宇宙
X-59 QueSST: 超音速旅行の静かな復帰
1903年にライト兄弟が初飛行して以来、航空機は人々と貨物の両方にとって重要な輸送手段となっています。
しかし、速度の面では、少なくとも民間ジェット部門において、1970年代以降ほとんど停滞していると言えるでしょう。その大きな理由は、超音速飛行への試みが商業的に成功しなかったことです。
最後の商業超音速飛行はフランスのコンコルドが2003年に行い、1960年代に開始されたプログラムで、長年の財政赤字と衝撃的な墜落により計画は中止されました。
超音速商用ジェット機の主要な問題は、飛行機が音速壁（1,235 km/h – 767 mph）を超えて飛行すると、音速自体より速くなることで、機体が空気を圧縮し、いわゆるソニックブームが発生することです。飛行経路下に住む人々にとって迷惑になるだけでなく、繰り返されるソニックブームは健康問題や構造的損傷を引き起こす可能性があります。
その結果、コンコルドは米国内での超音速飛行が禁止され、大西洋横断路線に限定され、プロジェクトの収益性が直接的に損なわれました。
出典: Biodeluna
それはまた、何十年もの間新しい超音速機の開発がほとんど行われてこなかったことを意味します。その代わりに、いわゆるハイパーソニック飛行、すなわち大気圏外へ出て超音速飛行よりも速くなるサブオービタルロケットや、新しいラム・ローターデトネーションエンジン（RRDE）への関心が高まっています。
しかし、NASAとロッキードがX-59の進捗を発表したことで、まもなく変わる可能性があります。X-59は、ソニックブームを全く発生させないかもしれない新しい超音速機の設計です。
超音速飛行を実用化する
超音速ブームの問題
飛行機が空気を圧縮して超音速ブームを引き起こすほど高速で飛行すると、音圧は約105〜110 dBになります。これは、スノーブロワーや大音量のロックコンサート、チェーンソー、風船が破裂する音と同じレベルです。
最初の問題は騒音による乱れで、人間や動物を驚かせたり不快にさせたりします。もし超音速飛行が一般化すれば、航空路が混雑する地域の人々は1日20〜30回程度この大音量にさらされる可能性があります。これにより、睡眠障害、聴覚損傷、心血管系の問題が深刻に増加する恐れがあります。
もう一つの懸念は構造的損傷で、強烈な超音速ブームはガラスを割り、窓を揺らし、弱体化した建物のモルタルや壁紙を剥がすことがあります。
出典: CNN
これらの影響は1960年代にさかのぼって実証されました。当時、超音速戦闘機がオクラホマシティ上空で繰り返し飛行し、ソニックブームが一般市民に与える影響をテストしました。その結果、最大で20％の人々がブームに反対し、4％が苦情や損害賠償を申し立てました。
これらすべての問題により、米国や多くの他国は陸上での超音速飛行を禁止し、このような航空機は永続的に収益性がなくなりました。
ブームなし超音速飛行
すでに1社が「Boom Technology」という名の通り、超音速ブームを回避する方法を開発しています。その考えは、大気中で音が伝わる仕組みを利用し、超音速ブームが地上に到達する前に上方へ跳ね返すことです。
これは有望なアイデアですが、同社は現在、データセンター建設ブームに電力を供給するガスタービンの販売で収益を上げる方向へ転換したようです。この「ブームなし」飛行の手法について詳しくは、当社の記事「Pre-Orders Growing for the XB-1 as it Breaches Sound Barrier in Latest Test」をご覧ください。
実験機X-59が採用している別の方法は、そもそも問題となる超音速ブームを発生させないことです。
NASAとロッキード・マーティンは、彼らの新設計が減衰した超音速ブームを生み出し、音量は75デシベル程度で、車のドアを閉める音と同程度だと主張しています。
「それは、この航空機が地平線上の遠くの雷鳴や、角を曲がった先で誰かが車のドアを閉める音のように聞こえるということです。人々がブームを全く聞かないことさえあり得ますし、たとえ聞いたとしても、低く広がっているため驚くことはなく、決して大きな音ではありません。」Craig Nickol – NASA本部上級顧問
もしこれが事実であれば、従来の航空機とほぼ同程度の音量で、航空路下の住民や規制当局にも受け入れられる「ブーム」のない新たな超音速飛行時代が開かれることになります。
X-59 の概要
X-59 プログラム概要
このプログラムはNASAによって開始され、2016年2月にロッキード・マーティンが予備設計契約を獲得しました。当初の計画では、Low-Boom X機の初飛行テストは2021年に行われる予定でしたが、度重なる遅延により2025年10月に延期されました。
「わずか数年で、私たちは野心的なコンセプトから現実へと進みました。NASAのX-59は、旅行の方法を変え、はるかに短い時間で私たちをより近づけるでしょう。」Pam Melroy – NASA副管理官
最終的なX-59設計は依然として実験機であり、このプロトタイプから派生する可能性のある旅客機よりも小型です。
全長は約100フィート、空重量は14,990ポンド、燃料8,700ポンドと600ポンドのペイロードを搭載し、総重量は25,000ポンドです。
X-59はマッハ1.4（音速の1.4倍、約1,070 mph – 1,730 km/h）までの速度で飛行でき、GE Aerospace製のF414-GE-100エンジンで動力を得ています(GE )。巡航高度は55,000フィートです。
出典: Lockheed Martin
どのようにして超音速ブームを低減するか？
設計の重要なポイントは、航空機に全長の約3分の1に相当する非常に長く針状の「ノーズ」を装着し、空気圧波を拡散させることでした。これは、当時非常に長いノーズを持ち、飛行中に形状を変えることができたコンコルドに似ています。
この独特の形状により、X-59は超音速ブームの根本原因である衝撃波の合体を回避できるはずです。戦略的に配置された空力面が、巨大な衝撃波をより小さな音波に分解するのを助け、従来の超音速ブームを防ぎます。
「それは現在存在するコンコルドや他の超音速航空機よりもはるかに静かになるでしょう。非常に長く細い形状で、全長はほぼ100フィート（30.5メートル）ですが、翼幅は約29フィートにとどまります。この航空機の特徴的なノーズは全長の約3分の1です。」Craig Nickol – NASA本部上級顧問
設計がさらに静かになる要因として、上部に取り付けられた単一エンジンが音を下方ではなく上方に向けて放射することが挙げられます。これにより空力的にも滑らかな形状となり、騒音の発生が抑えられます。
翼の追加設計も音を上方に導き、後部の小さな尾翼が衝撃波を減少させます。
独自の設計要件
機体のノーズが非常に長いため、従来のコックピットでは滑走路を見ながら操縦・着陸することができません。その代わりに、NASAが開発した外部ビジョンシステム（XVS）— 前方カメラからのリアルタイム高解像度映像を4Kモニターで表示するシステム— が航空機の操縦に使用されています。
もう一つの課題は、異例の設計により、エンジニアが燃料、航空電子機器、その他航空機に必要な装備をどのように搭載するかを再考せざるを得なかったことです。
「これは細長い航空機で、システムをすべて収める通常の胴体断面がほとんどありません」とブランダーは語ります。「したがって、超音速有人航空機を飛行させるために必要なすべてを詰め込むことは、実際にパッキングと統合の課題です。」Jay Brandon – X-59チーフエンジニア
しかし、プロトタイプは比較的従来型の部品も使用しており、将来的に商用機へ転換する際に特殊素材を必要としないようにすることが期待されています。
「X-59では、実際に非常に従来型の素材を使用しています—他の航空機、特に亜音速機で使用されているものと非常に似ています。」Mike Buonanno – X-59主任エンジニア
同様に、多くの部品が他の航空機から直接リサイクルされており、コスト削減と実績のある部品の使用でデモ機への技術リスクを減らしています：
- F-16からのランディングギアと油圧システム
- T-38のコックピットキャノピー
- F-117のコントロールスティック。
- T-50超音速訓練機の環境制御システム
もちろん、このアプローチで新規開発の必要性を回避できたとしても、異なる航空機部品を組み合わせたフランケンシュタイン的な組み立てを機能させるには大規模な作業が必要でした。
X-59 の将来の潜在的課題
成功した試験飛行の後でも、X-59コンセプトは依然としていくつかの課題に直面する可能性があります。
一つは技術的な問題です。既存のプロトタイプは実際の旅客機サイズに拡大した際に期待通りにスケールしない可能性があります。また、乗客輸送に重要な機内騒音についてはほとんど言及されていません。
同様に、より大型の機体が予測された75 dBの騒音範囲を維持できるかはまだ不明です。
別の課題は、一般市民や規制当局による超音速飛行の受容に関するものです。理論上、75 dBのレベルは陸上超音速飛行の禁止を撤廃または少なくとも修正するのに十分であるはずです。しかし、実際にはGE Aerospaceやロッキード・マーティンなどの企業ロビイストが支援しても、規制の変化は非常に遅くなることがあります。
また、雷のような低い轟音の航空機に対して一般市民がどのように感じるかはまだ明らかではありません。NASAのチームが市民と協議を行った後に、全体像が明らかになるでしょう。
最後に、いずれにせよ超音速飛行ははるかに多くの燃料を消費します。これによりコストが上昇し、二酸化炭素排出も増加します。これに伴うイメージ問題や厳しい経済性が、商業モデルに悪影響を及ぼす可能性があります。
X-59 とブームなし飛行への投資
ロッキード・マーティン
(LMT )
ロッキード・マーティンは世界最大級の航空宇宙・防衛企業の一つで、2025年11月に「Lockheed Martin (LMT) Spotlight: A Leader In Defense and Aerospace」で詳細に取り上げました。ただし、同社の事業は武器だけに限りません。
ロッキードは航空学と宇宙航空の主要なイノベーターです。X-59に加えて、アメリカを月へ戻すアルテミス計画に不可欠なオリオン宇宙船の設計、開発、試験、製造の主要請負業者でもあります。
SLSやその後のStarshipの打ち上げが安価で頻繁になることでプログラムが拡大すれば、オリオンの生産も促進されるでしょう。
また、アルテミス計画に関連して、ロッキードは月の南極で機能できる月面太陽光パネルのプロトタイプの重要試験を完了したと発表しました。
同社は他の宇宙プログラムにも積極的で、GOES-R気象衛星、OSIRIS-RExによる小惑星サンプル回収、木星探査機JUNO、そして着用型放射線シールドベストAstroRadなどがあります。
要するに、同社はNASAの実験プログラムに深く関わる企業です。
宇宙活動を超えて、ロッキードはブラックホークヘリコプターやF-16などの航空機、F-35や航空レーダー機、さらにはC-5ギャラクシーやC-130Jスーパーヘラクレスといった物流機も手掛けています。
出典: Lockheed Martin
また、JAASM、ジャベリン、ATACMS、HIMARSなど、米軍の最重要ミサイルシステムのいくつかを製造しており、ウクライナ紛争による在庫枯渇で需要が極めて高まっています。
さらに、海上のAEGISや弾道ミサイルに対するTHAAD（終端高高度防衛）など、対ミサイル防衛システムの重要な供給者でもあります。
出典: Lockheed Martin
軍事活動とミサイル在庫が計画よりも早く減少しているため、ロッキードはウクライナやイランの紛争、そしてF-35や他の航空機の需要増加の恩恵を受ける可能性が高いです。
宇宙から防衛まで、ロッキード・マーティンは米国イノベーションの最前線に立ち、多くの大手防衛請負業者よりもはるかに鋭い競争力を保っているようです。
最新 ロッキード・マーティン (LMT) 株式ニュースと開発状況
