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7 米ノースロップの悲願ならず
米英両軍の情報部は、ソ連のロケット迎撃機の開発には全く気がつかなかったが、ドイツのかなり高度なロケット戦闘機の開発については、知らないわけではなかった。
アメリカでは「コメート」よりさらにすすんだ構想――パイロットがうつむきに寝かされる斬新な飛行翼をもった――のロケット迎撃機を開発する作業が、実際にはじめられていた。
この作業は、一九四二年九月、ノースロップ航空機会社の社長兼技師長で、すぐれた発明の才と独創力にとむジョン・K・ノースロップが、米陸軍航空軍資材司令部にだした提案から生まれたものであった。
1 離陸補助として研究 top
ノースロップが提案をだした当時、アメリカのロケット開発はまだまだ幼稚で、実用化への関心は離陸補助装置ぐらいに限られていた。
一方米陸軍航空軍は、JATO装置(ジェット離陸補助装置)の研究を、カリフォルニア工科大学グゲンハイム航空研究所で一九三九年に初めていた。この計画は、長時間燃焼する固体燃料ロケットの開発と、液体酸素以外の酸化物をもとにした大型の液体燃料ロケットの開発とをめざしていた。
(液体酸素は、実用的でないと陸軍航空軍はみていた)
2 JATO装置の実験に成功 top
まず、一二・七キログラムの推力を一二秒間だすアミド基火薬GALCIT-27〇・九キロを仕こんだ固体燃料ロケットができあがった。
このロケットは、一九四一年八月、エルクーペ軽飛行機につけて試験され成功した。
ホーマー・A・ブーシェイに操縦されたエルクーペは、翼下に三個一組のロケットを二基取付け、離陸時間と距離を約五〇パーセント短縮したのだった。ただの一度も失敗せず、全部で一五二回もテストが繰返された。
その結果ブーシェイは、JATO装置は機体の操縦性能を高めるのにも有効であると報告した。
同時に、約八〇〇キログラムの推力をだす液体燃料ロケットの研究も、一九四〇年七月四日に成功した。
その時は、はじめに三個の試験ロケットが爆発したが、首尾よく実験は成功した。
このロケットは、ガソリンと硝酸をつかっており、極めて揮発性のたかい組みあわせなので、アナポリス海軍航空基地(ここでも液体燃料JATO装置の研究が進められていた)でも苦労していた。
そこで、アニリン――硝酸がくわわると自動点火(燃焼)性になる――をガソリンの添加物としていれることを思いついた。
つぎは、燃料としてアニリンをガソリンにおきかえることを考えた。
そして、その信頼性がたかまったので、酸-アニリン・ロケット・モーターが、ダグラスA20爆撃機の左舷エンジン室後部に取付けられ、パウル・デイン大佐によって、一九四二年四月、飛行試験に成功した。
さらに、その開発計画は、エアロジェット会社に受継がれ、同社は、量産用の設計、生産にとりかかるように指定された。
3 うつぶせ姿勢の操縦席 top
液体燃料JATO装置の開発が成功したことは、ノースロップを大いに刺激し、彼にロケット迎撃機の可能性を考えさせることになった。
そして陸軍航空軍も、このような航空機は、大変な可能性――高速、すばらしい上昇率、すばやい戦闘高度への到達――をもつものだと考え始めた。
一方、エアロジェット社は、JATO装置が必要とするよりもはるかに長い燃焼時間をもち、空中で自由に再点火でき、推力の調節もできる、酸-アニリン・ロケット・モーターの研究を、すでに始めていた。
ノースロップは、このような約九〇〇キログラムの推力をだせる動力装置ならば、彼が心に描いている飛行機に、理想的だと信じた。
ノースロップは、機体のサイズを人間の体格ギジギリに造らなければならないと考えていたので、パイロットは寝た姿勢をとることになった。
このようなパイロット収容法は、操縦席を主翼断面よりわずかに厚くすれば足りるので、敵機の砲手には最小のシルエット〔輪郭〕をみせるだけという利点があり、また、パイロットはブラス一二G〔Gは重力の単位。通常の重力は一G〕の加速度に耐えられ〔普通の姿勢より寝た姿勢のほうが高いGに耐えられると信じられていた〕、さらに激しい操縦や急激な引き起しで生じる、身体の苦痛を減らすことができる、と思われた。
ノースロップは、主要構造材料に、溶接で厚くしたマグネシウム板を使用すべきだと提案した。
そして、彼は、エアロジェット社のロケット・モーターに酸化剤として使用される硝酸は、マグネシウムをひどく腐食する事実は認めるが、敵弾から燃料タンクを守るのがまず第一で、タンクが損傷した場合、酸とアニリンが混合すれば、飛行機を失う結果になる、と考えた。
またノースロップは、厚いマグネシウム板は、タンクにとって最善の防御物となり、マグネシウム構造体に触れようとする酸を防ぐ、有効な防御被膜を開発するのは、さして困難なこととは思わなかった。
4 ノースロップの「空飛ぶ翼」 top
パイロットがうつむきに寝る姿勢といい、機体構造にマグネシウムを有効に使用することといい、全く革新的な特色だったが、「空飛ぶ翼」の形態は、新しいものではなかった。
ノースロップは、すでに一九二〇年代の初めから「空飛ぶ翼」型の飛行機設計に関心をもっていたのである。
一九二八年ロサンゼルス近くのバーバンクで造られ、「空飛ぶ翼」と名づけられた最初の飛行機は、当時の設計者が無尾翼航空機の安定に関する空気力学の資料を余りもっていなかったので、本当の「空飛ぶ翼」にはならなかった。
この飛行機には、チューブ状のケタで支えられた通常型の尾翼が取付けられたが、厚い翼の中央部と、鋭い先ぼそりの独特な形態の機首は、のちにノースロップの飛行翼設計の基本的性格となったのである。
5 試作機XP79 top
陸軍航空軍は、すでにノースロップ社から「空飛ぶ翼」の売りこみをうけていたが、一方では四発重爆撃機XB35の三分の一縮尺飛行模型N9Mを四機発注していて、この重爆の試作機も契約していた。
このようにノースロップ社は、余りにも仕事が多過ぎたので、この重要な開発計画をさらに受け持つことは無理であった。
そこで陸軍航空軍は、ノースロップ社は計画の監督だけうけもち、技術・製造面は、すべて下請けさせるという条件で、ノースロップのロケット迎撃機計画を採用することにした。
一九四三年一月、XP79という名前の三機の試作機と、強度試験機体、風洞試験模型および技術資料の購入契約がとりかわされた。
戦時下であるため、ノースロップ社は下請け会社の選定には厳しい制約をうけたが、結局アピオン社をえらんだ。
この会社には、もとのバルティー航空機会社の技術者がたくさんきていた。
そしてこの時、XP79の実物大の木製飛行模型三機の製造が決定された。
一九四三年四月一日、陸軍航空軍資材司令部に提出された詳細型式仕様書に描かれているXP79は、全備重量五一七〇キロ、翼幅一一・〇メートル、翼根と翼端の弦長はそれぞれ三・四五メートルと〇・九一メートルで、縦横比は五・〇七、全主翼面積は二三・七平方メートルであった。
6 翼構造にマグネシウム合金 top
根幹となる翼構造はすべてマグネシウム合金を溶接して造った、厚さ一・九ミリ(前縁部)から〇・四七ミリ(後縁部)の外板を張ったモノコック〔張殼構造〕であった。
幅二・四四メートルの中央翼部分には、操縦室、ロケット・モーター、アニリン・タンク、武装をいれ、外翼部の大部分は、酸化剤タンクでしめられることになっていた。
主翼の六〇パーセントをしめる可動操縦翼面(縦ゆれと横ゆれ防止用のエレボン〔昇降舵と補助翼をかねる操縦翼面〕と、機体中心軸から半幅約四〇%外側にのびる隙間型空気ブレーキ)にもマグネシウム合金を溶接して使った。
パイロットには、エレポンを操作するにぎりのついた横木が用意され、上下の操縦は横木を前後に、左右の操縦は横木を水平軸上に動かすようになっていた。
操縦プレーキは、足ぶみペダルにより人力で操作されるが、操作力を軽減する補助装置がついていた。
この補助装置は、空気圧がブレーキのなかにあるベロー〔蛇腹のついた膜〕に働いてえられるようになっていた。
武装は両翼(アニリン・タンクのすぐ外側)に二挺ずつE10後退機(反動吸収装置)の上に、計四挺の一二・七ミリM2機関銃をもち、機関銃一挺あたりの弾薬は二五〇発であった。
厚いマグネシウム合金の外皮とは別に、防御用板(厚さ一〇ミリの表面硬化加工した鋼板を、翼前縁の内側に弦面と四五度の角度でさしこんだもの)が、操縦室近くのアニリン・タンクの横から主硝酸タンクの外側まで取付けられ、前方の銃火からパイロットを護るために、防弾ガラスがつくことになっていた。
ノースロップXP79ロケット戦闘機−前面図と平面図
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7 うつぶせ姿勢での重力問題 top
一九四三年三月、XP79の三号機は、エアロジェット社のロケット・モーターのかわりに、二基のウェスティングハウス19B軸流ターボジェット・エンジンを積むように改造することがきまった。
この改造型機は、XP79Bと名づけられたが、主眼は、あくまでもロケット駆動のXP79にあった。
一九四三年六月三日、XP79の特別技術審査会がひらかれた。
これはこの計画が極秘であるため、普通の木型審査〔実物大の木製模型による審査〕にかわるものであった。
審査の結論として「XP79迎撃機は異色の性能を発揮すると思われるが、陸軍航空軍の実用機とするには、ロケット・モーターと、パイロットのうつぶせ姿勢からくる欠点を解決しなければならない」ということになった。
主な問題は、XP79に予想される一二Gをこす加速度のとき、パイロットの頭を支える方法だった。 |
ノースロップXP79ロケット戦闘機−側面図
これまでに設計されたもっとも特色ある迎撃戦闘機のひとつであるXP79は、エアロジェット社のロケット動力装置の製作がはかどらなかったためスクラップにされた。
特異な形態と、なめらかな線は、この図面からもよく理解できる |
そこで、ライトフィールドの航空医学研究所にうつぶせのパイロットが耐えられる加速度の研究と、頭を支える方法の開発を援助するよう依頼した。
南カリフォルニア大学も、この問題の相談をうけ、遂にパイロットが一二Gの加速度に耐えられ、しかも普通に操縦できる方法を見いだした。
8 XP79の製作おくれる top
七月までに、エアロジェット社が“ロートジェット”ロケット・モーターの設計を完成させるのが明らかに困難になったので、アビオン社は航空軍資材司令部へ、XP79一号機の納入は、一九四二年九月三十日の契約期日から、十二月十五日まで延期せざるをえない、と通知した。
続いて九月には、納入期日はまたもや変更され、一九四四年一月十五日となった。
一方XP79の改訂仕様書は八月五日に提出され、設計全備重量は五四〇〇キロに増大し、全般的に寸法はわずかに大きくなった。
全翼幅と全面積は、それぞれ一一・五八メートルと二五・八三平方メートルにあがり、翼根の弦長は三・六〇メートルに増大したが、翼端弦長は〇・八六メートルに減少した。
これによるXP79の推定性能は、高度一万二〇〇〇メートルで時速八三四キロ、同高度で(重量二四九七キロ、推力一三六キログラムで)巡航速度毎時六九七キロであった。 |
XP79の開発に使用されたノースロップMX324滑走機:
不安定だった離陸用のトロッコをつけた2号機 |
離陸後、海面高度から最大高度昇速度で加速すれば、XP79は、高度一万二〇〇〇メートルまで七分で達し、この高度で最小の巡航推力を使用した航続時間は、約三一分と計算された。
あとでわかったことだが、これらの見こみ数字は、幾分楽観的すぎていたのである。
納入の遅延は、かさなるばかりだった。アビオン社は、航空軍資材司令部へ、XP79についての部厚い一般報告書と、その開発に関する各種の見込み書を提出したが、司令部はこの報告書類には目もくれず、こんな実験調査に力をいれるなら、飛べる飛行機に全努力を集中してもらいたい、と指示した。
一九四三年十一月、機体の武装部分の実物大模型がライトフィールドに送られ、発射試験の結果合格したが、十二月に予定されていたXP79の飛行試験は、ロケット・モーターの納入が伸びたので、またもや変更された。
そしてとうとう納入日は、最初の期限から半年以上も遅れた、一九四四年四月十五日になってしまった。
ノースロップMX324 滑空機−前面図と平面図
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9 飛行模型MX324で滑空実験 top
XP79は、設計から製作までの段階でもたついていたのだが、一方では、木製実物大飛行模型による試験が始まっていた。
この模型には、秘匿名Mx324がつけられ、秘密保持のため「第十二」計画とよばれた。
三機のMx324グライダーの一号機には、スキッド〔ソリ〕を取付け、自動車で高速曳航する計画であったが、このグライダーが重過ぎ、自動車では離陸させるまでの速度をだせなかった。
二号機には、離陸と同時に切離せるトロッコを取付けたが、これもうまくいかなかった。三号機には固定三車輪式降着装置をつけた。
そのため、機体のスタイルからいえば、全く不様〔ぶざま〕ではあったが、少なくとも自動車で曳航することはできた。
初めての滑空飛行は、ジョン・マイヤースの操縦で、一九四三年十月二日に行われた。 |
ノースロップMX324 滑空機−側面図
XP79ロケット迎撃機のほぼ実物大の模型実験機で、
アメリカで`ロケット動力だけて飛んだ最初の飛行機で
あった。図は固定脚をつけたMX324 の3号機である
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MX324には、はじめからロケット・モーターをつけることになっていた。
そしてエアロジェット社は、このグライダーにのせる推力九〇キログラムの小型の酸-アニリン・モーターXCAL200を開発していた。
この動力装置は、エアロジェット社のアズーサ工場で、「X」計画といわれていた。
XCAL200は、鋳造アルミニウムの燃焼室をもっていて、飛行中に再点火はできたが、重量は一九四キロにも達するものだった。
エアロジェット社はXP79に搭載する、より大型で手のこんだモーターを製作しようと苦労してきたが、できあがったXCAL200も、いろいろな難問題をかかえており、納入は、つぎつぎに遅れていった。
そうしたあいだにも、MX324の滑空試験は続けられていた。
10 ヒヤヒヤの背面滑空 top
この時点で、XP79の操縦性は、翼端に固定スラット〔すきま翼〕をつければよくなると思われたので、MX324の飛行試験でもスラットをつけてみたが、あやうく惨事になるところだった。
必ずしもスラットが原因とはいえなかったが、どのみち、スラットは不必要なのでやめてしまった。
この飛行試験でMx324は、高度約三〇〇〇メートルまで曳航され、曳航索を切離したが、パイロットはふかくバンク〔横傾斜〕しているあいだに、誤まって脱出用ハッチをあけてしまった。
その時パイロットは、操縦用の横木をとっさにつかんだ。
すると翼が急角度にそりかえり、機体は完全な背面飛行の状態になってしまった。
やや機体が安定したとき、パイロットは、ひっくり返って急角度の滑空飛行に入っている飛行機の下側に、頭と胴をベルトで支えられ、さかさ吊りになっているのに気がついた。
パイロットは、少しぐらい横木を動かしても操縦がきかないとわかったので、激しくゆすぶっているうちに、機体中央から前端部に移動できた。
彼は、すばやくパラシュートのベルトを点検し、翼からすべりでて、かろうじて脱出した。
MX324は、パイロットが離脱しておこる重心の移動にもたいした乱れもみせず、大きな円を描いて背面滑空を続け、離陸地点近くに、背面のまま着陸した。
機体は、少し壊れたが、簡単に修理でき、パイロットも、この事故で幾分マゴつきはしたが無事だった。
1944年7月、ロケット動力による飛行に成功したMX324の3号機
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11 米国初めてロケット飛行に成功 top
XCAL200モーターは、一九四四年春には、MX324に搭載できるほど進歩し、操縦室のすぐ後方の中央翼内に収められ、またアニリン・タンクと硝酸タンクは、それぞれ片方の翼内に、手際よく収められた。
グライダーからロケット飛行機にかわって、外観でただ一つ違うのは、垂直安定板下方のロケット排気パイプと、その近くの蒸気ぬきパイプだった。
Mx324は、もともとXP79の実物大飛行模型として計画されたものであったが、実際はやや小さく、全幅九・七五メートル、全長三・六六メートルで、ロケット・モーターと満タンのアニリンと硝酸を搭載した時の全備重量は一六六〇キロであった。
ロケット・モーター、酸-アニリン・タンク、供給ラインおよび制御系統の取付けが完成すると、MX324はバーストウ〔ロサンゼルス北東一五〇キロ〕に近いカリフォルニア砂漠のハーバー乾湖に運ばれた。
ロケット・モーターの地上運転は、一九四四年六月二十日にはじまり、二日後、地上につながれた飛行機で全力運転が行われ、六月二十三日には、ノースロッブ社のテスト・パイロット、ハリー・クロスビーが、第一回目の地上滑走試験をして、二、三の改造をした。
七月五日朝、うつぶせになって、楽に前方がみえるよう、顎〔あご〕を当て台に載せたクロスビーの操縦するMX324は、高度二四〇〇メートルヘ曳航された。 |
MX324 滑空機の操縦席:パイロット用の顎あてがハッキリみられる
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曳航索が切離されると、クロスビーはロケット・モーター始動用レバーをおした。
火と黒煙を噴出しながら、この小さな飛行機は、燃料がつきてロケットが切れる前に、時速約四三四キロまで加速し、完全着陸へ向って静かに滑空した。
XCAL200ロケット・モーターは、四分一八秒間噴射し、遂にアメリカ初のロケット機は、飛行に成功したのであった。
しかし、この計画は、あくまで秘密のうちに行われたので、この成功は、立ちあったほんのわずかな陸軍航空軍、アビオン社、ノースロップ社およびエアロジェット社の関係技術者だけしか知らなかった。
12 出力不足で計画を放棄 top
ハリー・クロスビーは、P38「ライトニング」〔電光〕に曳航されたロケット機Mx324で、数回の飛行試験に成功したが、XCAL200は、さらに高速をだすには出力が不足だった。
エアロジェット社の技術では、これ以上強力なモーターを開発できなかった。
このためXP79の全計画は放棄されてしまった。
ハリー・クロスビーが初のロケット飛行に成功してから二、三週間後のことである。
XP79計画からうまれたターボジェット動力のXP79B戦闘機
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13 陸軍航空軍、ロケット機を放棄 top
エアロジェット社のカリフォルニア工場における“ロートジェット”ロケット・モーターの作業は、ますます取残されてしまった。
問題の一つが解決すると別の問題が生じ、遂に航空軍資材司令部は、ロケット駆動のXP79の優先順位を、ターボジェット装備のXP79Bに切りかえることにした。
ノースロップ社は、XP79Bが一九四四年八月一日の初飛行に間に合うように見積り、そしてアビオン社は、四月十五日ごろにウェスティングハウス19Bの木型を受取る予定になった。
ドイツでのロケット迎撃機開発状況の情報からみて、XP79の開発を続けるのはまだ有望にみえたが、六月になると航空軍資材司令部は、アビオン社のロサンゼルス工場の開発状況について、西部地区技術監督官からおだやかならぬ報告をうけ始めた。
報告によると、異常な浪費、好ましからぬ工場の慣習、極端にひくい士気など、すべてXP79計画をぶちこわすようなことばかり指摘していた。
ノースロップ社の技術者が、アビオン社の監査に急派されたが、また別の障害が待ち構えていた。
それは、エアロジェット社の技術陣が司令部にたいし「わが社の技術では“ロートジェット”モーターの開発にどうしても必要な、最も基本的な問題を解決できそうにない」と報告したのである。
司令部も、ここにいたっては、だまって敗北を認めるしか方法もなく、ドイツ空軍がロケット迎撃機を戦闘任務に配流したわずか一ヵ月後の一九四四年九月、XP79試作機および強度試験機体の契約を破棄してしまった。
このように、アメリカのロケット戦闘機を開発する努力は、構想とか空気力学的設計の欠陥のためではなく――XP79は、第二次世界大戦中に設計された飛行機のなかでは、美学的に最も美しく、空気力学的に最も効率のよいものの一つであった――当時アメリカにあったロケット・モーター工学の未熟さのために、みじめな失敗に変ったのである。
14 ターボジェットも中止 top
この計画から派生したターボジェット動力のXP79Bも、その基であるロケット迎撃機と同じく、たいして進歩したわけではなかった。
アビオン社からネバダ州ホーソーン〔カリフォルニア州との州境近く〕のノースロップ工場へ移されたXP79Bは、一九四四年十二月一日に完成して、ミューロック乾湖へ送られ、MX324で一四ヵ月前にロケット推進飛行をやったハリー・クロスビーの操縦で、一九四五年九月十二日に飛行した。
その時は、一四分間の飛行に成功した。
クロスビーは、各種の操縦を試みたが、約二三〇〇メートルの高度で、XP79Bは、緩横転をしたようにみえたが、回復に失敗し、キリモミ状態になって大地に激突した。
クロスビーは、約七〇〇メートルの高度で飛行機から脱出したが、パラシュートが開く前に、旋転していた機体にぶつかって死んでしまった。
事故のあとの調査では、原因はハッキリしなかった。
この事故は、ジョン・ノースロップの「空飛ぶ翼」への悲願の死期を、一層早めるキッカケの一つになった。
top
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