミッション全体を通してマッハ3で飛行できるように再設計された。ジップ燃料は、航続距離を延ばすためにエンジンのアフターバーナー用に保持された。[18] [21]ノースアメリカンとボーイングは両方とも、非常に長い胴体と大きなデルタ翼を備えた新しい設計を提出した。それらは主にエンジンレイアウトで異なっていた。NAAの設計では、6つのエンジンを後部胴体の下の半円形のダクトに配置したのに対し、ボーイングの設計では、ハスラーのように、翼の下のパイロンに個別に配置した独立したポッドエンジンを使用していた。 [17]
ノースアメリカンは、さらなる利点を見つけるために入手可能な文献を徹底的に調べた。その結果、彼らは1956 年にNACA の 風洞専門家 2 名が書いた「高超音速で高揚力・抗力比を生み出す航空機構成」というあまり知られていない報告書にたどり着いた。[22]今日では圧縮揚力として知られるこのアイデアは、機首や航空機の鋭い部分から発生する衝撃波を高圧空気の源として利用するというものである。[23]衝撃波に対して翼を慎重に配置することで、衝撃波の高圧を翼の下部で捉え、さらなる揚力を生み出すことができる。この効果を最大限に活用するために、彼らは航空機の下面を再設計し、エンジンよりかなり前方に大きな三角形の吸気エリアを設け、衝撃波を翼に対してより適切に配置した。6 基の個別ポッドエンジンは、胴体下の 2 つの別々のダクトにそれぞれ 3 基ずつ配置し直された。[24]
ノースアメリカンは、高速時に下げられる垂れ下がった翼端パネルのセットを追加することで基本概念を改良しました。これにより、下向きの翼端の間の翼の下に衝撃波を閉じ込めることができました。また、航空機の垂直面が増え、高速時の方向安定性を維持できました。[23] NAAの解決策には、パネルが高速位置に移動されると翼の背面の表面積が減少するという追加の利点がありました。これにより、速度の増加に伴う圧力中心、つまり「平均揚力点」の自然な後方移動を相殺することができました。通常の状態では、これにより機首下げトリムが増加するため、操縦面を移動して相殺する必要があり、抗力が増大します。翼端が垂れ下がると、翼の揚力面積が減少し、揚力が前方に移動し、トリム抗力が減少しました。[25]
超音速飛行を持続している間、表面摩擦による熱の蓄積に対処する必要があった。マッハ3の巡航中、機体の平均温度は450 °F (230 °C)、前縁は630 °F (330 °C)、エンジン室は最大1,000 °F (540 °C)に達する。NAAはサンドイッチパネルで設計することを提案した。各パネルはハニカム形状のホイルコアの反対側の面にろう付けされた2枚の薄いステンレス鋼板で構成されていた。高価なチタンは、水平安定板の前縁や機首などの高温部分にのみ使用される。[26]内部を冷却するために、XB-70は熱交換器を介してエンジンに向かう途中で燃料をポンプで送り込んだ。[27]
1957年8月30日、空軍はNAAとボーイングの設計に関する十分なデータが揃い、競争を開始できると判断した。9月18日、空軍は巡航速度マッハ3.0～3.2、目標高度70,000～75,000フィート（21,000～23,000メートル）、航続距離最大10,500マイル（16,900キロメートル）、総重量490,000ポンド（220,000キログラム）以下という運用要件を発表した。この航空機はB-52と同じ格納庫、滑走路、取り扱い手順を使用する必要があった。1957年12月23日、ノースアメリカンの提案が競争の勝者と宣言され、1958年1月24日、フェーズ1開発の契約が交わされた。[14]
1958年2月、提案された爆撃機はB-70と命名され、[14]試作機には「X」実験試作機の指定が与えられた。「ヴァルキリー」という名前は、1958年初頭に米空軍の「B-70に名前を付けよう」コンテストに2万件の応募があり、優勝作品となった。[28]空軍は1958年3月に18か月のプログラム加速を承認し、初飛行は1961年12月に再スケジュールされた。 [14]しかし1958年後半、空軍は資金不足のためこの加速は不可能であると発表した。[29] 1958年12月、フェーズII契約が発行された。B-70のモックアップは1959年3月に空軍によって検討された。その後、空対地ミサイルと外部燃料タンクの装備が要求された。[30]同時に、ノースアメリカンはF-108超音速迎撃機を開発していた。プログラムコストを削減するため、F-108は2基のエンジン、脱出カプセル、およびいくつかの小型システムをB-70と共有することになっていた。[31] 1960年初頭、ノースアメリカンと米空軍はXB-70の最初の図面を一般に公開した。[32]
「ミサイル問題」
B-70は、有人爆撃機の使用開始以来、爆撃機が次第に高速かつ高度を上げて飛行するというトレンドに沿って、高速かつ高高度からの爆撃アプローチを採用するように計画された。[33]同じ時期に、爆撃機に対して効果的であることが証明された兵器は、戦闘機と対空砲（AAA）の2つだけだった。より高速に飛行することで、どちらの兵器も困難になった。速度が上がると爆撃機はより早く対空砲の射程外に飛び出すことができるが、高度が上がると戦闘機が爆撃機まで上昇するのに必要な時間が増加し、その高度に到達するために必要な対空砲のサイズが大幅に増加する。[34]
1942年にはすでに、ドイツの高射砲指揮官は、対空砲はジェット機に対しては基本的に役に立たないと結論付け、この役割を果たすために誘導ミサイルの開発を開始していた。[34]その後すぐにほとんどの部隊が同じ結論に達し、米国と英国は戦争が終わる前にミサイル開発プログラムを開始した。[35]英国のグリーンメイスは、有用な高高度対空砲を開発する最後の試みの1つであったが、その開発は1957年に終了した。[36]
1950年代初頭まで、性能が向上し続けた迎撃機は唯一の効果的な対爆撃機兵器であり続けましたが、これらでさえ最新の設計に追いつくのに苦労していました。1950年代後半のソ連の迎撃機は、比較的低速であったにもかかわらず、高高度を飛行するU-2偵察機を迎撃できませんでした[37] 。後に、より高速で飛行すると、ブリップスキャン比と呼ばれる効果によりレーダーによる検出がはるかに困難になり、追跡効率が低下すると戦闘機の運用と誘導にさらに支障をきたすことが判明しました[38] 。
1950年代後半までに最初の効果的な対空ミサイルが導入されたことで、この状況は劇的に変化した。[39]ミサイルは即時発射可能な状態を保つことができ、パイロットを戦闘機のコックピットに乗せるのに必要な時間などの運用上の遅延を排除できた。誘導には広域追跡や迎撃コースの計算は不要だった。目標高度までの飛行時間を単純に比較するだけで、必要な偏向が得られた。ミサイルはまた、どの航空機よりも高い高度能力を持っており、これを改良して新しい航空機に適応させることは低コストの開発経路だった。米国はソ連のこの分野での取り組みを認識しており、U-2の予想運用寿命を短縮していた。これは、ミサイルが改良されるにつれてU-2がこれらのミサイルに対して脆弱になることを承知していたためである。1960年、ゲイリー・パワーズが操縦するU-2が、ソ連の最も初期の誘導防空ミサイルの1つであるS-75ドヴィナ（西側ではSA-2ガイドラインとして知られている）によって撃墜された。 [ 40 ]
この問題に直面して、軍事ドクトリンはすでに高高度の超音速爆撃から低高度の侵入へと移行し始めていた。レーダーは視線上にあるため、航空機は地球に接近して地形の陰に隠れることで探知距離を大幅に短縮することができる。[41]爆撃機を高高度で攻撃する際にミサイル基地の射程が重なるように間隔を空けると、低高度を飛行する爆撃機にとってはカバー範囲に大きな隙間ができる。ミサイル基地の適切な地図があれば、爆撃機は防御陣地の間や周囲を飛行できる。さらに、初期のミサイルは、レーダーシステムがミサイルを追跡して誘導信号を送り始めるまで、一定時間、誘導なしで飛行するのが一般的だった。SA-2ミサイルの場合、この最小高度は約2,000フィート（600メートル）だった。[42]
低空飛行は戦闘機に対する防御にも役立った。当時のレーダーには下方監視能力がなかった（ルックダウン/シュートダウンを参照）。高高度を飛行する航空機のレーダーを低高度の目標を探知するために下方に向けると、地面の反射が目標からの信号を打ち消してしまう。通常の高度で飛行する迎撃機は、はるか下を飛ぶ爆撃機を効果的に検知できない。迎撃機は低高度まで降下して可視範囲を広げることもできるが、そうするとミサイル基地と同様にレーダーの射程距離が制限され、燃料消費量が大幅に増加して任務時間が短縮される。ソ連は1972年にミグ23Mにハイラークレーダーを搭載するまでルックダウン機能を備えた迎撃機を導入しなかったが、このモデルでさえ機能は非常に限られていた。[43]
戦略航空軍は、苦しい立場に立たされていた。爆撃機は高速・高高度での効率性を重視して調整されており、その性能は技術的にも財政的にも多大なコストをかけて購入されていた。B-70が長距離任務でB-52に取って代わる前に、戦略航空軍は中距離任務でボーイングB-47ストラトジェットに代わるB-58ハスラーを導入していた。ハスラーは開発と購入に費用がかかり、B-47に比べて膨大な量の燃料とメンテナンスが必要だった。運用コストは、はるかに大型で長距離のB-52の3倍と推定された。[44]
B-70は、B-58よりもさらに高い速度、高度、航続距離を想定して設計されたが、相対的に見るとさらに不利だった。高高度では、B-70はB-52の4倍もの速度があったが、低高度ではマッハ0.95に制限され、同じ高度のB-52よりわずかに速いだけだった。また、爆弾搭載量が少なく、航続距離も短かった。[10]唯一の大きな利点は、ミサイルの掩蔽物のない地域で、特に米国からソ連までの長い旅程で、高速を使用できることである。その価値は限られていた。米空軍の教義では、大陸間弾道ミサイルの時代に爆撃機部隊を維持する主な理由は、爆撃機が基地から遠く離れた場所でも空中にとどまることができ、奇襲攻撃を受けないことであると強調されていた。[45]この場合、高速は、中継地域とソ連の海岸線の間の短い期間のみ使用されることになる。
問題に加えて、ジップ燃料プログラムは1959年に中止された。[6]燃焼後、燃料は腐食性で研磨性のある液体と固体に変わり、タービンエンジンの可動部品の摩耗を増加させ、有毒で、整備が困難になった。[N 3] B-70はアフターバーナーでのみジップを使用することを意図していたため、この問題を回避することができたが、限られた利益のためにジッププログラムに莫大な費用がかかったため、中止に至った。これ自体は致命的な問題ではなく、JP-6などの新しく開発された高エネルギー燃料が、その差を埋めるために利用可能であった。ジップ燃料からの変更で失われた航続距離の大部分は、2つの爆弾倉のうちの1つに燃料タンクを充填することで回復した。[47] 1959年9月にXF-108プログラムが中止され、B-70プログラムに利益をもたらした共同開発が終了したときに、別の問題が発生した。[31]
縮小、拡大、キャンセル
1959年11月16日と18日の2回の秘密会議で、統合参謀本部議長のネイサン・トワイニング空軍大将は、ソ連の鉄道移動式ICBMを偵察・攻撃するためのB-70の空軍計画を推奨したが、空軍参謀総長のトーマス・ホワイト大将は、ソ連が「B-70をロケットで攻撃できる」ことを認め、B-70を1960年度に2億ドル（現在の21億ドルに相当）で「最低限の研究開発プログラム」に格下げするよう要求した。アイゼンハワー大統領は、核任務は既知の生産施設や軍事施設を攻撃することであるため、偵察・攻撃任務は「無茶苦茶」であると応じ、ICBMは「同じことをするより安価で効果的な方法」であるため、B-70の必要性はないと強調した。アイゼンハワーはまた、B-70が「今から8年から10年後」まで製造されないと述べ、「ミサイル時代の爆撃機について語っているのは、火薬の時代の弓矢について話しているのではないか」と述べた。[48] 1959年12月、空軍はB-70プロジェクトを1つのプロトタイプに縮小し、計画されていたB-70サブシステムのほとんどを開発しないことを発表した。[49]
その後、 1960年の大統領選挙の政治により関心が高まった。ジョン・F・ケネディの選挙運動の中心的な政策は、アイゼンハワーと共和党は防衛に弱いというものであり、その例としてB-70を挙げた。彼はサンディエゴのNAA施設近くの聴衆に「私はB-70有人航空機を心から支持する」と語った。[50]ケネディは他の航空機についても同様の選挙運動の主張をした。シアトルのボーイング工場の近くではB-52の必要性を主張し、フォートワースではB-58を賞賛した。[51]
空軍はプログラムを完全な兵器開発に変更し、1960年8月にXB-70プロトタイプ1機とYB-70 11機の契約を締結した。[49] [52] 1960年11月、B-70プログラムは1961会計年度に議会から2億6500万ドル（現在の価値で27億ドルに相当）の予算を獲得した。[53] [54]故郷のカリフォルニア州で後れを取っていたニクソンもB-70を公式に支持し、10月30日にはアイゼンハワーが共和党の選挙運動を支援してB-70開発プログラムにさらに1億5500万ドル（現在の価値で16億ドル）を寄付することを約束した。[55]
1961年1月に大統領に就任したケネディは、ミサイルギャップは幻想であると知らされた。[56] [ N 4] 1961年3月28日、[57] B-70計画に8億ドル（現在の82億ドルに相当）が費やされた後、ケネディは「敵の防衛網を突破できる見込みがほとんどない」ため「不必要かつ経済的に正当化できない」として計画を中止した。[55]代わりに、ケネディは「B-70計画を基本的に推進し、爆撃機として使用できる可能性のある機体で音速の3倍で飛行する問題を調査する」ことを推奨した。[55]議会が大統領の1960年5月12日の修正された1961年度予算にB-70の「追加」予算2億9000万ドル（現在の価値で30億ドル）を承認した後、政権はこれらの資金のうち1億ドル（現在の価値で10億2000万ドル）のみを「計画使用」することに決定した。その後国防総省は議会に、B-70は高額な費用の割に性能をほとんど向上させないというデータを提出した。[59]
1961年7月に新しい空軍参謀総長に就任した後、カーティス・ルメイはB-70の擁護を強め、8月のリーダーズ・ダイジェスト誌と11月のアビエーション・ウィーク誌の記事のインタビューや、2月25日のゼネラル・エレクトリック社の視察を許可し、報道陣にB-70の構想図やその他の情報を提供した。議会も爆撃機開発を復活させるためB-70の予算配分を継続していた。ロバート・マクナマラ国防長官が1962年1月24日に下院軍事委員会(HASC)でB-70は正当化できないと再度説明した後、ルメイはその後下院と上院の両委員会でB-70を擁護し、3月1日にマクナマラから叱責された。 1962年3月7日までに、HASCのメンバーのうち21人が各地区でB-70の仕事をしており、RS-70（バリエーションを参照）に割り当てられた約5億ドル（現在の50億ドルに相当）のすべてを行政機関が使用するよう、法律で「指示する」歳出法案を作成した。マクナマラは3月14日にHASCに演説したが失敗に終わったが、1962年3月19日、ホワイトハウスのローズガーデンでケネディとHASC議長カール・ヴィンソンの間で土壇場で合意し、法案の文言が撤回され[60]、爆撃機はキャンセルされたままとなった[61] 。
実験機
XB-70は、大型超音速輸送機に関する空気力学、推進力、その他の高度な研究に使用することを目的としていた。この研究には航法士と爆撃手は必要なかったため、乗員はパイロット2名のみに減らされた。 [62] 1961年3月、生産注文は3機の試作機に減らされ[63]、3機目には以前の試作機からの改良が盛り込まれた。[64]注文は後に、実験的なXB-70A 2機に減らされ、それぞれAir Vehicle 1および2 (AV-1およびAV-2)と名付けられた。 XB-70 No. 1は 1964年5月7日に完成し[65] 、1964年5月11日にカリフォルニア州パームデール でロールアウトされた。[66] [67] [68]ある報告書には、「このようなものはどこにも存在しなかった」と記されていた。[69] [70] AV-2は1964年10月15日に完成した。3番目の試作機（AV-3）の製造は完成前の1964年7月に中止された。[70]最初のXB-70は1964年9月に初飛行を行い、その後も多くの試験飛行が行われた。[71]
XB-70の試験飛行と航空宇宙材料開発から得られたデータは、後のB-1爆撃機計画、アメリカの超音速輸送機（SST）計画、そしてスパイ活動を通じてソ連のツポレフTu-144 SST計画に利用された。[72] [N 5] [N 6]ロッキードU-2とSR-71ブラックバード 偵察機、そしてXB-70の開発は、ソ連の航空宇宙技術者が高高度高速のMiG-25 迎撃機を設計・開発するきっかけとなった。[73] [74]
デザイン
ヴァルキリーは6基のエンジンを搭載したマッハ3の高高度爆撃機として設計された。ハリソン・ストームズはこの機体をカナード翼とデルタ翼に仕上げた[75] 。デルタ翼は主にステンレス鋼、サンドイッチ構造のハニカムパネル、チタンで作られている。XB-70はマッハ3のSM-64ナバホ用に開発された超音速技術とナバホの慣性誘導システムの改良版を使用するように設計された[76] 。
XB-70は、翼の頂点の下にあるエンジン吸気スプリッターの前縁によって生成された衝撃波から生じる圧縮揚力を使用していました。[77] マッハ3の巡航速度では、衝撃波は約65度後ろに曲がり、翼は衝撃システムに重ね合わされます。衝撃システムの圧力は、衝撃波の 前よりも機体の下で40ポンド/平方フィート（1.9 kPa）高くなります。圧縮揚力は総揚力の5％を提供しました。[78]亜音速での操縦性を向上させ、超音速での抗力を減らすために、折りたたみ式翼端の内側の翼前縁にキャンバーが追加されました。翼の外側部分は、65度下方に旋回するようにヒンジで固定されており、一種の可変形状翼端装置として機能します。これにより、超音速での航空機の方向安定性が向上し、高速での圧力中心がより好ましい位置に移動し、吸気スプリッターで発生した衝撃が垂直な翼端面で反射して追加の圧縮揚力が得られます。[79]
超音速飛行用に設計された他のデルタ翼機（コンコルド、Tu-144、FD2）と同様に、ヴァルキリーには機首を高くした低速飛行中および地上でのパイロットの視界を改善する機能が必要だった。下げることができる外側の風防とランプが設けられ、固定されたコックピットの風防を通して視界を確保した。ランプを高速位置に上げると、前部胴体はより流線型になった。エンジンからの600°F（320°C）のブリードエアを利用して、雨水の除去と風防の防氷が行われた。[80]下部前方セクションにはレーダーベイが含まれ、量産機には前部胴体の上部に給油容器が装備される予定だった。[81]
XB-70には、6基のゼネラル・エレクトリックYJ93 -GE-3ターボジェットエンジンが搭載されており、ミッション要件に合わせて特別に配合されたJP-6ジェット燃料を使用しました。エンジンは「30,000ポンドクラス」とされていましたが、実際にはアフターバーナー付きで28,000 lbf（120 kN）、アフターバーナーなしで19,900 lbf（89 kN）を生成しました。[82] [83]ヴァルキリーは冷却に燃料を使用していました。燃料はエンジンに到達する前に熱交換器に送られました。 [27]自己発火の可能性を減らすために、燃料補給中に窒素がJP-6に注入され、「燃料加圧および不活性化システム」は700ポンド（320 kg）の液体窒素を気化させて燃料タンクの通気スペースを満たし、タンク圧力を維持しました。[84]
運用履歴
XB-70の初飛行は1964年9月21日であった。[85]パームデールとエドワーズ空軍基地間の最初の飛行試験では、離陸直後にエンジン1基を停止する必要があり、着陸装置の故障警告により予防措置として着陸装置を下ろした状態で飛行し、速度を時速390マイル（630 km/h）に制限した。これは計画の約半分であった。[86]着陸中、左舷主脚の後輪がロックし、タイヤが破裂して火災が発生した。[87] [88]
ヴァルキリーは1964年10月12日の3回目の試験飛行で初めて超音速（マッハ1.1）に達し、翌10月24日の飛行では40分間マッハ1以上を飛行した。この飛行では翼端も部分的に下げられた。XB-70 No. 1は1965年10月14日に高度70,000フィート（21,000メートル）でマッハ3.02に達し、マッハ3を超えた。[89]最初の機体はハニカムパネルに脆弱性があることが判明したが、これは主にこの新素材の製造と品質管理の経験不足によるものであった。[7] 2回にわたりハニカムパネルが破損して超音速飛行中に剥がれたため、機体のマッハ2.5制限が必要となった。[90]
AV-1で発見された欠陥は、1965年7月17日に初飛行した2号機のXB-70でほぼ完全に解決されました。1966年1月3日、XB-70 No.2は高度72,000フィート（22,000メートル）を飛行中にマッハ3.05の速度を達成しました。AV-2は1966年4月12日に最高速度マッハ3.08に達し、20分間その速度を維持しました。[91] 1966年5月19日、AV-2はマッハ3.06に達し、32分間マッハ3で飛行し、合計91分間の飛行で2,400マイル（3,900キロメートル）を飛行しました。[92]
1966年11月3日から1967年1月31日まで、国家ソニックブーム計画のために、ソニックブームの強度と特徴を測定するためのNASA/USAF共同研究プログラムが実施された。テストは、提案されたアメリカのSSTから予想されるものと同じだがそれよりも高い、地上でのソニックブームの過圧の範囲をカバーするように計画された。 [94] 1966年に、AV-2がプログラムに選ばれ、テストセンサーが装備された。1966年6月6日に最初のソニックブームテストを飛行し、72,000フィート（22,000メートル）でマッハ3.05の速度を達成した。[95] 2日後、AV-2は複数機編隊飛行中にF-104と空中衝突し墜落した。[96]ソニックブームとその後のテストはXB-70A #1で継続された。[97]
2回目の飛行研究プログラム（NASA NAS4-1174）では、1967年4月25日からXB-70の最後の飛行である1969年まで「構造力学の制御」を調査した。[98] [99]高高度および高速では、XB-70Aは望ましくない高度の変化を経験した。[100] 1968年6月からのNASAのテストでは、航空機の安定性増強システムの応答を測定するために、AV-1の機首に2つの小さなベーンが取り付けられた。[99] [101] AV-1は合計83回の飛行を行った。[102]
XB-70の最後の超音速飛行は1968年12月17日に行われた。1969年2月4日、AV-1は博物館展示のためライトパターソン空軍基地（現在は国立空軍博物館）への最終飛行を行った。[103]この亜音速飛行で飛行データが収集された。[104]ノースアメリカン・ロックウェルはB-70に関する4巻からなる報告書を完成させ、1972年4月にNASAから出版された。[105]
バリエーション
- XB-70A
- B-70の試作機。2機が製造された。
- AV-1、NAAモデル番号NA-278、USAF S/N 62-0001、160時間16分にわたる83回の飛行を完了した。[106] [107]
- AV-2、NAAモデル番号NA-278、USAF S/N 62-0207は、1966年6月に墜落するまでに、92時間22分にわたって46回飛行した。[108]
- XB-70B
- AV-3、NAAモデル番号NA-274、USAF S/N 62-0208は、1961年3月に最初のYB-70Aとなる予定だった。この先進的な試作機は製造初期にキャンセルされた。[70] [109]
- YB-70
- XB-70をベースに改良を加えた計画的な量産バージョン。[49] [52]
- B-70A
- ヴァルキリーの計画された爆撃機量産型。[7]最大65機の運用可能な爆撃機の艦隊が計画された。[110]
- RS-70
- 提案された偵察攻撃型であるB-70プログラム全体は、1964年半ばに戦略航空軍でRS-70の航空団として運用開始される予定であった。 [111]
事件・事故
事件
1965年5月7日、飛行中に翼の頂点の3フィート（1メートル）の破片が折れ、6基のエンジンのうち5基に大きな損傷を与えた。エンジンはGEに送られ修理された。6基目のエンジンは検査され、機体に再搭載された。[112]
1965年10月14日、AV-1はマッハ3を超えたが、熱と圧力によりハニカムパネルが損傷し、左翼の前縁2フィート（60cm）が欠損した。その後、最初の航空機はマッハ2.5に制限された。[90]
空中衝突
1966年6月8日、XB-70A No.2は、5機すべてのエンジンを製造したゼネラル・エレクトリック社の要請により、写真撮影のため他の4機の航空機（ F-4ファントム、F-5、T-38タロン、F-104スターファイター）と密集編隊を組んでいた。6機目の航空機であるリアジェット23は、編隊の写真撮影のためにゼネラル・エレクトリック社から契約されていた。[1] [113]
写真撮影後、F-104はXB-70の右翼端に突っ込み、反転してヴァルキリーの上を逆さまに転がり、爆撃機の垂直安定板と左翼に激突した。その後F-104は爆発し、ヴァルキリーの垂直安定板を破壊し、左翼を損傷した。垂直安定板が両方とも失われ、翼が損傷したにもかかわらず、ヴァルキリーは16秒間直進した後、制御不能なスピンに陥り、カリフォルニア州バーストーの北に墜落した。NASAのチーフテストパイロット、ジョー・ウォーカー（F-104パイロット）とカール・クロス（XB-70副操縦士）が死亡した。アル・ホワイト（XB-70パイロット）は脱出し、脱出直前に閉じる二枚貝のような脱出カプセルに腕を押しつぶされるなど重傷を負った。 [114] [115]
米空軍の事故調査概要報告書には、XB-70に対するF-104の位置を考えると、F-104パイロットのウォーカーは、不快な思いで左肩越しに振り返る以外、XB-70の翼を見ることができなかっただろうと記されている。報告書では、ウォーカーは自分の位置より前方にあるXB-70の胴体を見て位置を維持していた可能性が高いとされている。F-104は、XB-70の胴体の横70フィート（21メートル）、下10フィート（3.0メートル）にあったと推定される。報告書は、その位置では適切な視覚的手がかりがなかったため、ウォーカーはヴァルキリーに対する自分の動きを適切に認識できず、その結果、自分の機体がXB-70の翼に流れ込んでしまったと結論付けている。[101] [116]事故調査では、F-104が突然横転して爆撃機に衝突した原因として、XB-70の右翼端から発生した後流渦も指摘された。[116]
ゼネラル・エレクトリック社の写真撮影は空軍の許可を得ていなかった。大惨事の後、アルバート・W・ケイト大佐は解任され、ジョー・コットン大佐、ジェームズ・G・スミス大佐、ジョン・S・マコーロム大佐は懲戒処分を受けた。[117] [113] [118]
展示されている航空機
ヴァルキリー AV-1 (AF Ser. No. 62-0001) は、オハイオ州デイトン近郊のライト・パターソン空軍基地にあるアメリカ空軍国立博物館に展示されている。この機体は、XB-70 の試験プログラムの終了後、1969年2月4日に博物館に運ばれた。[119]ヴァルキリーは博物館の代表的な機体となり、博物館のレターヘッドに登場し、博物館のレストランであるヴァルキリーカフェの主要なデザイン要素としても登場した。[120] 2011年、XB-70 は他の実験機とともに博物館の研究開発格納庫に展示された。[121]博物館のメインキャンパスの4番目の格納庫が完成した後、XB-70 は2015年10月下旬にそこに移動された。[122]
仕様（XB-70A）
ペースのデータ、 [123] USAF XB-70ファクトシート、[107] B-70航空機研究、[124]その他[125] [83]
一般的な特徴
- 乗員: 2
- 長さ: 185 フィート 0 インチ (56.39 メートル)
- 翼幅: 105 フィート 0 インチ (32.00 m)
- 高さ: 30 フィート 0 インチ (9.14 m)
- 翼面積: 6,297平方フィート (585.0 m 2 )
- 翼型:六角形; 0.30 六角修正根元、0.70 六角修正先端
- 自重: 253,600 ポンド (115,031 kg)
- 総重量: 534,700 ポンド (242,536 kg)
- 最大離陸重量: 542,000 ポンド (245,847 kg)
- 燃料容量: 300,000 ポンド (140,000 kg) / 46,745 米ガロン (38,923 英ガロン; 176,950 L)
- 動力装置:ゼネラル・エレクトリック YJ93アフターバーナーターボジェット6 基、乾燥推力 19,900 lbf (89 kN)、アフターバーナー付き 28,000 lbf (120 kN)
パフォーマンス
- 最高速度: 1,787 ノット (2,056 mph、3,310 km/h)
- 最高速度：マッハ3.1
- 巡航速度: 1,738 ノット (2,000 mph、3,219 km/h)
- 戦闘範囲: 3,725 海里 (4,287 マイル、6,899 km)
- 実用高度: 77,350 フィート (23,580 メートル)
- 揚力対抗力:マッハ2で約6
- 翼面荷重: 84.93 ポンド/平方フィート (414.7 kg/m 2 )
- 推力/重量: 0.314
参照
- パイ・ワケット、B-70に搭載する防衛ミサイルを開発するプログラム
- ArmaLite AR-5サバイバル ライフル (元々は XB-70 航空乗務員サバイバル キット用に開発)
関連開発
類似した役割、構成、時代の航空機
関連リスト
注記
- ^ セオドア・フォン・カルマン（1945年）の引用：「原子力で動く航空機の大きさと性能は、主にエンジンの重量を限界値まで減らして、一定速度での飛行を可能にするかどうかにかかっている。」[4]
- ^ NB -58 ハスラーは XB-70 エンジンのテストに使用され、TB-58 はXB-70 の追跡と訓練に使用されました。
- ^ 引用：「金属部品に有害」[46]
- ^ ウィーズナーは、アイゼンハワーの常任科学諮問委員会の委員で、ミサイルギャップは作り話であると説明した。新大統領は、このニュースを「安堵よりも怒りを込めて」たった一言の罵り言葉で迎えた... Herken 1961、p. 140。この引用は、1982 年 2 月 9 日に行われたウィーズナーとのインタビューから取られた。
- ^ 1962年に コンコルドSSTにつながるイギリスとフランスの条約に応えて、ジョン・F・ケネディ大統領は1963年6月にアメリカのSSTプロジェクトを開始しました。[58]ノースアメリカンはB-70の要素をいくつか取り入れた設計をエントリーしましたが、1964年6月に競争から脱落しました。[58]
- ^ 1963年に国家超音速輸送機プログラムが発足した後、1964年にオクラホマシティで行われたソニックブームのテストは「1971年にボーイング2707超音速輸送機がキャンセルされるきっかけとなり、米国が超音速輸送機の設計から完全に撤退することになった。」
参考文献
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- グッドパスター (1959 年 12 月)。大統領との会議の覚書: 1959 年 11 月 16 日。 [おそらくボックス 3] (レポート)。11 月 18 日の会議の覚書は、たとえば転写に要した時間のため、作成に 2 か月かかりました。
- グッドパスター（1960年1月20日）。大統領との会談覚書：1959年11月18日 – オーガスタ。ボックス4：統合参謀本部（8）（報告書）。
機密解除…1981年1月18日
注: この記事の 11 月 18 日の会議の引用は、グッドパスターによるホワイトとアイゼンハワーの発言の言い換えです (例:「彼 [アイゼンハワー] は、私たち [ホワイト、グッドパスター、その他] が考えていると述べた」)。オーガスタで録音された場合、おそらく音声録音からの引用です。
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さらに読む
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- グッドパスター（1959年6月24日）。大統領との会議の覚書：1959年6月23日午前11時40分（技術報告書）。主題シリーズ、国防総省サブシリーズ、ボックス1：統合参謀本部（6）。
機密解除...1979年4月10日
{{cite tech report}}: CS1 メンテナンス: 場所 (リンク) - グッドパスター (1959 年 12 月 2 日)。大統領との会議の覚書: 1959 年 11 月 16 日月曜日、ジョージア州オーガスタ、午前 8 時 30 分 (技術レポート)。米国大統領としての文書、1953 年 - 1961 年 [アン・ホイットマン ファイル]、DDE 日記シリーズ ボックス No. 46、スタッフ ノート - 1959 年 11 月 (3)。6 - 7 ページ (B - 70)。
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{{cite tech report}}: CS1 メンテナンス: 場所 (リンク) - グッドパスター (1960 年 1 月 20 日)。大統領との会議の覚書: 1959 年 11 月 18 日 - オーガスタ(技術レポート)。主題シリーズ、国防総省サブシリーズ、ボックス 4、統合参謀本部 (8) [1959 年 9 月 - 1960 年 5 月] および米国大統領としての文書、1953 - 1961 年 [アン・ホイットマン ファイル]、DDE 日記シリーズ ボックス No. 46。6 - 8 ページ (B - 70)。
機密解除... 1981 年 1 月 18 日
{{cite tech report}}: CS1 メンテナンス: 場所 (リンク) - グッドパスター（1960 年 11 月 21 日）。記録用覚書：会議...オーガスタ、1959 年 11 月 19 日 - 午前 8 時 30 分から午前 10 時 20 分頃まで（技術レポート）。米国大統領としての文書、1953-1961 年 [アン・ホイットマン ファイル]、DDE 日記シリーズ ボックス No. 45、スタッフ ノート - 1959 年 11 月 (6)。
機密解除...1978 年 1 月 6 日
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ノースアメリカン XB-70に関連するメディアがあります。
- パイク、イアン（1964年6月25日）。「B-70 最新鋭機の改良パート1」。Flight International：1055～1062。2014年3月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- パイク、イアン（1964年7月2日）。「B-70 最新鋭機の改良パート2」。フライト・インターナショナル：18～24。2014年3月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- インターネットアーカイブのXB-70航空機から得られた予備データの要約
- YouTubeの「XB-70 ヴァルキリー超音速爆撃機飛行試験プログラム 復元カラー – 1966」
- Landis, Tony R. 編 (2020 年 11 月 23 日)。振り返り...NAA B-70 Valkyrie 派生型、実現しなかった未来... (PDF) 。空軍資材司令部 (AFMC) 歴史・遺産プログラム。2021年 1 月 3 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。