米国の極超音速兵器実験の短い歴史

7 月中旬、米国は、音速の 5 倍以上の速度で飛行するように設計されたミサイルのテストである、超音速ミサイルのテストを 3 回も成功させました。7 月 13 日、DARPA は、ニューメキシコ州のホワイトサンズ ミサイル実験場での Operational Fires (OpFires) ミサイルのテストに成功したと発表しました。また、7 月 13 日、空軍は、カリフォルニア沖での飛行で使用された空中発射即応兵器 (ARRW) のブースター テストに成功したと発表しました。そして、7 月 18 日、レイセオンは、空軍向けの極超音速空気吸入兵器コンセプト (HAWC) 極超音速ミサイルの 2 回目の飛行テストに成功したと発表しました。

マッハ 5 に到達した最初の人工物体は 1940 年代に打ち上げられましたが、その速度で飛行できるように作られたミサイルは最近間違いなく増加しています。もう 1 つの新しい側面は、過去には極超音速は他の兵器の特徴でしたが、今日では米国、中国、ロシアなどの国がこの速度で飛行する兵器を特に開発しているということです。「極超音速」は、非常に高速で機動性の高い兵器の開発を表すカテゴリ用語になりました。

この極超音速の瞬間に至るまでの経緯を説明するために、弾道ロケットから始まる軍事上の極超音速のマイルストーンのタイムラインを以下に示します。

1944年: 極超音速降下

ドイツの V-2 ロケットは上昇時にマッハ 4.3 の速度に達し、その後、下降時に極超音速となり、イギリスの標的を攻撃する際にはマッハ 5 を超えた。V-2 は初の長距離弾道ミサイルだった。射程距離は約 200 マイルで、1 トンの弾頭を搭載していた。このミサイルは強制収容所の労働力を使って製造され、この過程で少なくとも 10,000 人の人々が強制収容所で死亡した。設計者はヴェルナー フォン ブラウンで、戦後も米国陸軍の弾道ミサイルや NASA のロケットの設計者として長く活躍した。

1949年: 極超音速上昇

バンパー 5 と呼ばれるロケット打ち上げは、ホワイト サンズでの一連のテストの 5 回目でした。バンパー シリーズでは、ロケットを別のロケットの上に重ねて作られた一種の 2 段式ロケットをテストしました。バンパー テストで上にあったロケットは、観測ロケット、つまりデータ収集のために上層大気に機器を運ぶように設計された小型ロケットでした。バンパーでは、ベースとブースターとして、第 1 段として機能する V-2 ロケットを使用し、これにより、観測ロケットはマッハ 6.7 の速度と 250 マイルの高度に到達できました。

1959年: 極超音速兵器の配備

アトラスは、米国が配備した最初の大陸間弾道ミサイルでした。その運用期間は短く、1965 年にミサイルは運用から外されました。アトラスは、その後の多くの弾道軌道極超音速兵器の雛形となりました。射程距離が 6,400 マイルから 9,000 マイルのアトラスは、宇宙空間まで弧を描いて上昇し、その後地球に向かって弾道軌道を描き続け、その際にマッハ 21 に達することができました。

アトラスの開発には、ミサイルとその熱核弾頭が無傷で目標に到達することを確実にするための特別な熱シールドの設計が必要だった。なぜなら、このような高速で空中を飛行する際の摩擦と熱によって兵器が損傷し、その有用性が低下する恐れがあったからだ。今日でも米国はアトラスのような極超音速ミサイルであるミニットマンIII ICBMを配備しているが、検出可能な弾道弧で飛行するため、政策立案者や軍事計画者が「極超音速兵器」と呼ぶものではない。

1980年: 極超音速滑空操縦

1960 年代と 1970 年代の極超音速研究の多くは、X-15 ロケット機から、提案されたものの未完成に終わった Dyna-Soar 宇宙飛行機まで、人を運ぶ乗り物に重点が置かれていました。この有人乗り物の研究は、スペース シャトルに代表される「揚力体」乗り物の開発につながりました。この乗り物では、亜音速での翼の働きと同じように、機体の胴体が極超音速で揚力を発生させます (地球に向かって滑空するとき)。

兵器開発に関して言えば、極超音速兵器開発の大きな取り組みの 1 つがこの「揚力体」研究を基盤として、機動性再突入体 (MaRV) を開発した。空軍は 1980 年に先進型 MaRV をテストし、弾頭搭載型再突入体が高速で飛行パターンを変更し、弾道軌道の最初の弧を超えてターゲットを攻撃できることを実証した。この機動性は、現代の極超音速兵器分野では極めて重要である。先進型 MaRV はパーシング II ミサイルに搭載されたが、これらのミサイルは 1987 年に米国とソ連の間で締結された軍備管理条約の一環として運用が中止された。

1998年: 極超音速スクラムジェット共同テスト

ホロドは、ソ連発の実験的な設計で、最終的には米国とロシア連邦の相互研究プロジェクトでテストされました。スクラムジェットは、超音速で空気を吸い込み、それを燃料と混合して燃料に点火し、噴射された燃料を後部ノズルから噴射します。超音速に達するには、ホロドは対空ミサイルの先端に乗る必要がありました。1998年にNASAが参加したロシアでのテストでは、ホロドはマッハ6.5に達しました。

2010年: X-51 WaveRiderが現代の極超音速機の先駆けとなる

空軍は、これまでのスクラムジェットに関する知識を基に、2010年から2013年にかけてボーイング社製のX-51ウェーブライダーをテストした。これらのテストでは、ウェーブライダーはB-52爆撃機で運ばれた巡航ミサイルに取り付けられていた。ミサイルは第一段として機能し、ウェーブライダーはそこから少なくともマッハ5まで加速した。

2011年: 皮膚が厚すぎると早すぎる

2011 年 10 月、DARPA は飛行開始から 9 分後にファルコン極超音速試験機 2 との連絡を失いました。2012 年 4 月に発表された報告書では、マッハ 20 で飛行したために保護用の外装コーティングが摩耗し、飛行中の機体の自己修正能力が損なわれたと結論付けられました。

2014年: 高度な極超音速の失敗

2014年にアラスカ州コディアック島の発射施設で行われた試験で、陸軍の先進的極超音速兵器は失敗した。その後の調査で、欠陥は極超音速兵器そのものではなく、発射機にあったことが判明した。

2021年9月: HAWC

2021年9月、DARPAはレイセオン製の極超音速空気吸入兵器コンセプトのバージョンを初めてテストし、マッハ5以上の速度に到達しました。その後、2022年3月にDARPAはロッキード・マーティンとエアロジェット・ロケットダインが製造したHAWCのバージョンをテストしました。2022年7月、レイセオンはHAWCのバージョンの2回目の飛行に成功しました。

2021年10月: グライドビークル

2021年10月、中国は部分的に軌道に乗せられ、極超音速で落下する物体を実演した。これはおそらく「部分軌道爆撃システム」と呼ばれる滑空体で、従来の弾道ミサイルのような高い弧を描いて急降下することなく地球を横断できる軌道の一種である。

2022年5月: ARRW

カリフォルニア沖でのテストで、空軍は空中発射型即応兵器を打ち上げた。このテストでは、飛行成功に必要な最低限の条件が満たされた。切り離しに成功し、エンジンが始動し、マッハ5に到達した。これらはすべて、ARRWのこれまでのテストでは達成できなかった偉業だった。2022年7月、ARRWは再び目標を達成した。

2022年7月: OpFires

ホワイトサンズでのテストでは、DARPA は陸軍の砲兵制御を使用して海兵隊の補給トラックから Operational Fires ミサイルを展開し発射することに成功しました。このプログラムの目的は、航空機では安全に到達できない速度と距離で標的を攻撃できる、標準的なトラックから発射できる極超音速兵器を開発することです。

OpFires のビデオを以下でご覧ください。