1883年、ノーベル賞受賞者で第3代レイリー男爵でもある物理学者ジョン・ストラットは、革新的なアイデアを提唱しました。ペリカンの飛行メカニズムを研究していた彼は、ペリカンが風速の差からエネルギーを得て、翼を羽ばたかせることなく空中に留まっているという説を提唱しました。この技術（後にダイナミックソアリングと名付けられました）を利用することで、理論上は、航空機は燃料をほとんど、あるいは全く使用せずに数週間、数ヶ月、あるいは数年も飛行することが可能になりました。
ダイナミックソアリングの研究は数十年にわたってゆっくりと進んできました。ラジコングライダーの操縦者はこの技術を利用して飛行距離を延ばしましたが、科学者たちはそれを大型機に適用できるかどうか確信が持てませんでした。そして2006年、アメリカ空軍とNASAのチームが改造されたL-23ブラニック・グライダーをエドワーズ空軍基地上空で飛行させ、大型機でもダイナミックソアリングが可能であることを証明しました。
現在、リーハイ大学のヨアヒム・グレネステッド工学教授率いるチームが、この構想を洗練させている。大学と全米科学財団の資金援助を受け、チームは永久飛行を目的とした大型無人機を開発している。最近、彼らは長さ21フィート（約6.4メートル）の炭素繊維複合材製主翼を完成させた。この主翼は高度2万フィート（約6.4メートル）以上のジェット気流を飛行するように設計されており、最高時速300マイル（約480キロ）の速度と最大20G（約20G）の重力に耐えられる（ダイナミックソアリングは主翼に過酷な負荷をかける可能性がある）。チームは今年後半、模型グライダーを用いた低高度飛行試験を行う予定だ。グレネステッド教授によると、すべてが順調に進めば、「ジェットストリーマー」と呼ばれるこの機体を、風速200マイル（約320キロ）に達するジェット気流に投入する予定だという。
エンジンと燃料の制約がなくなると、飛行は全く異なるものになります。将来的には、動的に上昇する航空機は観測プラットフォームとなり、気象や野生生物のデータを記録するために利用される可能性があります。また、テレビや携帯電話の信号を中継する通信中継機としても機能する可能性があります。さらには、超高速で長距離を移動することさえ可能になります。ウッズホール海洋研究所の海洋学者、フィリップ・リチャードソン氏は最近、時速320キロで海洋を横断できる動的に上昇するロボットアホウドリを提案しました。ペリカンほどの性能ではありませんが、レイリー卿もきっと感銘を受けるでしょう。
仕組み: ダイナミックソアリングは風速の差を利用します。
1.グライダーは、風上に向かって、低高度の静止空気中を上昇し、風の強いより高い高度まで飛行します。
2.グライダーは境界線を横切る際に対地速度を維持します。向かい風によりグライダーの対気速度が上昇し、翼を横切る際により大きな揚力が発生します。
3.グライダーは方向転換して風下に向かって飛行し、飛行するにつれて距離を稼いでいきます。
4.風の強い層から抜け出すと、グライダーは風上に向かって旋回し、再び同じ動作を繰り返します。風速差がある限り、このサイクルは無限に繰り返されます。
この記事は、2013年7月号の『ポピュラーサイエンス』に掲載されました。同誌の他の記事はこちらをご覧ください。
