2014 年の主要な航空宇宙イノベーション

米国の宇宙飛行士たちは3年以上にわたり、ロシアから宇宙への乗り物を借りている。しかし、もうすぐその必要がなくなる。今年、スペースX社は民間開発初の有人宇宙船の1つを発表した。その数ヵ月後、NASAはボーイング社のCST-100とともにドラゴンバージョン2を、国際宇宙ステーションへの米国の新しいタクシーとして正式に選定した。

SpaceX は Dragon の設計において安全性と効率性の両方を重視しました。現在宇宙飛行士を輸送しているソユーズ カプセルを含むほとんどの宇宙船は、再突入速度を遅くするためにパラシュートに頼っており、そのため着陸は困難です。SpaceX は Dragon バージョン 2 に推進着陸システムを採用しました。この技術は、繊細な機器を保護するためにより穏やかで、ヘリコプターの精度で宇宙船の 7 人の乗客を運ぶためにより正確である必要があります。Dragon はまた、数週間で再打ち上げの準備ができるため、ミッションのターンアラウンド時間が大幅に短縮され、数百万ドルを節約できる可能性があります。その結果、最後のフロンティアはこれまで以上にアクセスしやすくなります。

2年前に秘密裏に進められていたプロジェクト「プロジェクト ウィング」の発表により、無人航空機（UAV）による配達が現実に一歩近づいた。オーストラリアでのテスト走行では、試作ドローンが半マイル以上飛行機のように飛行し、その後ヘリコプターのようにホバリングして犬のおやつなどの荷物を降ろした。ケーブルで配達物を降ろすことで、Google Xはドローンを人の手の届かないところに置いて、機械と傍観者の両方を保護する計画だ。最終的には、同社はさまざまな積荷を配達できるさまざまなUAVを設計するかもしれない。

2013年12月に嫦娥3号探査機が月面に到達した時、中国は月面軟着陸に成功した3番目の国となり、ほぼ40年ぶりの成功となった。このミッションでは月面探査車「玉兎」を派遣し、月面の土壌と地殻構造を調査。玉兎はいくつかのトラブルに見舞われたが、中国国家宇宙局の野望である嫦娥5号ミッションで月のサンプルを地球に持ち帰るという野望は揺るがなかった。

空軍は6月にRQ-180として知られる無人機の存在を確認したが、機密扱いのままである。既存の監視機のほとんどは防御が薄い空域で運用されているが、ノースロップ・グラマンは強力な防御・探知技術を備えた地域を巡回するためにRQ-180を設計した。そのため、同機は高度なステルス性と空力効率を備え、レーダー、電子監視、電子攻撃用の新システムも備えている。

Icon A5 は、多用途に使える機体です。この軽量機は、滑走路と水上の両方を使って離着陸でき、翼は折りたたんで収納できます。操縦するには、スポーツ パイロット ライセンスだけが必要です。これは、他の連邦航空局認定よりも安価で、必要なトレーニングも少なくて済みます。趣味用に設計されたこの機体は、2 人乗りで、最高速度は時速 120 マイル、航続距離は 345 マイルです。

エアランダーは世界最長かつ最大の航空機ですが、革命的なのはユニークな形状です。エアランダーは船の揚力の 40 パーセントを担い (残りはヘリウム)、10 トンの貨物と乗組員全員を 5 日間空中に浮かべるのに十分な揚力を持っています。飛行船とツェッペリンを融合したこの機体は、滞空時間が長く、平らな場所であればどこにでも着陸できるため、人道支援、国境警備、輸送、捜索救助などの任務に最適な乗り物です。

E-Fan は、バッテリーのみで駆動するように作られた初の練習機です。この飛行機のシステムは、空力や安全性を含め、すべて静かで排出ガスのない飛行を目的に設計されています。E-Fan は、翼に内蔵された高出力のリチウムポリマー バッテリーを充電するために着陸するまで、電気モーターが 2 つのダクト ファンを約 75 分間駆動します。今年の公開飛行に続き、2017 年には 2 人乗りの E-Fan 2.0 がリリースされる予定です。

おもちゃのヘキサコプターを人間を乗せられるサイズに拡大し、ローターの数を 3 倍にすると、ボロコプターのような飛行機が完成する。長さ 1.8 メートルのカーボンファイバー製プロペラ 18 個により、この飛行機は安定し、極めて安全である。2013 年 11 月に初飛行を行ったボロコプターは、ローターをいくつか失っても飛行を継続できる。また、軽量でエネルギー効率に優れているため、短距離の通勤には最適である。

異星に安全に着陸するには、極超音速で急ブレーキをかける必要がある。減速技術を練習するため、NASA のジェット推進研究所は LDSD を開発した。6 月に、高高度気球が機体を 120,000 フィートまで上昇させ、その後ロケットでさらに 60,000 フィート上昇させた。最後に、幅 20 フィートのチューブ型気球が膨らみ、LDSD は地球に向かって急降下した。気球が落下するにつれて、大気抵抗が増大し、LDSD はパラシュートが開くまで減速し、比較的穏やかな時速 30 マイルで着陸した。同様の方法で、いつか宇宙船が火星に着陸するかもしれない。

過去 10 年間で、最もエネルギー効率の高い移動手段としてダークホースが出現しました。それは航空です。1970 年代以降、航空業界は乗客 1 人当たり、1 マイル当たりの消費量を 75% 削減し、現在では飛行機での移動は平均して自動車での移動よりもエネルギー消費量が少なくなっています。この削減量はバス、電車、自動車の削減量を上回っています。エアバス E-Fan などの電気飛行機は、あらゆる方法でエネルギーを節約する業界にとって、おそらく論理的な次のステップです。

効率的な飛行機の特徴:

優れた空気力学
飛行機が大気圏をスムーズに通過すればするほど、都市から都市へ移動するために必要な燃料は少なくなる。ウィングレット（翼の先端にある小さなフィン）は気流を分散させ、飛行機の抗力を減らす。ボーイングは、ウィングレットによって効率が4％向上することを発見した。これは十分な向上効果であり、一部の航空会社は既存の航空機にウィングレットを後付けしている。

最適化されたエンジン
効率的なエンジンの鍵は、空気の圧縮を最大限にして推力を高めることです。設計の改良により、航空機のエンジンは空気をより簡単に押し通せるようになり、新しい素材により、より効率的なスラスターによって生じる高温にも耐えられるようになりました。その結果、より軽量のエンジンが生まれ、より少ないジェット燃料でより大きな力を引き出すことができます。

軽量化
ほんの少しの軽量化でも効果はあります。たとえば、ボーイングは787ドリームライナーの機体を、多数のアルミ板をリベットで留める代わりに、軽量複合材料から成型したわずか数個のセグメントで構成しています。この設計では、セグメントごとに必要な留め具が5万個少なくなり、そのため若干の軽量化が実現しています。

その他のチラシ
航空会社には、乗客一人当たりの効率を高める別の方法があります。それは、乗客を増やすことです。近年、航空会社はフライト数を減らし、機内にさらに多くの座席を詰め込むことで、各機の乗客数を増やしてきました。