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2026年6月29日月曜日

空気噴射で飛行制御するX-65の製造が進んでいる―可動部品を削減し、ステルス機として有望な技術になるかDARPAが推進中

 

空気噴射だけで機動するDARPAのX-Planeの製造が進んでいる(ターミナル1・ターミナル2共通記事)

DARPA X-Plane Designed To Maneuver With Just Bursts Of Air Finally Gets Its Wings

オーロラ・フライト・サイエンシズとDARPAは、遅延やコスト増に見舞われたものの、X-65ドローンの飛行を来年にも実現させたいと考えている

Aurora Flight Sciences is now putting the wings on the X-65 experimental drone, which is designed to maneuver with bursts of air rather than traditional control surfaces.

オーロラ・フライト・サイエンシズ

ーロラ・フライト・サイエンシズは実験ドローン「X-65」に主翼を取り付ける作業にあたっている。従来の操縦面ではなく空気噴射で機動する設計のX-65にとって、重要な前進である。この技術は、将来の軍用および民間航空機の開発、特にステルス設計に大きな影響を与える可能性がある。

X-65は、国防高等研究計画局(DARPA)の「革新的なエフェクタを用いた革命的な航空機の制御(Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors)」(CRANE)プログラムの下で開発が進められており、2020年に開始された。その後、DARPAはボーイングの子会社オーロラ・フライト・サイエンシズを選定し、同社が単独で設計開発を進めることになった。オーロラは2024年に同プログラムの最新フェーズに移行し、現在は来年の初飛行を目指している。CRANEプログラムは、長年にわたり度重なる遅延とコスト増に見舞われてきたが、これについては後で触れる。

X-65のレンダリング画像。オーロラ・フライト・サイエンシズ

「主翼が到着しました――X-65にとって次の大きなマイルストーンです!」オーロラ・フライト・サイエンシズは本日、X公式アカウントへの投稿でこう記した。「当社のWV[ウェストバージニア]施設で製造された三角形の主翼により、複数のスウィープ角にわたる能動的な気流制御試験が可能になります。ヴァージニア州では、@DARPAのCRANEプログラムの初飛行に向けて、統合作業が進められています。」

X-65の主翼部分。オーロラ・フライト・サイエンシズ

2025年11月、オーロラは胴体中央部の製造が進展していると発表していた。同社はまた、CRANEの過去のフェーズにおいて、縮小モデルの風洞試験やデジタルモデリングも行ってきた。

X-65は、いわゆる「コプレーナ・ジョイント・ウィング(CJW)」と呼ばれる翼形を採用し、2組の翼が翼端で合流することで、両側に三角形の形状を形成する。また、翼端から小さな延長部が伸びており、これによりドローンの翼幅は30フィートとなる。この設計には、ツイン垂直尾翼の配置も採用されている。

機体前部の下部に顎状の吸気口があり、排気口は1か所のみである。レンダリング画像によると、機体前端の上部に設計上の特徴が見られる。本稿執筆時点では、オーロラもDAPRAも、このドローンの主推進装置に関する詳細を明らかにしていないようだ。X-65の総重量は約7,000ポンドとされる。

この風洞モデルは、X-65の平面形状を概ねよく表している。オーロラ・フライト・サイエンシズ

前述の通り、X-65の最も興味深い点は、高圧空気の噴射を利用しロール、ピッチ、ヨー制御を行うアクティブ・フロー・コントロール(AFC)「エフェクター」のバンクである。従来、固定翼機は、フラップやラダー、その他の物理的に動く制御面を組み合わせて飛行中の操縦を行ってきた。

オーロラが昨年発表したプレスリリースによると、「AFCシステムは、すべての揚力面に組み込まれた14個のAFCエフェクタに加圧空気を供給する」としている。「三角翼により、翼後退角を変えての試験が可能であり、外翼の交換やAFCエフェクタの着脱が可能なモジュール式構造となっているため、将来的に追加のAFC試験を行うこともできる。」

「X-65には、2種類の制御アクチュエータが搭載される予定です。従来のフラップやラダーに加え、すべての揚力面に埋め込まれたAFCエフェクタです」と、DARPAの2024年のプレスリリースも指摘しています。「これにより、リスクを最小限に抑えつつ、制御の有効性に関するプログラムの知見を最大化できます。従来の制御面を用いた機体の性能が基準となり、その後の試験では、可動面を選択的に固定し、代わりにAFCエフェクタを使用する。」

このX-65のレンダリング画像では、主翼の縁に沿って配置されたAFCの群(薄い灰色で表示)を強調している。DARPA

「X-65の従来型制御面は、AFCがフラップやラダーの代わりにどのように使用できるかを理解するための『補助輪』のようなものです」 当時DARPAのCRANEプログラムマネージャーを務めていたリチャード・ウレジエン博士も、その際に次のように述べている。「AFCエフェクタの性能を従来の制御機構と比較して監視するためのセンサーを設置する予定で、これらのデータは、AFCが将来、軍用機および民間機の両方にどのような革命をもたらすかをより深く理解するのに役立つでしょう。」

「我々はX-65をモジュール式プラットフォームとして開発しています。翼セクションやAFCエフェクタは簡単に交換可能であり、CRANEプログラム終了後も、DARPAや他の機関の試験用資産として長く活用できるようにするためです」と、ウレジエン博士は付け加えた。

従来の可動制御面を排除できることは、数多くの潜在的なメリットをもたらす。CRANEプログラムに関し、本誌はこれまで以下伝えている:

「従来の制御面を排除することで、本質的に空力特性に優れた設計が可能となり、その結果、特に高高度においてより効率的な飛行が実現する。AFCシステムを搭載した航空機は、エルロンやラダーなどを動かすための様々なアクチュエータやその他の部品を必要としないため、重量と体積を削減する新たな手段を提供する。」

「AFCシステムを用いた、より軽量で流線型の航空機設計は、より高い機動性を実現できる可能性がある。これは、パイロットの身体的限界を気にする必要のない無人機において、特に当てはまる。

「可動部品をこれほど多く排除することは、故障の原因となる要素が減ることを意味し、安全性と信頼性が向上する。これにより、整備や物流上の要件も解消されるだろう。また、軍用機においては、戦闘による損傷への耐性が向上し、修理も容易になる可能性がある。」

これらすべてはステルス機設計で特に価値があるだろう:

これらすべてが多くの航空機で有益となる一方で、AFC技術はステルス設計に適用された場合に特に重要な意味を持つ可能性がある。ステルス機の設計者は、露出面間の継ぎ目やその他の隙間に細心の注意を払い、レーダー断面積を可能な限り低く保つために、それらを最小限に抑えるよう努めている

「そのため、機体の外形と常に面一にすることはできない従来の制御面は、現在、避けがたい大きな課題だ。フライ・バイ・ワイヤ方式では、ステルス機を前進飛行中に安定させるために、これらの制御面を常に振動させ続けている。AFC技術は、この現状を一変し、ステルス機のレーダー回避性能を最適化することを容易にする可能性を秘めている。飛行制御のため主翼構造を動的に変形させるといった技術も、将来のステルス機のレーダー反射断面積制御に役立つ可能性がある。」

従来型制御面とAFCをどちらでも使用できるX-65は、さらに柔軟性を提供できる。

AFC設計の可能性をさらに深く探求することこそが、DARPAのCRANEプログラムの真の目的であり、同プログラムは現在、来年にも実際の飛行試験を開始することを目指している。前述の通り、X-65の開発作業は長年にわたり度重なる遅延に見舞われてきた。当初の目標は、2025年にこの無人機が初飛行を行うことだった。

「試験飛行用の試作機を製造するコストが予想以上に高くなってしまった」こと、および「DARPAはX-65の開発を『戦略的に一時停止』し、プログラムを再評価することを選択した」と、『ディフェンス・ニュース』2025年11月に報じた。オーロラもまた、「技術的課題やサプライチェーン上の課題がプログラムの遅延の一因であったこと、さらにDARPAプロジェクトに携わることに伴う固有のリスクも要因であった」と認めた。

ここで留意すべきは、AFC技術実験が行われたのは以前にもあった点だ。CRANEの設計案も提出した英国に本社を置くBAEシステムズは、2010年代にMAGMAと呼ばれるAFC搭載の縮小スケール飛行機を試験しており、その詳細についてはこちらで確認できる。

国防総省の予算文書によると、DARPAは、同プログラムが第3段階に入った2024会計年度以降、CRANE約6,300万ドルの資金を受けている。DARPAは2027会計年度において、この取り組みに対する追加資金を要求しておらず、これは来年末までにプログラムが終了するとの見通しを反映しているとしている。DARPAが過去に述べているように、将来のプログラムでは、X-65ドローンおよびそれが実証する技術の継続的な活用がさらに進む可能性がある。

「DARPAとの長年にわたるパートナーシップを継続し、X-6の製造を完了させ、飛行中のアクティブ・フロー・コントロールの能力を実証できることを嬉しく思う」と、オーロラの航空機開発担当副社長ラリー・ワーシングは、昨年の声明で述べた。「X-65は、長期にわたり活用される飛行試験資産となるでしょう。将来の航空機設計や研究ミッションにおいて、その基盤となる技術や飛行試験データが活用できると確信しています。」

主翼がようやく納入され、オーロラとDARPAがドローンとその斬新な制御システムを遂に空へ飛ばすべく推進する中、X-65が着実にその姿を現しつつある。■

ジョセフ・トレヴィシック

副編集長

ジョセフはTWZの副編集長として、同サイトの経験豊富で献身的なチームの統括を支援するとともに、有益かつ影響力のある防衛・国家安全保障に関するコンテンツを執筆している。彼はその最前線であるワシントンD.C.エリアに在住している。


2025年4月4日金曜日

軍用水素電池ドローンが実用化に近づいてきた(Defense One) ― 画期的な長距離ドローンなど常識を破る兵器がこれにより生まれそうです



水素電池を巡る新たなパートナーシップから、長距離ドローンが戦場に姿を現しそうだ


ローンが戦争の本質を変え続ける中、航続距離とパワーの制限が戦場で成否を分けている。 イスラエルに拠点を置くドローン会社ヘブンドローンズHevenDronesと米国の製造会社マックインダストリーズは、水素燃料電池を動力源とするドローンの共同生産に取り組んでいる。

 ヘブンドローンズのCEOベンジオン・レヴィンソンBenzion Levinsonは本紙取材に対し、「両社で毎月1,000機、最終的には1日1,000機のドローンを生産したい」と語った。 より長期的な目標は、10ポンドの機体を搭載できる同社のH2D250ドローンや、その他の製品の需要次第である。

 将来的にはドローンのサイズを大きくする可能性もある。 「スケールの設計図ができ、多くの自動化が可能になれば、あとはどの程度の大きさにしたいか、どの程度のスピードでスケールアップしたいかということになります」とレビンソンは語った。

 水素燃料電池を動力源とするドローンの実験は、NASAが1994年に試作したヘリオスを皮切りに、米国で数十年前から行われている。 海軍研究本部も関連研究と実験に投資している。

 水素燃料電池は、特に防衛目的のドローンで従来のリチウムイオンバッテリーより大きな利点があると、アーカンソー工科大学の機械工学准教授セイエド・ホセイニは言う。彼の研究室では、水素燃料のドローンが従来のドローンの3倍から5倍長く飛行できることを示す実験を行った。"つまり、再充電(燃料補給)なしで、より長いミッションにわたってデータを収集し、分析し、行動することができる"。

 より長い航続距離と、無人機自体に搭載された高度な自律性ソフトウェアを実行するためのより多くのオンボードパワーは、電磁戦の攻撃に対して脆弱な通信チャネルを介して指示を送信する人間のオペレータの必要性を低減する。

 GPSに依存しないナビゲーション実験を含む自律性の向上は、ヘブン社にとって大きな焦点であり、ロシアの電磁戦能力で武装したヒズボラ派に対するイスラエル軍を同社が支援した経験も追い風になっているとレビンソンは述べた。

 ウクライナとロシアの無人機使用の専門家である海軍分析センターのサミュエル・ベンデットは、本誌に次のように語った。「無人機が遠くまで飛べば飛ぶほど、敵の兵站や補給線を混乱させ、接触線から遠く離れた後方にある指揮統制施設を攻撃できる可能性が高まります」。

 これが、ロシアとウクライナの戦争で、双方が常に新しいタイプのドローンを開発し、互いを凌駕し合う、一種の生きた実験室となっている理由の一つだ。

 太平洋で広大な距離の作戦を実施する選択肢を探る米軍には、光ファイバードローンは実現不可能であり、ウクライナで活躍している短時間のドローンも適していない。内燃エンジンを搭載した無人機は長く飛行できるが、熱シグネチャーがあるため発見されやすく、迎撃されやすい。水素燃料電池バッテリーで電気モーターを駆動するドローンでは、シグネチャーはずっと小さくなる。

 「水素のタンクに少量、約1ポンドの水素を燃料電池に入れ、発電します。 「飛行時間は約10時間で、約100マイルです」。

 HevenDronesはまた、離島基地に配備できる水素補給ステーションを開発し、脆弱な補給線に頼る必要性を減らせる、と彼は言う。「どこにいても、海兵隊員でこれを持っているなら、これを持っていくんだろう? 実質的に何もないところから、24時間いつでも水素を作ることができる」。

 しかし、水素燃料電池ドローンを米国で広く普及させるには、他にも課題があるとホセイニは言う。 その大きなものは、中国に支配されている材料と部品のサプライチェーンだ。

 「レアアース、炭素繊維、リチウムイオンバッテリー、一部の電子機器など重要な素材を米国はいまだに中国に依存したままだ。 中国との地政学的対立は、水素ベースのドローンのサプライチェーンを混乱させ、防衛用途を制限する可能性がある。中国からの輸入品への依存を減らし、軍事用ドローンの生産を確保するためには、国内のサプライチェーンへの投資が必要です」と彼は言う。

 こうした懸念は、ヘブンドローンズとマッハの新たなパートナーシップの目標である、ドローンだけでなく、サブシステムやその他の重要な部品の米国ベースのサプライチェーンをさらに発展させることにつながる。「両社は、サプライチェーンが利用できないこと、サプライチェーンのコントロール、価格設定に重点を置いています」とレビンソンは言う。「それが一緒にやっていることの核心的な側面です」。■


Military hydrogen-cell drones poised for big takeoff

A new partnership presents a moment for scaling up new, longer-range hydrogen-cell drones for warfare.

BY PATRICK TUCKER

SCIENCE & TECHNOLOGY EDITOR

MARCH 19, 2025

https://www.defenseone.com/technology/2025/03/military-hydrogen-cell-drones-poised-big-takeoff/403873/?oref=d1-homepage-river


2015年2月3日火曜日

★潜水艦ステルス性が危い: 対抗策は新しい発想による戦術と技術の利用だ



なるほど海中も空中も電子電磁空間と考えれば同じという発想ですね。潜水艦乗りは単独行動を好むはずなので協調作戦が可能になるまでに相当の価値観の変更が必要でしょうね。無人潜水機を運用、回収するとすればDARPAが検討しているUAVの空中母艦と同じ構想を海中で実現することになりますね。

Transparent Sea: The Unstealthy Future Of Submarines

By SYDNEY J. FREEDBERG JR.on January 22, 2015 at 6:07 PM
ssn695WASHINGTON:  探知されない潜水艦でアメリカの優位性を第二次大戦後一貫して維持してきた。しかし海中で姿を隠すのが困難になってきた。
潜水艦探知で新技術が出てきた。低周波ソナー、LED、ビッグデータ処理で探知は容易になる。だが同時に潜水艦間の相互通信も容易になる。
Bryan Clark Bryan Clark
  1. 全く新しい戦術が生まれると海軍作戦部長の上級顧問をつとめ潜水艦勤務も長いブライアン・クラークは指摘する。複数艦のネットワークで行動するのだという。有人潜水艦は敵国の海岸線から200カイリ地点で脅威を気にせず行動し、無人のミニ潜水艦や無人機が接近阻止領域拒否の防衛体制を突破できる。
  2. ネットワーク化した潜水艦戦隊ではアメリカのコンピュータ技術の優位性が活用でき、通信技術、自律運行の技術も応用できる。クラークの新戦術が米国の空中戦闘構想における無人機、スタンドオフ兵器、ネットワークの応用と同じく聞こえても偶然ではない。
  3. 「センサー類の改良とデータ処理能力の向上で海中戦は空の戦闘と似てきます」とクラークは主張。「探知はより容易になります。潜水艦と外部の連絡を水平線の彼方から探知できます。音声は地球の湾曲に沿って伝わる」ので無線信号とは異なるのだという。
  4. ビッグデータも新しい探知方法になる。各国海軍は通常はアクティブ・ソナーで1,000ヘルツ以上の高周波を用いるが、低周波で情報量はもっと多くなる。低周波は長波長となるが精度が落ちるもののコンピュータ処理で情報は明確になる。ちょうど空の世界で低周波レーダーがコンピュータの力でステルス機探知が可能になったのと同じだ。
  5. ビッグデータは別の魅力ある技術も可能にする。ソナーのかわりにレーザーやLEDの点滅光を使って潜水艦を探知する。アクティブ探知のかわりにパッシブな監視に専念し、背景雑音から海中生物の立てる音と海中を進む潜水艦の立てる波を区別する間接的な探知方法だが、空の世界でも同様の例がある。「パッシブ・レーダー」でステルス機を探知するには背景の無線発信でわずかな乱れを見つけるのだ。これはすでに当たり前の技術になっている。
  6. 潜水艦探知技術は「ステルス機を探知する方法と類似している」とクラークは言う。空中、海中ともに「ステルスの優位は消える」。
  7. だからといってF-35戦闘機、潜水艦ともに重要性を失うわけではない。ステルス性能がない機体(艦体)ならもっと悪い結果しか待っていない。ただしステルスは戦闘地帯に進入する際に代償となり、探知されずに侵入する保証はないという。
  8. そのためスタンドオフとステルスの合体が必要とクラークは主張。有人ステルス潜水艦を一定の距離外に配備し、探知されても退避可能な場所を選ぶ、一方で無人ステルス艇を消耗品と覚悟の上で送り出し、接近戦を行わせる。水上艦から大型無人機や無人潜水機unmanned underwater vehicles (UUVs)の運用は可能だ。
  9. 運用で連携をとるため水中通信ネットワークが必要になる。「水中センサーの性能向上に役立つ技術が水中通信でも利用できる」とクラークは言う。高周波音波、レーザー、LEDのすべてが水中でも広帯域のデータリンクを実現する。ただし空中の無線よりは有効範囲がせばまる。コンピュータ処理でノイズを取り除いて受信できる。海中にケーブルや中継装置が敷設してあればネットワークは陸上基地まで延長できる。
  10. 潜水艦乗りにはカルチャーショックとなるだろう。潜水艦では長期間誰とも話さず、本国の司令部とも交信しないのが通例だ。水上艦部隊と同じ集団運用・微調整のコンセプトが海中にも適用されるだろうか。海中ネットワークの実現は容易ではない。クラークは海軍上層部に働きかけてきたが、今度こそ真剣に検討されそうだ。■