2021年、計画通りに進めば、NASAのテストパイロットは、非常に長い機首を持つ実験機に乗り込み、音速を超える速度で飛行することになる。しかし、パイロットは窓越しに前方の雲を眺めるのではなく、4Kモニターを見つめることになる。2台のカメラが機体前方からのリアルタイム映像をパイロットの視界に直接送信する。機体の唯一の乗客であるパイロットにとって、機内映像は飛行そのものなのだ。
NASAがこのユニークなシステムを採用したのには、十分な理由があります。X-59と呼ばれるこの航空機は、開発者たちが「ドカーン」という音を出さずに音速を突破することを目指しています。もし従来の超音速機よりも静かに音速の壁を突破できれば、地上の住民に迷惑をかけずに陸上を巡航できるかもしれません。
ではなぜフロントガラスがないのでしょうか?
飛行機の空気力学的性能を維持するため、NASAは非常に長い機首を設計しました。その長さは約38フィート（約10メートル）です。もしコックピットのキャノピーが風の流れに突き出てパイロットが前方を見られるようになれば、その突起が機体周囲の空気の流れを遮ってしまいます。同時に、パイロットが外を見ることができる長く傾斜した風防を機首に取り付けようとするのは、とんでもないことです。「まるでワンダーウーマンの透明飛行機のようなものです。機首部分から外を見るためには、まさにそのようなものを作らなければなりません」と、NASAで機体外部視覚システムのリーダーを務めるランディ・ベイリーは言います。基本的に機首全体を透明にする必要があります。
「透明なアルミニウムはまだないので、それはできない」と彼は付け加えた。
そこで、従来の風防の代わりに、機首上部に高解像度カメラを設置し、一部の映像を提供します。機首下部に設置されたもう1台のカメラは下方を向き、離着陸時の滑走路の様子を捉えます。このカメラは標準解像度で、着陸装置と同様に、機体がスムーズに飛行するために必要ない時は収納できます。機体が超音速で巡航している時は、1台の4Kカメラのみがパイロットの目の前のモニターにリアルタイムの映像情報を提供します。
問題が発生する可能性のあるすべてのこと
NASAがシステムの円滑な動作を確保するために克服しなければならない重要な課題の一つは、遅延、つまりカメラが捉えた映像とモニターに表示される映像の間の遅延です。遅延が大きすぎると乗り物酔いを引き起こす可能性があります。乗り物酔いは、内耳が（ジェット機の実際の動きを）感じるのに対し、目は別のものを捉えているときに起こります。ベイリー氏によると、このような問題を回避するには、遅延を10分の1秒未満に抑える必要があるとのことです。現在、システムの遅延は67ミリ秒（0.067秒）で、目標の10分の1秒未満となっています。
「正しいやり方でやれば、そこに本物の窓があるかのようになるのが目標です」と彼は言う。
もっと恐ろしいのは、もしシステムが全部または一部故障したらどうなるかということです。パイロットはどのように見えるのでしょうか？
結局、パラシュートが射出中に故障するような壊滅的な事態にはならないことが分かりました。カメラが2台あるので、1台が故障してももう1台は正常に作動するでしょう。ただし、カメラはそれぞれ異なる方向を向いているため、完全な冗長性は確保されていません。メインモニターが故障しても、その下にある2つのディスプレイのいずれかにカメラが捉えた外界の映像を表示できます。さらに、2台のコンピューターが連携してシステム全体を管理しています。つまり、このシステムには冗長性が備わっているということです。「絶対に故障しないと言っているわけではありません」とベイリー氏も認めています。
しかし、その失敗は許容範囲かもしれない。コックピットには、パイロットの頭上に通常の透明なキャノピーが備えられており、モニターの両側には視界を確保するための通常の窓が2つ付いているからだ。さらに重要なのは、パイロットは着陸のために正面を見る必要がないということだ。この新型実験機のコックピットは、実はT-38練習機の後部座席と同じで、前後2席の座席を備えている。一部のF-16戦闘機と同様に、T-38の後部座席には、パイロットが操縦に必要なすべての操作装置と計器が備えられている。
「彼らは前方を見なくても、実際に後ろに着陸できるんです。特定の操縦方法があり、ヘッドダウンディスプレイに表示される誘導情報を使って滑走路に着陸できるんです」とベイリー氏は言う。理想的とは言えないが、この実験機を操縦するのは3人のテストパイロットだけで、乗客は乗らない。（そして、着陸の難しさという点では、U-2偵察機を思い浮かべてみてほしい。U-2偵察機は地上に着陸するために追跡車を必要とする。）
この航空機の目的は、NASAが超音速飛行が陸上で許容できるほど静粛であることを示すデータを収集できるかどうかを検証することです。民間企業もこの研究に取り組んでおり、そのうちの一つは乗客用の窓の代わりにモニターを設置することを検討しています。たとえモニターの1つが故障しても、大した問題ではありません。
訂正 2022 年 1 月 6 日: この記事は、航空機の機首の長さが 38 フィートであると正しく記述するように更新されました。
