ヘリと飛行機を合体した夢の航空機 失敗に終わった驚愕の理由【ゆっくり解説】【航空工学】【シコルスキー S-72 Xウイング】

ねえ魔理沙私思いついたのよん何を 思いついたんだ飛行機ってとても便利だ けど 離陸と着陸が大掛かりで大変じゃないそれ に一度飛び立ったら着陸するまで止まれ ないのも欠点だと思うのよ確かにそれは 不便かもなそこで飛行機の機体に ヘリコプターのような翼をつけるのはどう かしらこれなら離陸や着陸の時に大掛かり な滑走路がいらないしその場にとどまり たい時に自由にとどまれて便利じゃないあ あその仕組みならもうすでに計画された ことがあるぞええそうなの私が一晩寝ずに 考えたのにそれじゃあ今日はヘリと飛行機 のいいとこどりをした夢の期待 シコルスキーS72xウイングの仕組みや 開発計画を詳しく解説していくぜこの チャンネルでは航空機技術に関する仕組み 構造などを解説していくから良かったら チャンネル登録で応援してもらえると 嬉しいんだぜ 私と同じアイディアをひらめくなんていい センスだわその計画はいつあったの 1970年代から80年代にかけてだな そんな前に考えられていたの 霊夢が考えられそうなことのほとんどは 既にあるかとっくに検討されてると思うん だぜまあそりゃそうよねその計画で生まれ たのはS72xウイングという機体で アメリカのヘリコプター製造会社 シコルスキー社が開発した試験機だ見た目 の通り期待の上部にはヘリコプターのよう なローターを備え加えて固定翼と2期の ジェットエンジンを兼ね備えたヘリと飛行 機を合体したような機体だったんだ 離着陸時はローターを使って垂直に離着陸 し通常のヘリコプターのように空中で静止 することができ水平に飛行したいときは 機体の左右に取り付けられた固定翼で揚力 を得て2機のジェットエンジンから水力を 得て飛行できる設計だすごいわね当時は なんでこの設計を実現しようと思ったの後 で開発経緯については詳しく解説するが 大まかには霊夢がさっき言っていたのと 同じでヘリコプターと飛行機のいいとこ どりができると考えられていたからだぜ ヘリコプターのメリットといえば 固定翼の飛行機に比べて狭い場所で離着陸 できることや空中でホバリングしてその場 に留まることができることが挙げられる こういった特徴から使い勝手がよく 幅広い用途に使用されているんだぜその 反面飛行速度は300キロ前後が限界だと 言われていて 移動速度では固定翼の飛行機よりも劣るん だ一方で 固定翼の飛行機は離着陸が大掛かりで一度 離陸すると止まれないが飛行速度は一般的 なジェット旅客機で800から900キロ ターボプロップのプロペラ機でも500 から650キロほどありヘリコプターの倍 以上だS72ではこの両方の性能を 併せ持つ機体を実現させようとしていたん だぜまさに夢の航空機じゃないそうだぜ 機体はシコルスキー車の既存期待を流用し て開発されたんだ Xウイングと名付けられた4枚のブレード からなるロータシステムは一般的な ヘリコプターのようなしなりのあるもので はなく 合成のある作りになっている回転翼の動力 となる種エンジンは民間ヘリコプター用の エンジンとしてFAAの型式照明を初めて 取得した ゼネラルエレクトリックのT58が2機 搭載され 推進用のジェットエンジンを使用しなくて も最高速度370キロを発揮したぜ ヘリコプターとしても高性能だったのね ああそしてこのローターは 固定翼とジェットエンジン使用時の全身 飛行中には停止して 補助翼としても機能するんださらに ジェットエンジンの吸気の一部はこのX ウイングから廃棄されることで 揚力の微調整を行うことができたこれは 従来のヘリコプターのローターブレードの 角度を可変させる機能と同じような効果を 得ることができたんだとても効率的な 仕組みだったのね全身飛行の方はどうだっ たの 期待に2機搭載された推進用エンジンは ゼネラルエレクトリックのターボファン エンジンで回転翼のみで飛行する場合は 取り外すことも可能だ前進飛行時に揚力を 発生させる固定翼は迎え角を変更すること ができエルロンやフラップの機能も 兼ね備えしているあくまでメインは回転翼 による飛行で全身飛行機能は補助的なもの だったが回転翼を使わずこの全身飛行機能 の装備だけでも飛行できるだけの性能を 持っていたぜすごいわね全身飛行の速度は どれくらいだったの 複合ヘリコプターモードという ヘリコプター装備と全身飛行装備を併用し た状態で約550キロだったぜ通常の ヘリコプターに比べたら全然早いのね まさにいいとこどりの画期的な機体に 思えるんだけど今この機体はどうなって いるのそれが 計画が中止されて実用化には至っていない んだなんでよ実用化できていたらとても 便利な技術になる気がするのにまあ 落ち着けそれじゃあここからはS72x ウイングの開発計画の経緯を紹介しながら なぜ実用化できずに中止されたのかについ て解説していくぜ まずはS72の開発経緯だ1970年代 初頭ヘリコプターのローター特性などは大 規模な風洞などでテストするしかなかった そのため実際の試験飛行までに設計の不備 などに気づかないことが多く開発効率が 悪かったんだ試験飛行で風動実験では わからない問題が分かって開発を差し戻す 手間がかかっていたってことそうだぜそこ でアメリカ陸軍とアメリカ航空宇宙局 NASAは風洞実験では得られない実飛行 データを開発段階でいる方法を考えたんだ そこで考案されたのが 従来のヘリコプターに全身飛行の性能を 持たせた試験機の導入だったこれなら データを取るために飛行中にローターを 止めたり 万が一設計上の欠陥があっても全身飛行の 機能で飛び続けることができるそれでいて 風動実験では得られない様々なデータを 得ることができるから開発効率の向上が 期待されたんだじゃあ最初はローターの 設計なんかを効率化するために生まれた 計画だったのねああ ヘリコプターとして実用化を目指すことに なるのはもう少し後のことなんだアメリカ 陸軍とNASAはその後2.5億ドルの 開発予算を提供しシコルスキーにこの機体 の政策を依頼した 誕生した機体はローターシステム検証 研究航空機rsraと呼ばれたが シコルスキーでの期待名は会社の命名規則 に乗っ取りS72と名付けられたぜさっき 説明した通り 期待はシコルスキーの既存機体であるS 61やS67の機体や回転翼の設計を流用 して製作された 1970年に計画がスタートし1976年 に初飛行に成功したぜ 魔理沙ちょっと気になったんだけどなんだ この頃はまだ回転翼がXウイングじゃなく て普通のヘリコプターみたいな羽根ねあ Xウイングの計画はあくまで派生計画で 当初から盛り込まれていたわけではないん だ Xウイングのコンセプトが検討され始めた のは1976年頃からで当初は米国国防 高等研究計画局 ダーパの要請をとして海軍の技術研究所で 煮詰められた計画だった最初はrsraと は全く別の計画として始まっていたのね あーこの研究ではヘリコプターの回転翼を より合成のある4枚の翼で構成することで 回転停止時に前進時の揚力を発生させる ことができるということが分かったそして この特性を活用すれば垂直的な離着陸や ホバリングなどヘリコプターとしての機能 を備えつつ 固定翼の航空機並みの飛行速度を実現 できると考えたんだ 研究では約700キロ程度での全身飛行が 可能だとされていたぜじゃあ複合 ヘリコプターの実用化の計画はここから 始まったってことそういうことだその後 あのロッキードがXウイングの設計に 携わり ローターシステムの開発を行ったテストで はNASAの風洞施設を借りて行われ 徹底的な性能検証がされたが 想定通りの結果を得ることができたんだ そこでダーパと海軍はXウイングを実際の 機体に実装して飛行テストを行うことを 決めたんだぜそこでXウが実装された機体 がS72だったってことそうだ当時はX ウイングのテストに協力していたNASA にようやくS72が納入された頃だった Xウイングのテストにここまで最適な機体 を活用しない手はないんだぜ確かに もともと全身飛行の機能を兼ね備えている S72だったら Xウイングのテストには最適ねこうして rsraとXウイングのプロジェクトが 合流しS72xウイングが誕生 複合ヘリコプターの実用化に向けた 取り組みが始まったんだ Xウイングは風動でのテストではいい結果 だったのよねそれなのになぜ計画が中止さ れてしまったのそれじゃあここからは複合 ヘリコプターのコンセプトが中止に至る までの経緯や要因を紹介していくぜ ここからは夢の複合ヘリコプター計画が 終わってしまった経緯の紹介だS72の 製造元であるシコルスキーはXウイングの 搭載に苦労した 従来のヘリコプターのブレードは揚力と 遠心力の釣り合いによりフラッピングと 呼ばれる上下動を起こすことができるこの 動きによりブレード根元の曲げ荷重や突風 等による荷重を逃がす効果があり 揚力の維持にも関わってくるしかし Xウイングではローター停止時に全身浴と しての機能を持たせる関係でブレードに 合成を持たせたため構造上フラッピング ヒンジを持たせることが難しかったまた ローターを停止して前進飛行モードになっ た際4枚のブレードは2枚ずつ逆の方向を 向くだろこの状態で揚力を発生させるため には ブレードがどちらを向いていたとしても 揚力発生させる設計にしなくてはなら なかったさらにこのXウイングを動かす ためにはクラッチやブレーキを大容量化 することなども求められ実用化までには 多数の問題があったんだ事前にいいデータ が出ていても実際の機体にを搭載すると なるとなかなか難しいものなのねあー シコルスキーは直径10フィートのフード モデルを作成してストを続けたが ローターシステムの開発は難航していたん だしかし実機搭載への研究が進めば進む ほど運用上の問題が頻出したんだ ローター用エンジン2期 推進用の補助エンジン2機の計4機の エンジンを搭載し回転翼の制御に補助 エンジンの排気を活用するという設計に より燃費は最悪だったさらに 検証の結果全身飛行時の速度は約550 キロと期待していたほど出せないことも 分かってきたんだそれじゃあ 計画はうまくいかなかったの何とか実機の 完成にはこぎつけたぜしかししかし アメリカ軍もそれなら回転翼の角度を変え て全身引こうと垂直離着陸の両方に対応 できる ティルトローター機の方が飛行速度や燃費 に優れるとしてXウイングの必要性が疑問 視されるようになったんだぜそんな中 ティルトローター機能ベルXV15やオス プレイv22が登場したことでそれらを 下回る性能のSにXウイングを実用化する 意味は完全になくなったそしてとうとう 1987年にはアメリカ政府が優先度の 低い研究への資金援助を中止する方針を 打ち出したことでこのXウイング計画も その打ち切り対象に含まれてしまい 計画は中止に追い込まれたんだ 結局Xウイングはテストを含めても複合 ヘリコプターモードで飛行することは一度 もなかったんだぜ 複合ヘリコプターのコンセプトは良かった けど実用面でティルトローター機に勝て なかったのねただこの研究のすべてが無駄 になったわけではなくこの計画の中で開発 された高出力対応のクラッチは後に誕生 するアメリカの戦闘機 x35F35に流用されているぜ 悲しいけどここでの技術がちゃんと他の 計画に生かされたのは良かったわね ちなみに 複合ヘリコプターはそれ以降作られてい ないの2000年代に入った頃に 従来のヘリコプターの性能が頭打ちしてき たことから再度実験機が開発されるように なっていったが 速度を上げた時の揚力調整の難しさなど から実用化には至っていないんだぜうーん ヘリコプターの構造上やっぱり難しいの かしらそうかもしれないなただ複合 ヘリコプターの研究は近年も続けられて いるから今後革新的な期待が出てくること を期待したいんだぜ 今日はヘリコプターと飛行機のいいとこ どりをした機体シコルスキーS72x ウイングを紹介してきたぜ私の渾身の アイディアを50年近く前には実現してい たなんて 驚きだったわそれにしても 航空技術ってなかなか一筋縄ではいかない ものねまあ何かの問題を解決したり何かを 補えば別の問題が出てきてしまうのは航空 機だけじゃなく機械工学全体に言えること だろうなこれからもこういった革新的な 航空機や技術をたくさん紹介していきたい と思うぜこの動画を面白いと思ってくれ たらチャンネル登録や高評価をしてくれる と嬉しいわそれではご視聴ありがとう ございました