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2026年7月2日木曜日

JetZeroの画期的なBWB機開発②米空軍も資金拠出しているのは空中給油機、輸送機への応用の可能性があるためだが、まず今年中の実証機の初飛行が注目されます

 JetZeroがBWB設計の改訂版を公開、実証機の初飛行準備も進む

JetZero Reveals Revised BWB Design As Demonstrator Takes Shape

(T1と共通記事です)

https://aviationweek.com/aerospace/emerging-technologies/jetzero-reveals-revised-bwb-design-demonstrator-takes-shape

Art credit: JetZero Caption: JetZero's BWB demonstrator will feature V tails and winglets rather than the original wingtip rudders

JetZeroのBWB実証機は、当初の翼端ラダーの代わりにV字尾翼とウィングレットを採用する。画像提供:JetZero


JetZeroは、年末に予定されている初飛行準備評価に向け、ブレンデッド・ウィング・ボディ(BWB)実証機の設計変更を明らかにした。

米空軍の資金援助を受けている実物大のデモンストレーターは、2027年後半に初飛行を行う予定だ。

BWBデモンストレーターや計画中のZ4旅客機の以前のイメージ図に描かれていた翼端ラダーは、V字尾翼とウィングレットに置き換えられた。また、後部胴体上部にエンジンを搭載する配置も変更された。

JetZeroは6月11日、サンディエゴで開催された米国航空宇宙学会(AIAA)の航空フォーラムの特別セッションで、改訂版設計の詳細を明らかにした。

チーフ・デザイン・オフィサーのジョン・ヴァスバーグによると、V字尾翼はエンジンの騒音遮蔽効果をもたらすほか、ラダーをより後方に配置することで、静的安定性マージンが5%という比較的短い機体のトリム調整を効果的に行い、巡航効率を最大化できるという。

実証機は、主にBWBの空力効率と、予測される揚力対抗力比22を検証するため製造中だ。同社は、2030年代初頭に就航する航空機で、従来型の「チューブ・アンド・ウィング」構成と比較して、ミッション時の燃料消費量を20%削減することを目指している。

JetZeroは、「Pathfinder」プログラムの一環で、6.25%スケールのSV-4モデルの動画を公開した。Z4の代理チーフエンジニアであるノーム・プリンセンによると、この縮小模型は、実機の飛行制御法則を検証するために使用されているという。

明らかになったもう一つの重要な変更点は、プラット・アンド・ホイットニー製のPW2040エンジン2基をどのように搭載するかという点である。デルタエアラインズが提供した、ボーイング757に搭載されていたエンジンは、本来は主翼下に吊り下げる設計のため、上部取り付けには改造が必要となる。

JetZeroは以前、エンジン上部の既存の主翼パイロン取り付け部に接続する湾曲したフレームを用いたデュアルパイロン配置を計画していた。しかし、今回マクドネル・ダグラスMD-11の中央エンジンを支える「バンジョー」フレームに似た設計に変更された。

荷重は、PW2040上部のエンジン支持ボックスから、バイパスダクトの内部固定構造を伝って、BWBの上部胴体に取り付けられた単一の下部パイロンへ伝達される。ナセル下部のダイバータチャネルが、境界層の吸入を防ぐ。

最悪の条件(90度の横風、最大24kt)であっても、計算流体力学(CFD)シミュレーションによれば、エンジンによる境界層気流吸入は確認されていない。「実質的に歪みは生じず、エンジンの許容限界に対しゼロである」とヴァスバーグは述べた。

JetZeroは、量産型Z4に搭載するエンジンの評価を現在も続けている。推進システム責任者のロマー・フレイジャーによると、ナセルを単一のパイロンに取り付けると、荷重状態にエンジン構造に歪みが生じる可能性があるため、傾斜パイロンやサイドマウントなど、さまざまな取り付け方法を検討しているという。

翼幅178フィート、総重量260,000ポンドの実証機の組み立ては、パートナー企業ノースロップ・グラマン傘下のスケールド・コンポジットで進められている。「予定通り、予算内です。すべてのマイルストーンを達成しています」と、JetZeroのエンジニアリング責任者フロレンティーナ・ヴィスコッチは述べた。

政府チームの主任エンジニアであるNASAのフェイ・コリアーによると、システム統合審査は5月下旬に完了している。同氏は、実証機プログラムの予算が、初飛行準備審査までの見積もりである8億ドルを下回っていることも付け加えた。

ヴィスコッチによると、チーム全員が拠点を置くカリフォーニア州モハーベで実証機の主要部品が組み合わされつつあり、スケールドでは150人が交代制で取り組んでいるという。燃料タンクは完成し、コックピットは組み立て済みで、主翼外板と機体本体の製造が進められており、着陸装置も社内で製造されている。

BWB実証機が形になりつつある一方で、JetZeroはZ4の設計を進めている。Z4は、翼幅200フィート、巡航速度マッハ0.8、航続距離5,000海里の250席中型旅客機で、利用可能座席マイルあたりの燃料消費量において、ボーイング767より30~50%優れた燃費性能をめざす。また、JetZeroは、米空軍に提案中のZ4派生型である空中給油機バージョンの設計も成熟させつつある。■

グラハム・ワーウィック

グラハムは、『Aviation Week』誌の技術関連報道を統括しており、航空宇宙業界全体のエンジニアリングと技術に焦点を当て、特に航空、航空宇宙、防衛分野において戦略的に重要な技術の特定に注力している。


2024年2月26日月曜日

米国防総省が支援する新興企業ジェットゼロのBWB実証機の初飛行が近づく----順調に行けばその後、実寸大のBWBが登場する

BWBは先にボーイングが縮小機を飛行させていますが、新興企業ジェット・ゼロも縮小版から初めて実機に移行するとのことです。初飛行すれば航空史上でまた一つのマイルストーンが生まれますね。AviationWeekがシンガポール航空ショー会場から伝えていますのでご紹介しましょう。

JetZero blended wing body aircraft

Credit: Mark Wagner Aviation Images


ジェットゼロ・スケールの実証用BWB機が初飛行に迫る

ンガポール・エアショーで展示されたジェットゼロJetZeroのBWBデモ機は、2023年に締結されたDIU契約の一環で開発される実機へ道を開く。

カリフォーニア州を拠点とするジェットゼロは、今後数週間以内にブレンデッド・ウィング・ボディ(BWB)マルチロール商用・軍用実証機の縮小版の飛行試験を開始すると発表した。

「数日から数週間のうちにできるだろう」とジェットゼロのトム・オリアリーTom O’LearyCEOはエイビエーション・ウィークに語った。「準備は整っており、湖底の乾燥を待つだけです」と、離着陸テストに使用されるカリフォーニア州エドワーズ基地の広大な地域を指して彼は付け加えた。南カリフォルニアでは大雨があり、湖底の大部分は水で浸水している。

翼幅23フィート、縮尺12.5%の機体は、NASAの持続可能な飛行実証機プログラムの初期段階として2021年の契約で資金提供をうけており、ジェットゼロによるBWBコンセプトの重要な特徴である関節式機首脚の設計の評価に使用されるもので、2023年に授与された2億3,500万ドルの米国国防イノベーションユニット(DIU)契約で開発される実機へ道を開く。

ジェットゼロの共同設立者で最高技術責任者(CTO)のマーク・ペイジ Mark Pageは、1990年代にマクドネル・ダグラスで混合翼コンセプトの創案に貢献したBWBのベテランである。離陸時には、ノーズギアが数フィート伸びて迎え角が約6度増加し、BWBのボディが揚力を生み出す。

最初の飛行試験段階は3ヶ月程度と予想されているが、プログラムが継続されるにつれ、サブスケールの機体は追加試験に使用され続ける予定、とペイジは言う。小型実証機の飛行試験は、当初2023年後半に開始される予定だったが、一部の飛行制御システム部品の納期が遅れたために延期されていた。

ジェットゼロの4年間の開発計画は、2027年第1四半期に始まる実証機の飛行試験で頂点に達する。エアバスA330に近い翼幅を持ち、ボーイング767に匹敵するサイズの実証機は、ノースロップ・グラマンとその試作子会社スケールド・コンポジッツと共同で製造・試験される。

「実証機の完成時期は完全に予定通りです」とオリアリーは言う。「予備設計審査は6月に、重要設計審査は2025年前半に予定されています」。

BWBの商用型は、ジェットゼロの表現によれば中堅市場向けであり、同社はカリフォルニア州ロングビーチで開催されるシンポジウムに主要航空会社10社ほどを招待している。「これは一種のプレ・ワーキング・グループであり、実際には、ワーキング・グループから何を望むかについて、各社のご意見を聞きたい」とオリアリーは言う。「座って、『ワーキンググループのあるべき姿について話し合おう』と言いたいのです」。

ジェットゼロは実証機にプラット・アンド・ホイットニーのPW1100Gを選択したが、最近米空軍から表明されたエンジン出力の限界に関する懸念について、オリアリーは次のように言う。

「主なことは、空軍が何を求めているかということです。燃料を持ち運ぶのならば、推力が大きい方がいいに決まっている」とオリアリーは言う。「新しいエンジンがあれば最高ですが、私たちは大手メーカーではありませんので、エンジン会社に行って、『新しいエンジンを作ってくれ』とは言えません。空軍のプログラムは商業実証プログラムであり、タンカーでもなければ輸送実証プログラムでもない。空軍が我々のプログラムに投資しているのは、納税者が投資家として恩恵を受けられると考えているからでうす」。■

JetZero Scaled Demo BWB First Flight Imminent | Aviation Week Network

Guy Norris February 22, 2024




2023年4月22日土曜日

次期高性能給油・輸送機構想に新興企業がBWBコンセプトで挑戦! 航空業界に新しい風が吹く?

 今回はターミナル1(民間機、新技術)、ターミナル2(軍用機)共通記事です。




ノースロップ・グラマンと組みJetZeroからZ-5が米空軍が求める大型高性能給油機・輸送機実証事業に提案されている。Credit: JetZero


  • ボーイングとエアバスに挑む新興企業が登場

  • Z-5デモ機が飛行テストに向かう

  • ピボットギアコンセプトが、新しいブレンドウィングボディの鍵


主翼胴体一体型機の時代がついに到来したのだろうか。カリフォーニアの新興企業ジェットゼロJetZeroはそう考え、中型の商用および軍用タンカー・輸送市場をターゲットにしたマルチミッションデザインを発表した。


1980年代後半にコンセプトとして登場し研究されてきたブレンデッドウィングボディ(BWB)は、有望な性能予測にもかかわらず、支持を得られなかった。ジェットゼロは、持続可能な中型旅客機を求める市場と、同じサイズの先進的なタンカー・輸送機を求める米空軍に同時対応し、BWBにとってかつてない市場需要ができたと述べている。

BWBコンセプトは、機体構造と空気力学を融合させ、重量と抵抗を減らしながら、胴体を揚力に貢献させる。ハイブリッドウィングボディとも呼ばれ、通常無尾翼で、従来のチューブアンドウィングデザインに比べ、湿潤面積、摩擦抵抗、形状抵抗が小さくなるため、高効率の構成となる。また、BWBは、上面に搭載されたエンジンの騒音のほとんどが機体が遮蔽されるため、現在の旅客機よりも静かな機体となる。

ジェットゼロのZ-5は、Zシリーズ最初の機体で、航続距離5,000nmと乗客最大250に最適化したデザインとなっている。全複合材製機体は、広いシングルデッキと高アスペクト比の主翼を備える。そのため、翼幅はエアバスA330と同じ200フィート近くだが、機体長はボーイング767よりも短い。この大きさにもかかわらず、ジェットゼロはこの中型機について、「767など現行機と比較して、重量は約半分、必要な動力は半分になる」と述べている。



Z-5はボーイング767より短く、エアバスA330に近い翼幅。Credit:JetZero

2030年代の就航を目指すジェットゼロの事業計画で重要となるのは、軽量化と出力要件の低減で、Z-5はCFM Leap 1やPratt & Whitney PW1100Gといった既存の単通路用エンジンの派生型を使用できる設計だ。また、機体には従来型システムが搭載され、開発を簡素化し、コストとリスクを低減できると同社は説明している。

Z-5は、2020年にプロジェクトが棚上げされるまでボーイングが研究していた新中型機(NMA)の市場を狙う。ボーイングは2030年代半ばの就航を目指し、従来型構成でNMAクラス航空機の低レベル研究を復活させたものの、メーカー自身が認めるように、新製品の実現はまだ数年先の話だ。

エアバスも、2030年代半ばにZEROe構想で研究した水素燃料コンセプトの1つで200席のBWBはあるものの、NMAカテゴリーの新型機開発からは何年も離れている。A321XLRは、A321neoの長距離バージョンで、最大220人を乗せ4,700kmを飛行する設計で2024年に就航する予定だ。

しかし、Z-5開発の短期的な足掛かりとなるプログラムは、米国国防総省が計画している、将来型タンカーおよび輸送機として評価を受けるBWB実証機だ。当初目標は、試作機のデジタルデザインを開発し、実証機の初期耐空性および試験計画を行い、最終的に「認証および試験用の大型試作機を製造する」ことだと空軍は述べている。

ジェットゼロは、3月末に245百万ドルの費用負担で提案書を提出しており、NASA支援対象のサブスケール実証機の飛行テストが今年中の予定であることから、同社はコンセプトを公表する時期が来たと判断した。

ジェットゼロの共同創業者であるトム・オリアリーは、「概念設計が完了し、インキュベーション段階から実証段階に移行することがマイルストーンとなる」と語る。「このコンセプト・デザインは、既存の単通路用エンジンと燃料消費量と排出量を50%削減し、タンカーとして実用化でき、市場の中間的なギャップを埋める混合翼体の開発につながりました。

「空軍の目標は、タンカーに転用可能な商用BWBの能力を実証すること」とオリアリーは続けた。「当社は、空軍の提案書と合わせ提出した、製造やミッションシステム含む供給ベース各社から支持の手紙をもらっています」。

Z-5は、燃料効率の高さから、最大距離のミッションでボーイングKC-46タンカーの最大2倍の燃料を運べる、とJetZeroは主張。また、同機は、現行の空港インフラを利用できる設計だ。空軍は今年半ばまでに採択案を選定し、2027年に実証飛行を開始する。

米空軍は昨年、最初の募集を発表時に、BWBは「能力向上と温室効果ガス排出削減の両面で、将来の米空軍機にとって唯一最もインパクトのある技術機会」と述べている。貨物機、タンカー、爆撃機などをBWBに変更すれば、現在の燃料価格で、年間燃料費を10億ドル削減できるという。

Z-5は、業界にとってセレンディピティな時期に登場したと、元エアバス・アメリカおよびインターナショナル・エアロ・エンジンのCEOで、ジェットゼロの諮問委員会メンバーでもあるバリー・エクレストンは言う。「環境、空軍、NASAからの追い風に加え、技術面での追い風もあり、以前は実現不可能だったことが可能になりました。ボーイングやエアバスがこの分野で何も新しいことをやっていない事実と照らし合わせると、『ここで何もしないでいるわけにはいかない』となるんです。業界はそれを必要としている。もし、現行製品より30〜50%良くなるとわかっているのなら、なぜやらないのでしょうか?」と言う。

ジェットゼロは、NASAの持続可能な飛行実証機(SFD)プログラムの初期段階2021年の契約で、翼幅23フィート、12.5%のサブスケールBWB実証機の飛行テストを準備中だ。この機体は、内部容積を最大化し、機体の回転を補助する斬新なランディングギア設計を主要な特徴とするZシリーズの評価に使用される。SFDの主契約は、1月にボーイングが受注した「Transonic Truss-Braced Wing」コンセプトの737サイズのデモンストレーターの開発です。

マクドネル・ダグラス時代のBWB経験者であり、ジェットゼロの共同設立者兼最高技術責任者であるマーク・ペイジが開発した「ピボットギア」コンセプトは、BWB設計が直面する重要課題である低速ピッチ制御と揚力性能を改善する。ジェットゼロの前身であるDzyne Technologies社が提案したBWB旅客機「Ascent 1000」で設計されたもので、ノーズランディングギアを前方に、メインギアを後方に移動し客室後方の未使用の内部容積に収める。

離陸時には、ノーズギアが数フィート伸び迎え角が約6度大きくなり、BWBのボディ自体が揚力を発生させ「エレボンの効果を増幅させる」(JetZero社)という。ポンプやアクチュエーターを不要とするパッシブ制御により、Z-5はピッチ姿勢に早く到達できる。これにより、離陸速度を遅くでき、離陸時の高推力要求を減らせる。また、前縁のハイリフトスラットが不要になり、後縁フラップのサイズも小さくできる。


高アスペクト比の主翼と埋め込み式のトップマウントエンジンに加え、中型機のZ-5はサイドエキジットとスカイライトウィンドウを備える。Credit: JetZero

Z-5は、従来のBWBコンセプトで批判された乗客の出入りや乗り心地、客室一部に窓がないことに対応するため、前方部にサイドウィンドウ、メインと後方部にスカイライトウィンドウを備える。内寸は公表されていませんが、エアバスA380に近い客室幅と乗り心地が期待される。Z-5では、従来型の客室レイアウトに比べ、前方および後方の出口に素早くアクセスできるアセント1000原則を採用する


Z-5のシングルデッキ構成に加え、一次構造の複合材料の進歩により、非円形の胴体内に圧力構造を実現する設計課題が解消されたとジェットゼロは述べている。当初の設計では、持続可能航空燃料に従来型タンクをベースにしていたが、BWB構成では、液体水素燃料タンクを将来的に搭載する内部容積が十分に確保されているという。

ジェットゼロは、産業開発計画の一環として、「民間資金への働きかけと潜在的なプログラムパートナーとの関わりを同時開始する」と述べている。タンカー実証機の提案では、BWB構成に似た全翼機で設計・製造経験を持つ唯一の機体メーカー、ノースロップ・グラマンがこれに含まれる。

電動垂直離着陸機の新興企業ベータ・テクノロジーズBeta TechnologiesのCEOだったオリアリーは、「空軍のBWB実証機プログラムでの採択に当社は有利な立場にあると思っています」と語る。「BWBの開発に、産業パートナー多数に協力を仰いでいます。概念設計をするためには、あらゆる供給源と協力する必要がありました。だから、何でも相談したんです。『それはおかしい、一緒にやらない』と言った会社はありません。サプライベースのトップからボトムまで、全員です」。

「最大の戦いの一つは、もちろん、ボーイングとエアバスがそうならないよう必死に努力することです」とエクレストンは、競争的側面について指摘します。「私たちがボーイングやエアバスを出し抜けるほど賢いとは言いませんが、多くのパートナーを得て、真の信頼を得ています」。■

JetZero Unveils Midmarket Airliner And Air Force Tanker BWB Plan | Aviation Week Network

Guy Norris Graham Warwick April 21, 2023