アメリカと中国の航空機は2030年までに時速4000マイルで飛行する可能性がある アメリカと中国の航空機は2030年までに時速4000マイルで飛行する可能性がある

アメリカと中国の航空機は2030年までに時速4000マイルで飛行する可能性がある

アメリカと中国の航空機は2030年までに時速4000マイルで飛行する可能性がある
中国の極超音速機
グラスルーツ(アーティスト)

アメリカと中国の防衛大手は、宇宙の端に到達するために急速に前進しており、1時間以内に大陸を横断できる極超音速航空機の打ち上げを目指しています。極超音速とは一体何でしょうか?マッハ5以上、つまり時速6,000キロメートル以上の速度です。

これは注目に値する軍拡競争です。これらの開発は、宇宙へのアクセスに革命をもたらし、民間人の大陸間移動を一変させる可能性を秘めています。また、国家安全保障を変革し、既存の防空・ミサイル防衛システムを時代遅れにする可能性も秘めています。

中国には、極超音速機の開発を目指す2つの企業、中国航天科技集団(CASC)と中国航天科学工業集団(CASIC)がある。一方、アメリカでは、ロッキード・マーティンが航空ジャーナリストに対し、極超音速機技術が飛行試験の準備がほぼ整ったと発表し、大きな話題となっている。

ロッキード・マーティンの進歩とは、ほぼ間違いなくタービンロケット複合サイクル(TRCC)を指している。これは、ターボファン、ラムジェット、スクラムジェットを切り替えて亜音速、超音速、極超音速飛行を実現するエンジンである。TRCCエンジンは、2020年までに戦闘機サイズの飛行試験台で試験される。すべてが順調に進めば、その後まもなく、2030年の飛行開始を目指しているマッハ6の無人双発偵察機SR-72に搭載される。この機体は、先行するSR-71ブラックバードのように、その速度を活かして敵の防衛網をすり抜け、高度18マイルから62マイルの高度で、激しい争いや防衛が敷かれた空域に進入できる設計となっている。ロッキード・マーティンの執行副社長兼ゼネラルマネージャーであるロブ・ワイス氏も、極超音速機が極超音速ミサイルを発射する可能性を示唆した。これは、SR-72がB-21ステルス爆撃機とともに米空軍の将来の世界的攻撃兵器に加わる可能性があることを示唆している。

XS-1 ボーイング DARPA ファントムエクスプレス
ボーイング

米国のもう一つの主要プロジェクトは、ボーイング社が開発し、国防高等研究計画局(DARPA)が資金提供している「ファントム・エクスプレス」XS-1宇宙機です。これは二段軌道投入(DSTO)機体です。第1段階は、液体燃料ロケットを動力とする極超音速機です。XS-1が近宇宙(高度18~62マイル)に到達すると、第2段階に移行します。機体背面に取り付けられた使い捨てロケットが分離し、軌道に投入されて1.5トンのペイロードを展開します。その後、ロケット搭載機は滑走路に戻り、24時間以内に次の打ち上げ準備を行います。計画では、10日間で少なくとも10回の打ち上げが可能で、紛争発生時に衛星を代替するための米国の宇宙システムのレジリエンス(回復力)を高めます。

騰雲極超音速CASIC宇宙打ち上げ
微信

しかし、中国は、この極超音速競争において、強力なライバル関係を築きつつある。2つのプロジェクトがある。一つは、中国科学院(CASIC)が北京で開催された世界宇宙探査会議(GLEX 2017)で、騰雲宇宙船の設計を発表したことだ。DSTOの騰雲は、総重量100~150トンになる予定だ。第一段はマッハ6の極超音速「運搬機」で、TRCCエンジンを搭載し、高度18~25マイル(約30~40キロメートル)まで飛行できる。XS-1とは異なり、騰雲の第二段は再利用可能な10~15トンのロケット推進式宇宙飛行機で、2トンの貨物または5人の乗客を運ぶことができる。

CASICの劉世全副社長は、同社は騰雲の主要飛行技術(エンジンなど)の技術実証を終えており、160億ドルの研究活動の一環として、2段式宇宙飛行機を2030年までに飛行させたいと考えていると語った。

騰雲極超音速CASIC宇宙打ち上げ
カシック

米国のシステムと同様に、CASICの極超音速空母は宇宙打ち上げ以外にも用途が考えられる。10~15トンの大型ペイロードを搭載できるほどの機体で、センサーや兵器も含まれる可能性がある。航続距離を延ばすための燃料タンク追加などの改造を施せば、極超音速速度と宇宙空間に近い高度での飛行が可能になり、中国軍の高速かつ地球規模の偵察・攻撃ニーズを満たすことができる。CASICは中国のミサイルの大半を製造しており、ロケットモーター、ラムジェットエンジン(そして将来のスクラムジェットエンジン)に関する豊富な経験から、極超音速空母用の複雑なTRCCエンジン、ひいては極超音速偵察・攻撃機の製造に必要なリソースを有している可能性が高い。

中国の宇宙飛行機ハイブリッド複合サイクルエンジン極超音速
監視カメラ13

中国の2つ目のイノベーションは、2016年8月に発表された中国科学院(CASC)の極超音速宇宙飛行機である。エンジンなどの重要な技術は2020年までに完成する予定で、実物大の極超音速宇宙飛行機は2030年までに飛行する予定だ。

中国 ハイパースペース複合サイクル TRRE ニアスペース
北京動力機械研究所

CASCの野心は、北京動力機械研究院が近距離宇宙攻撃および偵察用に製造しているロケット支援スクラムジェット、ならびに二段式および一段式軌道投入(SSTO)機の予定タイムラインと一致している。BPMRIは、2020年に技術実証機のフルスケール試験を開始し、その後、フルスケールの飛行を行う予定である。さらなる改良により、宇宙船の一部のみが軌道に到達するDSTOモデルとは対照的に、SSTO極超音速機が無傷で直接軌道に飛行するのに十分な強力なスクラムジェットエンジンが実現する。より小型で安価なDSTOと比較して、十分な燃料を搭載したSSTOスペースプレーンは、同一飛行中に複数回軌道からの離脱と再突入が可能であり、近距離宇宙専用の極超音速機よりも高速で飛行することができる。

CASC 中国スペースプレーン DSTO
xyz経由のCASC

CASCは、独自のDSTOプログラムに関して、より保守的な計画も立てています。GLEX 2017でのプレゼンテーションでは、3段階のDSTOアプローチが示されました。第1段階では、使い捨ての上段ロケットを搭載した再利用可能な極超音速ロケット機が開発されます。CASCは2016年9月、Scaled Suborbital Vehicle(SSV)と呼ばれる垂直離陸式ロケット推進宇宙機の計画も発表しました。マッハ8、乗客20名、重量100トンのこのロケット機は、高度81マイル(約135キロメートル)まで到達でき、2トンのペイロードを搭載した第2段ロケットを搭載できます。CASCのDSTOの第1段階は、SSVである可能性が高いと考えられます。

中国の弾道宇宙飛行機
中国防衛フォーラムでのxyz

第2段階は騰雲に似ており、ロケット推進航空機を再利用可能にする。上段は神龍ロボット宇宙船のような形状で、滑走路に着陸して帰還する。

CASC DSTO提案の最終第3フェーズでは、第一段は騰雲と同様にTRCCエンジンで駆動されることが示されています。騰雲と同様に、第3フェーズで開発される極超音速空母は、近宇宙での極超音速運用を長期間行うことができる可能性があります。

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