ラップキャット
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LAPCAT（長期先進推進コンセプトおよび技術）は、マッハ数4～8の極超音速航空機用エンジンの製造方法を検証する、 36ヶ月にわたる欧州FP6研究でした。このプロジェクトは2008年4月に終了しました。[ 1 ]このプロジェクトは、 ESAではなく欧州委員会研究開発基金によって資金提供され、700万ユーロの費用がかかりました。[ 2 ] [ 3 ]
LAPCAT IIは、1000万ユーロ、4年間の後継プロジェクトであり、2008年10月に開始されました。 [ 1 ] [ 4 ]この研究は、マッハ5車両の詳細な開発ロードマップの定義を可能にする最初の研究の結果の一部を改良することを目指しています。[ 5 ]
目的
[編集]検討すべき主要な技術は2つあった。[ 6 ]
主な目的は以下の定義と評価であった。[ 6 ]
- タービンベースやロケットベースの複合サイクルなど、マッハ4～8の高速飛行のためのさまざまな推進サイクルとコンセプト
- 以下の重要なテクノロジー:
- 統合エンジン/航空機性能
- 質量効率の高いタービンと熱交換器
- 高圧および超音速燃焼実験
- モデリング
意図された結果は以下の通りであった：[ 6 ]
- システムレベルでの高速飛行の要件と運用条件の定義
- 超音速および高圧の燃焼および流れ現象に関する高速空気力学に特化した専用の実験データベース。
- 超音速および高圧燃焼、乱流、遷移現象に対処するための数値シミュレーション ツールによってサポートされる物理モデルの設定と検証。
- タービンおよび熱交換器部品の重量性能の実現可能性調査
結果
[編集]研究されたいくつかの乗り物の中で、LAPCAT IIに採用されたのはマッハ5の乗り物とマッハ8の乗り物の2つの新しいコンセプトだけだった。[ 5 ]
マッハ5の乗り物
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このプロジェクトの一環として研究されている超音速輸送機の候補の一つは、リアクション・エンジンズ・リミテッド社のA2でした。[ 7 ]研究者たちは、ブリュッセル（ベルギー）からシドニー（オーストラリア）まで2～4時間で飛行可能な航空機を研究しました。 [ 8 ]これにより、世界中の移動時間が大幅に短縮されます。
このような高速を達成し維持するために、リアクション・エンジンズ・リミテッド社は、液体水素の熱力学的特性を利用するシミターと呼ばれる新設計のコンセプトエンジンを開発する必要があった。[ 9 ]このエンジンは理論的には、有効排気速度40,900 m/s、または比推力4170 s、SFC 0.86 lb/(lbf⋅h)で、飛行中ずっとマッハ5を維持してA2を駆動することができる。 [ 8 ]
「これまでの結果から、リアクション・エンジンズのマッハ5機は、後々の技術的落とし穴を回避し、ブリュッセルからシドニーまで飛行できる可能性がある」と、ESAのLAPCATプロジェクトコーディネーター、ヨハン・スティラント氏は述べている。[ 10 ]開発者らは2009年、この機体はヨーロッパからオーストラリアまで5時間以内で飛行できると発表していた。 [ 11 ]これは、通常の航空機では丸一日かかる飛行時間に相当する。航空券の価格は、目標としてはほぼビジネスクラス並みだった。[ 12 ]
A2型機には窓がなかった。機体上空を流れる極超音速気流によって発生する熱によって窓の設計に制約が生じ、重量が重くなってしまうためだ。リアクション・エンジンズ社が提案した解決策の一つは、外部の風景を映し出すフラットパネルディスプレイを設置することだった。 [ 13 ]
マッハ8の乗り物
[編集]スクラムジェットをベースとしたマッハ8機の巡航飛行は実現可能と思われるが、加速時の燃料消費量が多く、総離陸重量に深刻な影響を与える。第一段ロケットエジェクターのコンセプトに関する初期の研究では、離陸重量が大きいにもかかわらず航続距離が短いという結果が出ていた。[ 5 ] [ 14 ]
参照
[編集]注記
[編集]- ^ a b Coppinger, Robert 'Rob' (2007年10月23日). 「EU、極超音速民間輸送研究に資金提供へ」 . Flight International . Flight global . 2009年7月3日閲覧。
- ^ 「LAPCAT、超音速民間航空を目指す」 Gizmo Watch 、2007年8月30日。 2009年2月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年7月3日閲覧。
- ^ 「LAPCAT – 長期先進推進コンセプトと技術」欧州委員会。2009年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年7月3日閲覧。
- ^ バターワース＝ヘイズ、フィリップ（2008年6月）「欧州、極超音速機のスピードアップ」（PDF）エアロスペース・アメリカAIAA 2010年3月7日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2009年7月3日閲覧。
- ^ a b c 「LAPCAT II 概要」 . 欧州宇宙機関. 2009年11月17日. 2010年9月21日閲覧。
- ^ a b c 「概要：長期先進推進コンセプトと技術」。欧州宇宙機関。2005年11月24日。2012年10月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年7月3日閲覧。
- ^ Reaction Engines Limited - LAPCAT開発者 Archived 2009-07-05 at the Wayback Machine
- ^ a b 「LAPCAT：長期先進推進コンセプトとテクノロジー」 Reaction Engines Limited. 2009年7月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年7月3日閲覧。
- ^ 「LAPCAT - シミターエンジン」 Reaction Engines Limited. 2009年7月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年7月3日閲覧。
- ^ Coppinger, Robert 'Rob' (2006年6月15日). 「EUの700万ユーロの極超音速研究計画、英国設計のマッハ5航空機でブリュッセルからシドニーまで2時間で飛行可能か検討」 Flight International . 2009年7月3日閲覧。
- ^ 「極超音速旅客機を設計」。ニュース。英国：BBC。2008年2月5日。 2009年7月3日閲覧。
- ^ Tom Chivers (2008年2月5日). 「Hypersonic flight: Brussels – Sydney in 5 hours」. 2020年2月10日閲覧。
- ^ モリス、スティーブン（2008年2月5日）「5時間以内にオーストラリアに到着するように設計された極超音速機」ガーディアン紙（英国）。 2009年7月3日閲覧。
- ^ 研究によって作られたドーサル型マッハ8機の概念設計（JPEG）（画像）、ESA、2008年12月5日 。
参考文献
[編集]- Steelant, J (2006年8月)、LAPCATキックオフ (PDF) (スライド)、2007年9月27日にオリジナルからアーカイブ、 2024年3月15日取得
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LAPCAT（長期先進推進コンセプトおよび技術）は、マッハ数4～8の極超音速航空機用エンジンの製造方法を検証する、 36ヶ月にわたる欧州FP6研究でした。このプロジェクトは2008年4月に終了しました。[1]このプロジェクトは、 ESAではなく欧州委員会研究開発基金によって資金提供され、700万ユーロの費用がかかりました。[2] [3]
LAPCAT IIは、1000万ユーロを投じた4年間の後継プロジェクトであり、2008年10月に開始されました。[1] [4]この研究は、マッハ5機体の「詳細な開発ロードマップの定義を可能にする」最初の研究の結果の一部を改良することを目指しています。[5]
目的
検討すべき主要な技術は2つあった。[6]
主な目的は以下の定義と評価であった: [6]
- タービンベースやロケットベースの複合サイクルなど、マッハ4～8の高速飛行のためのさまざまな推進サイクルとコンセプト
- 以下の重要なテクノロジー:
- 統合エンジン/航空機性能
- 質量効率の高いタービンと熱交換器
- 高圧および超音速燃焼実験
- モデリング
意図された結果は以下の通りであった：[6]
- システムレベルでの高速飛行の要件と運用条件の定義
- 超音速および高圧の燃焼および流れ現象に関する高速空気力学に特化した専用の実験データベース。
- 超音速および高圧燃焼、乱流、遷移現象に対処するための数値シミュレーション ツールによってサポートされる物理モデルの設定と検証。
- タービンおよび熱交換器部品の重量性能の実現可能性調査
結果
研究されたいくつかの乗り物の中で、LAPCAT IIに残された新しいコンセプトはマッハ5の乗り物とマッハ8の乗り物の2つだけであった。[5]
マッハ5の乗り物
このプロジェクトの一環として研究されている超音速輸送機の候補の一つは、リアクション・エンジンズ・リミテッド社のA2でした。[7]研究者たちは、ブリュッセル（ベルギー）からシドニー（オーストラリア）まで2～4時間で飛行でき、[8]世界中の移動時間を大幅に短縮できる航空機を研究しました。
このような高速を達成し維持するために、リアクション・エンジンズ・リミテッド社は、液体水素の熱力学的特性を利用するシミターと呼ばれる新設計のコンセプトエンジンを開発する必要があった。[9]このエンジンは理論的には、有効排気速度40,900 m/s、または比推力4170 s、SFC 0.86 lb/(lbf⋅h)で、飛行中ずっとマッハ5を維持してA2を駆動することができる。 [8]
「これまでの結果から、リアクション・エンジンズのマッハ5機は、後々の技術的落とし穴を回避し、ブリュッセルからシドニーまで飛行できる可能性がある」と、ESAのLAPCATプロジェクトコーディネーター、ヨハン・スティラント氏は述べている。[10]開発者らは2009年、この機体はヨーロッパからオーストラリアまで5時間以内で飛行できると発表していた。 [11]これは、通常の航空機では丸一日かかる飛行時間に相当する。航空券の価格は、希望価格帯としてはほぼビジネスクラス並みだった。[12]
A2型機には窓がなかった。機体上空を流れる極超音速気流によって発生する熱によって窓の設計に制約が生じ、重量が重くなってしまうためだ。リアクション・エンジンズ社が提案した解決策の一つは、外部の風景を映し出すフラットパネルディスプレイを設置することだった。 [13]
マッハ8の乗り物
スクラムジェットをベースとしたマッハ8機の巡航飛行は実現可能と思われるものの、加速時の燃料消費量が多く、総離陸重量に深刻な影響を与える。第一段ロケットエジェクターのコンセプトに関する初期の研究では、離陸重量が大きいにもかかわらず航続距離が短いという結果が出ていた。[5] [14]
参照
注記
- ^ ab Coppinger, Robert 'Rob' (2007年10月23日). 「EU、極超音速民間輸送研究に資金提供へ」. Flight International . Flight global . 2009年7月3日閲覧。
- ^ 「LAPCAT、超音速民間航空を目指す」Gizmo Watch、2007年8月30日。2009年2月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年7月3日閲覧。
- ^ 「LAPCAT – 長期先進推進コンセプトと技術」欧州委員会。2009年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年7月3日閲覧。
- ^ バターワース＝ヘイズ、フィリップ（2008年6月）「欧州、極超音速機のスピードアップ」（PDF）エアロスペース・アメリカAIAA 2010年3月7日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2009年7月3日閲覧。
- ^ abc 「LAPCAT II概要」欧州宇宙機関（ESA）2009年11月17日。 2010年9月21日閲覧。
- ^ abc 「概要：長期先進推進コンセプトと技術」欧州宇宙機関（ESA）2005年11月24日。2012年10月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年7月3日閲覧。
- ^ Reaction Engines Limited - LAPCAT開発者 Archived 2009-07-05 at the Wayback Machine
- ^ ab 「LAPCAT：長期先進推進コンセプトと技術」Reaction Engines Limited. 2009年7月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年7月3日閲覧。
- ^ 「LAPCAT - シミターエンジン」Reaction Engines Limited. 2009年7月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年7月3日閲覧。
- ^ Coppinger, Robert 'Rob' (2006年6月15日). 「EUの700万ユーロの極超音速研究計画、英国設計のマッハ5航空機でブリュッセルからシドニーまで2時間で飛行可能か検討」Flight International . 2009年7月3日閲覧。
- ^ 「極超音速旅客機を設計」ニュース、英国：BBC、2008年2月5日。 2009年7月3日閲覧。
- ^ Tom Chivers (2008年2月5日). 「Hypersonic flight: Brussels – Sydney in 5 hours」. 2020年2月10日閲覧。
- ^ モリス、スティーブン（2008年2月5日）「5時間以内にオーストラリアに到着するように設計された極超音速機」ガーディアン紙（英国） 2009年7月3日閲覧。
- ^ 研究によって作られたドーサル型マッハ8機の概念設計（JPEG）（画像）、ESA、2008年12月5日。
参考文献
- Steelant, J (2006年8月)、LAPCATキックオフ(PDF) (スライド)、2007年9月27日にオリジナルからアーカイブ、 2024年3月15日取得
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