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2025年5月4日日曜日

B-2スピリットへつながったジャック・ノースロップの「フライング・ウィング」の物語 – 第1部(The Aviationist)

ジャック・ノースロップの全黄色のN-1Mは、全翼機設計の操縦可能性を証明した。性能は不足していたものの、同機の試験飛行で収集されたデータは、N-9MやXB-35爆撃機などのその後の全翼機設計に活用された。翼端は下向きに調整され、地上での試験時に翼の安定性を確認するため、角度は手動で調整可能だった。(画像提供:アメリカ空軍)


ジャック・ノースロップは若き日から、効率的な全翼機を想像していた。その時点では、それを支える技術や動力装置がまだ存在しなかったほど先進的なものだった


ジャック・ノースロップとは

ジョン「ジャック」ノースロップは1895年にニュージャージー州ニューアークで生まれ、カリフォルニア州サンタバーバラで育った。ジャックは、航空機会社がまだ設立初期段階にあった地域で暮らしていた。16歳の時、ジャックは隣人の庭でパイロットが自作で航空機を組み立てるのを目撃し、もっと優れた航空機を設計できると決意した。ジャックは父親の建設会社で働き、建築製図士として勤務し、学校に通いながらガレージのメカニックとしても働いていた。その若さで、大学教育を受けていないにもかかわらず、数学と製図のスキルが非常に優れていた。彼は自身の航空機設計の多くのアイデアをスケッチしていた。

 ジャックは、働いていたガレージの近くで航空機プロジェクトの存在を知り、アランとマルコムのルーグヘッド兄弟が飛行機を建造中の現場を頻繁に訪れた。彼は兄弟の建造プロセスを支援するため、設計図面や計算を提供すると申し出て、最終的にルーグヘッド航空機製造会社の設計士として採用された。ジャックは第一次世界大戦で徴兵されるまで同社で働いたが、航空機設計のスキルを評価され、戦後再びルーグヘッドに配属された。しかし、ルーグヘッド航空機は1920年に閉鎖されてしまった。

 マルコム・ルーグヘッドは1919年にロックウェル・ハイドロリック・ブレーキ・カンパニーを設立し、ウォルター・P・クライスラーが1924年にクライスラー車に搭載した4輪ブレーキシステムを開発した。ロッキード・ハイドロリック・ブレーキ・カンパニーは1932年にベンディックスに売却された。1926年、アラン・ラウグヘッドはフレッド・キーラー、ケネス・ジェイ、ジャック・ノースロップと共にロッキード航空機株式会社を設立した。社名に「ロッキード」を採用したのは、マルコムが設立した成功したブレーキ会社との関連性を示すためだった。ジャック・ノースロップは同社で首席エンジニアとなった。アラン・ルーグヘッドは1934年に姓を「ロッキード」に法的に変更しまし、ノースロップはロッキード在籍中に、有名な高翼単葉機「ベガ」を設計した。

 ノースロップはロッキードでの全翼機構想への支持がないことに不満 を感じ、1928年に同社を退社した。彼は会計士のケン・ジェイと共にアビオン・コーポレーションを設立し、ノースロップの全翼機の概念と先進的な全金属構造の追求を続けた。アビオンのモデル1は1929年に開発されたモデル1で当時の航空機で標準だったリギングと複葉翼を排除した滑らかな機体構造が特徴とした。モデル1は、応力外皮金属翼とオープンコクピットで構成されていた。動力は90馬力のサーリス直列エンジンがシャフトを介してプッシャープロペラを駆動していた。尾部ブームとフィン、尾翼を残した設計は、最終的に「ノースロップ・フライング・ウィング」として知られるようになった。

 この航空機は1929年に初飛行した。設計の改良には、プッシャーエンジンを前部搭載のメナスコA-4エンジンに交換、ラダーの延長、着陸装置の改良が含まれていた。同機は当時の設計と比較して優れた性能と操縦性を示し、テスト飛行は1930年9月22日まで継続された。アビオンは1929年にユナイテッド・エアクラフト・アンド・トランスポート・コーポレーションに買収され、ノースロップ・エアクラフト・コーポレーションと改名された。その後、ボーイングに吸収合併された。1932年、ジャックはダグラスとの合弁でノースロップ・コーポレーションを設立した。労働問題のためダグラスとの関係は1937年に終了し、ノースロップがカリフォーニアで使用していた工場はダグラス・エアクラフトのエルセグンド部門となった。

アビオン・モデル1のサーカス・プッシャーエンジン配置での飛行。後にプッシャーエンジンはメナスコ社によってトラクターエンジンに置き換えられた。(画像提供:サンディエゴ航空宇宙博物館)


ノースロップ・エアクラフト・インクとN-1M

長年他社のために働き、会社を設立し売却した後、資金と人材を確保したジャック・ノースロップは1939年にノースロップ・エアクラフト・インクを設立した。会社の つつましさ満載な創設の場所は、元ホテル兼売春宿で黒蜘蛛が巣食う明るい黄色の建物だった。黄色はノースロップの試験機の色として採用され、第二次世界大戦中に同社が生み出した成功した夜間戦闘機P-61は「ブラック・ウィドウ」の愛称で知られた。

 同社の最初の全翼機翼N-1は、同社初の自社資金による研究プロジェクトだたt。1940年夏に完成した同機は、中型爆撃機の縮小版の概念実証機として使用され、N-1M(モックアップ)と命名さた。N-1Mの翼幅は38フィート、全長は17フィート、重量は4,000ポンドだった。翼端は下向きに曲がり、地上での機体安定性試験のため、異なる角度に手動で調整可能だった。翼のダイヘドラル角、後退角、ねじれ角もすべて試験目的で調整可能だった。

 動力は、初期のライカミング65馬力エンジンからアップグレードされたフランクリン6AC264F2モデル(各117馬力)の2基のエンジンだった。エンジンは機体に埋め込まれた10フィートのシャフトを介し、2基の双葉式プッシャープロペラを駆動した。エンジンのアップグレードにより、ベイカー・ドライ・レイクでの試験において飛行性能と高度性能が向上した。試験飛行は1943年まで続き、N-1Mは約100回の試験飛行を実施した。ノースロップの全翼機コンセプトは実証された。機体は、当時の人気漫画『ポパイ』に登場する黄色い「ユージン・ザ・ジープ」を模した全黄色塗装から「ジープ」の愛称で呼ばれるようになった。N-1Mは、ヴァージニア州チャントイリーにあるスミソニアン国立航空宇宙博物館のスティーブン・F・アドヴァー・ハジー・センターで修復され展示されている。

スミソニアン国立航空宇宙博物館のスティーブン・F・ウドヴァー・ハジー・センターに展示されているノースロップ N-1M。右側に一部が見えるのは、ノースロップが第二次世界大戦への最も成功した貢献となったP-61 ブラックウィドウ。(画像提供:Wikimedia Commons)

 N-1Mプロジェクトの無人機派生型として、ドイツのV-1爆弾に似たパルスジェットエンジン搭載のJB-1とJB-10(ジェット爆弾)コンセプトが開発された。航続距離は約200マイルで、制御問題や適切な信頼性の高い動力プラントの欠如にもかかわらず、飛行特性は良好だった。初期の全翼機設計からやや逸脱したものの、これらの兵器は地面効果による揚力を過度に発生させ、着陸が非常に困難になった。これはノースロップのその後の大型機でよく見られる特徴となった。

ノースロップ JB-10 パルスジェット推進爆弾のアーティスト概念図。(画像提供:Wikimedia Commons)


その他の飛行翼概念

ノースロップの他の全翼機コンセプトには、N-2B/XP-56 ブラック・バレットがあり、プッシャー式逆回転プロペラを採用した最初の航空機でだった。単一のエンジンを搭載した弾丸形の設計は、機体深部に埋設された空冷式エンジンを収容していた。機体は尾部上下に垂直尾翼を、翼端は下向きに曲げられた翼端を備えていた。プッシャー式プロペラで推進されるため、パイロットの脱出時には爆発物でプロペラとギアボックスを分離し、パイロットの安全を確保する仕組みだった。

 戦時中のアルミニウム不足のため、同機はマグネシウム合金で製造された。ノースロップのチームは、ヘリウム環境下でマグネシウムを溶接する「ヘリアーク」と呼ばれる溶接技術を開発した。ピストンエンジン搭載で時速500マイルを超える速度を達成するのが目的として設計されたXP-56は、重武装化が予定されていたが、安定性問題のため量産には至らなかった。2機の試験機が製造され、最初の機体は1943年に墜落。2機目はスミソニアン博物館の国立航空宇宙博物館に保管されている。


ノースロップ XP-56 ブラック・バレットの2番目の実験用プロトタイプ。当時の陸軍標準色で塗装されている。翼端の垂下、逆回転推進プロペラ、操縦席の後方に配置された空冷式ラジアルエンジンに空気を供給する翼の吸気口に注意。(画像提供:Wikimedia Commons)

 ジャック・ノースロップは、アメリカ初のロケット推進式航空機の開発にも携わった。P-38双発戦闘機に牽引され、Aerojet General 2,000ポンド推力のロケットエンジンを搭載した全翼機型グライダーMX-324だ。エンジンが点火され、テストパイロットのハリー・クロスビーと「ロケット・ウィング」は、1944年7月5日にアメリカ初のロケット推進式航空機の飛行に成功した。以前、ハリーは非推進式のグライダー版MX-334で、P-38から離脱した際に黄色いグライダーが戦闘機のプロペラ風圧に巻き込まれ、逆さになって地上へ螺旋降下する記憶に残る飛行を経験していた。クロスビーは仰向けの姿勢からコクピットから脱出に成功しパラシュートで降下した。グライダーは逆さになったまま降下を続けた。

ノースロップ MX-324 は興味深い側面プロファイルを持っていた。大きな透明機首と、着陸装置を囲む空力的な「ブーツ」に注意。舵のない垂直尾翼には6本の補強ワイヤーが装備されていた。(画像提供:Wikimedia Commons)

 MX-324の経験と教訓を基に、ノースロップはロケット推進式迎撃機 XP-79(NS-140)を設計した。再びパイロットはうつ伏せ姿勢で配置され、透明な機首から前方を覗き込む形で、顎を支えるレストが設けられた狭いコクピットから操縦した。足操作式の制御装置にラダーとエアブレーキが含まれ、ピッチとロールは手持ちのクロスバーで制御された。ただ、ロケットエンジンは問題が多く、燃料も危険だったため、XP-79Bは代わりにウェスティングハウス 19B(J30)ターボジェットエンジン2基で推進されることになり、これにより約5,000ポンドの重量が削減された。

 航空機製造会社アビオン(ノースロップの旧社名と同じ名称なのは偶然の一致)は、垂直尾翼2枚を追加した。マグネシウム製翼の先端には、ロケット推進型における揮発性燃料タンクを保護する鋼板が追加され、ジェット推進型が敵機を衝突・切断できるよう強化された。武装は、翼の吸気口外側に4門の.50口径マシンガンが装備される予定だった。速度は545マイル/時を超えると推定され、航続距離は約1,000マイル、高度限界は40,000フィートだった。

 XP-79Bは、第二次世界大戦が1946年まで続いていれば、効果的な爆撃機護衛機および迎撃機として機能した可能性がある。同機は1945年9月12日に初飛行兼唯一の試験飛行を実施した。ハリー・クロスビーが操縦席に乗った機体は緩やかなロールに入り、回復できなくなり、クロスビーは脱出を試みたが死亡した。XP-79Bの初飛行かつ唯一の飛行は15分で終了し、プログラムは終了した。


唯一残存するXP-79Bは、パイロットがうつ伏せ姿勢で搭乗する未来的な外観の機体だ。四輪式着陸装置が部分的に見え、元の格納式着陸スキッドを置き換えている。(画像提供:Wikimedia Commons)

 第二部では、XB-35、YB-49、そしてもちろんB-2スピリットの大型翼について詳しく解説する。


The Flying Wings of Jack Northrop that Led to the B-2 Spirit – Part One

Published on: April 18, 2025 at 7:57 PM

 Darrick Leiker

By Darrick Leiker

https://theaviationist.com/2025/04/18/flying-wings-of-jack-northrop-part-one/


ダリック・ライカーはカンザス州グッドランドを拠点とし、TheAviationistの寄稿者。米空軍での軍事/法執行機関の背景を持ち、ノースウェスト・カンザス・テクニカル・カレッジで電子技術学科を卒業。アマチュア天文学者、熱心なスケールモデル製作者であり、クラシックカーの収集家でもある。ダリックは暗号通貨、サイバーセキュリティ研究/インテリジェンスの分野で経験を有し、自身のビジネスを設立・運営した経験もある。熱心な読書家であり歴史愛好家のダリックの情熱は、先人たちの功績と現在奉仕する人々を忘れないようにすることだ。ダリックはワイン=スピリッツ業界で働きながら、スケールモデル、遺物、記念品の小さなプライベート博物館を運営している。


2017年1月30日月曜日

★歴史に残らなかった機体⑤ 不幸なYB-49は早く生まれすぎた機体だがB-2として復活




The National Interest

A Bomber Way Ahead of Its Time (That Looks Just Like the B-2 Spirit): The YB-49 Flying Wing

January 28, 2017

第2次大戦が一歩ずつ近づく中で米国には多くの画期的な機体設計をする余裕があり、予算も十分にあった。戦闘機、戦術攻撃機、長距離爆撃機にそれぞれ割り当てられたが、後者から米航空誌上でも最も興味を引く失敗作が生まれた。ノースロップYB-49「全翼機」爆撃機である。
全翼機
  1. 航空工学では初期段階から「全翼機」設計の可能性に着目していた。胴体を最小化し、尾部を省くことで空力上の制約と決別し、抗力を減らせるからだ。ただし代償として機体の安定性が通常形式の機体より劣る。このことで操縦は難しくなり、とくにフライバイワイヤー技術が実用化していない当時には深刻だった。全翼機は機内に乗員、ペイロード、防御装備の確保も大変で、せっかくの空力特性も台無しになった。
  2. それでも技術者(ドイツとソ連)は大戦間になんとか全翼機を実用化しようと必死になり、輸送機、軍用機を想定していた。この結果、貴重なデータが入手できた。第二次大戦の終結が近づくとドイツはジェット戦闘機で全翼機の開発に成功したが大量生産できなかった。
XB-35からYB-49へ
  1. 第二次大戦の初期に米戦略思想家は米本土からドイツを空爆する必要に迫られる状況を想定した。英国が敗北する可能性があったためだ。米陸軍航空隊の要請によりコンヴェアはB-36を、ノースロップはXB-35をそれぞれ提案した。B-36は比較的通常の設計の機体で当時の大型爆撃機をさらに拡大した外観だったがそれなりに革新的な機構もあった。反面にXB-35は米航空史上初の全翼機でB-36より小さいものの性能面ではほぼ同等になるはずだった。
  2. だが1944年になるとXB-35はB-36よりも遅れが(両機種ともに技術問題が浮上していたが)目立ってくる。また大陸間爆撃機の必要性も消えた。空軍はB-36、XB-35ともに時代遅れとしつつ、後者をキャンセルし、前者を採用した。B-36の問題解決のほうが容易だと評価したためであった。しかし米空軍は全翼機構想への関心を捨てず、XB-35をジェット化する再設計を提案し、ノースロップが未完成のXB-35の機体にジェットエンジンを搭載した。
  3. ジェットエンジンで最高速度は時速493マイルになり、20%の高速化に成功した。実用高度も増えたことはソ連の迎撃機対策に有効と評価された。ただし大量の燃料を消費し、YB-49となった機体は中距離飛行の性能となり長距離用のB-36と差が広がった。速度面ではYB-49はB-36を上回ったもののボーイングの新型B-47ストラトジェット中距離爆撃機より劣った。
サボタージュがあったのか?
  1. YB-49には普通ではありえない不運がついてまわった。試作機の一機は1948年6月に乗員6名を乗せたまま飛行中に機体が分解し墜落している。もう一機はタキシー中に機首車輪が折れて損失している。この直後に空軍は1950年5月にYB-49をキャンセルした。残る試作機は偵察機型で1951年まで飛行し、1953年にスクラップされた。
  2. YB-49支持派は長年に渡り、空軍が意図的に同機開発を妨害し、B-36はじめその後に登場した爆撃機を優遇したのではないかと疑っている。同社を創設したジャック・ノースロップは空軍がYB-49をキャンセルしたのは同社をコンベアに合併させる案に本人が同意しなかったためと信じていた。さらに試作機が相次いで事故にあったのは単なる偶然ではなく、サボタージュの結果だとの黒い噂が業界に流れた。結局裏付けになる証拠はでてこなった。
B-2への影響
  1. ノースロップにとって全翼機の実現はその数十年待つことになった。B-2スピリットは画期的な新技術を採用しながらはるか前にあらわれた機体に著しく似ている。実は両機種は全く同じ翼幅なのだ。ノースロップは全翼機設計をB-2に採用したのは、低レーダー断面積効果が得られるためだった。またフライバイワイヤー技術でB-2の操縦はYB-49よりはるかに容易になっている。今わかっている情報からノースロップ・グラマンのB-21ステルス爆撃機も同様の機体形状と判明しており、西安H-20戦略爆撃機やツポレフのPAK DAも同様だ。
  2. YB-49は結局量産されなかったが、得られた知見が今日の戦略爆撃機の設計で国際的に主流と認められているのは実に興味深いことである。■
Robert Farley, a frequent contributor to TNI, is author of The Battleship Book. He serves as a Senior Lecturer at the Patterson School of Diplomacy and International Commerce at the University of Kentucky. His work includes military doctrine, national security, and maritime affairs. He blogs at Lawyers, Guns and Money and Information Dissemination and The Diplomat.
Image: Northrop YB-49 Flying wing. Wikimedia Commons/Public domain