ジャック・ノースロップとUFOのようなフライング・ウィングス

ジャック・ノースロップは大学には進学しなかったが、厳格な労働倫理、並外れた意欲、そして揺るぎない野心は、正式な教育を受けていないことを上回った。彼は先見の明のある人物で、今日ではノースロップ・グラマンのノースロップとして知られる航空界の巨人となった。しかし、彼が夢見ていた機体全体が揚力面となる全翼機のプロジェクトが実現するのを見ることはなかった。彼は、最小の抗力と最大の揚力で、その革新的な設計が効率的な長距離爆撃機になると考えていた。最初の真の全翼機は 1940 年代半ばに飛行し、5 年以内にすべて空から消えた。ノースロップの全翼機が本当に成功し、彼が予想していた通りの米国空軍の資産となったのは、彼の死後 7 年経ってからだった。

ノースロップ以前のジャック・ノースロップ

ジョン・「ジャック」・クヌーセン・ノースロップは、空気より重い飛行機が一般的になる前の 1895 年に生まれました。しかし、空が飛行機でいっぱいになり始めてから間もなく、彼は航空の虜になりました。1911 年、彼はパイロットがサンタバーバラ上空で推進式複葉機を飛ばすのを見ました。5 年後、彼はラウヘッド・エアクラフト (発音上は「ロッキード」というブランド名でよく知られています) で働き、第一次世界大戦中に飛行艇の開発と翼の設計に携わりました。

しかし、彼は自身のプロジェクトにも取り組んでいました。S-1 単座複葉機はモノコック胴体と折りたたみ式主翼を備え、1919 年に発表された当時は全体的に独創的なデザインで、時代をはるかに先取りしていました。しかし、革新には代償が伴いました。S-1 は 1 機あたり 2,500 ドルで、わずか 400 ドルで売られている安価な戦争余剰機が市場に溢れていたため、その金額を喜んで支払う人はほとんどいませんでした。ノースロップの飛行機はロッキードを破滅させ、彼は 1920 年代初頭にダグラス エアクラフト社に移り、「世界一周」巡洋艦を製造し、余暇を全翼機という新しいお気に入りのコンセプトに捧げました。

その後の約 20 年間、ノースロップはロッキード エアクラフトの復活や、同社で記録破りのベガ航空機の開発など、いくつかの事業で成功を収めました。1938 年、彼はカリフォルニア州ホーソーンに拠点を置くノースロップ エアクラフトという自分の会社を設立しました。彼はこの会社を航空研究開発会社にするつもりでしたが、第二次世界大戦が勃発しました。

XB-35、全翼機

多くの小規模な航空会社と同様に、ノースロップ社も自社のプロジェクトをほんのわずかしか管理せずに他社の航空機の部品を製造することで戦争に貢献していることに気づきました。しかし、1941 年 11 月 22 日に米国陸軍航空隊 (AAF) が MX-140 プロジェクトを開始したことで状況は一変しました。その構想は、高高度、長距離、重爆撃機を開発することでした。ノースロップ社は契約を獲得しましたが、それはまさにジャック ノースロップが全翼機の設計図を完成させるのに必要なプロジェクトでした。

この飛行機は XB-35 と呼ばれ、全翼機でした。おなじみの中央胴体と後尾翼なしで設計されました。また、翼幅が 172 フィートと巨大で、当時大人気だった B-17 フライングフォートレス (翼幅 104 フィート強) をはるかに超える大きさでした。また、多くの新しい技術開発が盛り込まれていました。ノースロップの全翼機は電動のエレボンとラダーを誇り、操縦輪とラダーペダルの下にバネを取り付けて、操縦士に操縦面の「感触」を与える必要がありました。操縦桿に取り付けられたベローズ内のラム空気圧により、操縦士はエレベーターの操縦と同じ「感触」を得られました。飛行機の外部には、トリムフラップ、エレボン、ランディングフラップ、ラダー用のスプリットフラップが、主翼後端、つまり後幅に沿って配置されていました。また、高迎え角での縦方向の安定性を高めるために、自動制御カバー付きの翼端スロットも使用しました。

中央胴体がないにもかかわらず、XB-35 は優れた砲兵能力を持っていました。主翼には 8 つの爆弾倉が組み込まれており、10,000 ポンドの通常爆弾を搭載できます。また、空中防御用に 0.50 口径の機関銃 20 丁を 7 つの砲塔に装備しました。主翼に 4 丁、乗員ナセルに 2 丁、尾部にスティンガーが装備されています。設計上、唯一伝統的なのはエンジンです。主翼には、プラット & ホイットニー ワスプ メジャー 3,000 馬力のピストン プロペラ エンジン 4 基が搭載されていました。

飛行機は翼だけでしたが、乗務員のための十分なスペースがありました。パイロットは中央左のプレキシガラスの丸い空間に座り、副操縦士は右下に座っていました。エンジニア、無線通信士、航法士、爆撃手、銃手用の席も機体の前部に配置されていました。6人の交代要員が眠るスペースもありましたが、これは長時間飛行で1万マイルの航続距離という設計要件を考えると必要不可欠でした。それはまさに、当時の空の他のどの機体ともまったく異なるものになりつつありました。

空飛ぶ翼が飛び立つ

1941 年の当初の契約では XB-35 が 1 機必要だったが、すぐに修正されてバックアップとして 2 機目が含まれるようになった。1942 年後半には、YB-35 と命名された 13 機の試験モデルが契約に追加され、6 月までに XB-35 爆撃機の最終的な生産数は 200 機にまで増加した。しかし、ノースロップはこの需要を満たすことができず、陸軍航空隊がグレン L. マーティン社をプログラムの支援に迎えたにもかかわらず、その協力関係は助けになるどころか、むしろ妨げになった。「X」と「Y」の指定をめぐる混乱、両社による進行中の他のプログラムとの顕著な連携の欠如、そして徴兵によるエンジニアの全体的な損失があった。1944 年 5 月に AAF がプログラムを検討した結果、中止が決定された。

XB-35 は戦後のプロジェクトとなり、この新しい名称はプログラムに明るい兆しをもたらしました。第二次世界大戦が終結に近づくにつれ、戦争の両陣営の空軍は航空機にターボジェット エンジンを使用していました。XB-35 のようなプロペラ機がすぐに時代遅れになることは明らかでしたが、この新しい技術により、全翼機のターボジェット バージョンへの道が開かれました。

XB-35 の開発は、この大きな技術的変化が迫っているにもかかわらず、前進しました。1946 年 5 月 16 日、第 1 飛行隊が自力で滑走路を走行し、ノースロップのテスト パイロットであるマックス スタンリーが安全に操縦感覚をつかめるようにしました。その後 1 か月の間に何十回もの走行テストを経て、6 月 25 日に XB-35 は集まった少人数の観衆の前で滑走路から離陸しました。スタンリーはノースロップ空港からムロック陸軍航空基地までの 44 分間のテスト飛行で最高時速 200 マイルに達しました。

最初の飛行で問題となったのは、プロペラ調速機の 1 台の不規則な動きだけでした。調速機とは、航空機がさまざまな状況で飛行する際に、プロペラのブレードの角度を変えて、選択した速度を維持する機構です。調速機の問題はその後の飛行でも解消されず、他の問題も加わってさらに悪化しました。逆回転するプロペラによるストレスが疲労問題を引き起こし、その結果、飛行速度が遅くなりました。

次はYB-49

XB-35 計画が進む一方で、AAF はジェットエンジン搭載の全翼機の実験的な開発を決定しました。また、製造コストを抑えるために、完全に新しい航空機を製造するのではなく、既存の航空機をジェットエンジン搭載バージョンに改造する決定が下されました。そこで、当時製造中だった 2 機の B-35 が YB-49 に改造されました。4 基のプロペラ エンジンが 8 基のジェット エンジンに置き換えられ、安定性のために垂直フェンスとフィンが追加され、爆弾倉の 2 つが燃料タンクに改造されました。

それは完璧な航空機からは程遠いものでした。YB-49 は流線型で機動性は高いものの、航続距離は当初の全翼機契約の仕様よりはるかに短かったです。もう 1 つの問題は、爆弾倉が比較的小さいことでした。XB-35 は第二次世界大戦時代の爆弾を収納するように設計されており、戦後の大型爆弾を収納できるようには設計されていませんでした。大型爆弾を収納するには、飛行中に爆弾倉のドアを半開きにしておく必要があり、大きな抗力が生じました。ノースロップはまさにこれを全翼機設計で排除しようとしていたのです。

これらの問題にもかかわらず、生産は進み、最初の YB-49 は 1947 年 9 月 29 日にホーソンでロールアウトされました。1 か月後の 10 月 20 日、マックス スタンレーは再び操縦席に座り、最初のタクシー テストを行いました。その翌日、パイロットはジェット エンジン搭載の機体で初飛行を行い、ホーソンからムロックまで再び飛行しました。空中での 34 分間は、何事もなく過ぎました。

そこから、失敗と成功が入り混じるテスト飛行が本格的に始まりました。電気系統に電流を供給する補助動力装置と、まだ新しいジェット エンジンに技術的な問題がありました。また、YB-49 は安定性の問題も明らかになり、精密爆撃という本来の目的を果たせなくなる恐れがありました。これらの失敗を補うのは、飛行の成功でした。1948 年 4 月 26 日、YB-49 は 9.5 時間空中に留まり、その時間の 3 分の 2 は高度 40,000 フィート以上で過ごしました。

飛行士の死と夢

1948 年 6 月までに、YB-49 は 24 回の飛行で合計 57 時間の飛行を記録し、ノースロップ チームにとって励みとなりました。6 月 5 日、25 回目の飛行が性能テストのためにムロックを出発しました。コックピットには、パイロットの D.N. フォーブス少佐と副操縦士のグレン W. エドワーズ大尉が搭乗していました。また、フライト エンジニアの E. スウィンデル中尉と、2 人のオブザーバー、C. レザー氏と C. ラファウンテン氏が搭乗していました。

乗組員は、アンテロープ バレー試験場上空で定期的に行われた位置報告によって地上から追跡され、機体の進行状況を確認しながら飛行計画に従った。その後、1 回のチェックインから 20 分後、YB-49 の残骸が砂漠の地面に散乱しているのが発見された。主翼の主要部分は反転しており、ほぼ真下に落ちたように見えた。衝突の瞬間に水平速度の兆候は見られなかった。また、機体の残骸が火災を起こし、現場の証拠品が大量に破壊されたことも明らかだった。生存不可能な墜落だった。乗組員 5 名全員が死亡した。

最終的に、墜落現場から 3 マイルに及ぶ狭い範囲で、さらに多くの残骸 (外翼パネルと昇降舵の部品) が発見されましたが、そのどれもが全翼機を墜落させた原因を決定的に示すことはできませんでした。YB-49 が大きな構造的欠陥を被ったことは明らかで、目撃者は地面に衝突する直前に翼が横軸を中心に回転するのを見たと報告しました。最も決定的な証拠は、高 G 操縦中に胴体が限界を超える負荷を受け、おそらく失速から回復したことを示唆しています。過度の負荷を受けた機体はバラバラになりました。

この損失は1年半後に記録されました。1949年12月5日、ムロックはエドワーズ大尉に敬意を表してエドワーズ空軍基地と改名されました。

しかし信じられないことに、この致命的な墜落事故で YB-49 計画が中止されることはなかったものの、計画は長くは続かなかった。1950 年初頭、YB-49 への移行途中の残りの YB-35 は廃棄され、稼働中の全翼機は 1 機のみとなった。その年の 3 月 15 日、この最後の飛行機は高速タクシー事故による火災で破壊された。計画は中止され、全翼機の夢も同時に消滅したかに見えた。

ノースロップの無罪

第二次世界大戦中、パイロットは飛行機の位置を隠すためにチャフや窓を投下した。チャフは、電波やマイクロ波を逸らすアルミニウム、金属化グラスファイバー、プラスチックの薄い破片の雲を作り出して信号を散乱させ、敵の追跡局が飛行機の本当の位置を特定できないようにした。これはかなり効果的だったが、25年後の1970年代半ば、米空軍は飛行中の探知を回避するまったく新しい方法を検討していた。ステルス機は同じ原理で探知を回避しているが、手段はまったく異なる。ステルス機は不規則な形状の角張った胴体の後ろに隠れて電波やマイクロ波を逸らし、信号が発生源に戻るのを防ぐ。返ってきた信号を散乱させるのではなく、信号が発生源にまったく戻らない。飛行機はレーダー追跡画面に依然として表示されるが、爆撃機というよりは鳥のように見え、レーダー操作員には簡単に無視できる。

ステルス機へのこの取り組みにより、1979 年に開始された先進技術爆撃機プログラムが生まれました。この新しい航空機の製造を競う請負業者間の競争は、最終的に 2 つのチーム提案に絞られました。1 つはノースロップとボーイング、もう 1 つはロッキードとロックウェルでした。両チームとも全翼機の設計を提示しましたが、ノースロップの経験が勝敗を分けました。ノースロップとボーイングの設計は 1981 年 10 月 20 日に選ばれました。

当時、ジャック・ノースロップは車椅子に座り、話すこともできませんでした。しかし、空軍から新しいプロジェクトである B-2 スピリット爆撃機について説明を受けたとき、彼は深く感動しました。スケールモデルと並んで、自身の設計を多く取り入れた全翼機の構成を見て、ノースロップは震える紙に「神がなぜ私を 25 年間も生かし続けてくれたのか、今や分かった」とだけ書いたと伝えられています。ノースロップは 10 か月後に亡くなりましたが、全翼機がその驚くべき可能性を実現するのを見ることはありませんでした。

最初の B-2 は 1988 年 11 月にロールアウトされ、1989 年 7 月 17 日に初飛行しました。1991 年にアメリカ空軍での飛行が開始され、同年、空軍、ボーイング、ノースロップは、最新鋭の航空機の設計、開発、製造、飛行試験に対して全米航空協会のコリアーズ トロフィーを受賞しました。NAA は、この航空宇宙産業におけるアメリカの永続的なリーダーシップにこの航空団が多大な貢献を果たしたことに注目し、国家安全保障を前進させる技術であると評価しました。20 年以上経った今でも、空軍は 20 機の B-2 スピリットを運用しており、史上最も称賛されている戦略爆撃機の 1 つとなっています。

出典: ノースロップ・グラマン、センチュリー・オブ・フライト、バド・ベイカー著「クリップド・ウィングス: ジャック・ノースロップの全翼爆撃機の終焉」、ボーイング、レベッカ・グラント著「B-2: 革新の精神」、米国空軍、全米航空協会、YB-49 に関する globalsecurity.org、XB-35 に関する globalsecurity.org。

科学の実現にご協力ください。研究者の Paige Brown Jarreau 氏と協力し、Vintage Space の読者を対象にアンケートを実施しました。アンケートにご参加いただくことで、Vintage Space の改善にご協力いただき、ブログの読者数に関する SCIENCE に貢献していただくことになります。また、ご参加いただくと Paige's Photography から科学アートを無料で入手できるほか、T シャツやその他の特典を獲得するチャンスもあります。アンケートの所要時間はわずか 10 ～ 15 分です。アンケートは https://bit.ly/mysciblogreaders// からご覧いただけます。