宇宙航空研究開発機構は最近、多くの大学と協力し、マッハ 5 の極超音速航空機のラムジェット エンジンの画期的な地上燃焼試験を成功裏に完了しました。これは、太平洋の両側を結ぶ2時間の飛行というビジョンが現実に一歩近づいたことを示しています。

この試験は、宇宙航空研究開発機構、早稲田大学、東京大学、慶応義塾大学の技術者チームが共同で、角田にある宇宙航空研究開発機構の宇宙センターで実施された。音速の 5 倍の飛行環境をシミュレートし、極限条件下での航空機の熱保護システム、操縦翼面、エンジンの性能を検証することに重点を置きました。

テストの中心となる技術は、可動部品のない空気を吸うジェット エンジンであるラムジェットです。その動作原理は、高速前進によって発生するラム効果を利用して流入空気を圧縮し、その空気が燃料と混合されて点火されて推力を生成します。この設計により、重回転するコンプレッサーが不要になり、従来のターボファン エンジンをはるかに超える速度で動作することが可能になりますが、ラムジェットは停止状態から始動することができず、動作する前にまず超音速まで加速する必要があります。

今回の日本での試験では、実験機を風洞内に設置し、高度約25キロメートルの環境条件を模擬した。この高度の大気の密度は、海面の密度のわずか 1% です。マッハ 5 のこの高度では、機首と前縁の周囲の気温は摂氏 1,000 度を超えることがあります。このような高温に対応して、エンジニアは高度な熱保護システムを構築し、航空機の内部温度を通常の動作温度近くに維持することに成功し、搭載されたアビオニクスおよび制御電子システムが正常に動作できるようにしました。同時に、センサーは表面温度プロファイルをマッピングして熱構造計算を検証します。これはフルサイズの旅客機にスケールアップするために重要です。

明確にしておく必要があるのは、この予備試験は実際の試験飛行からはまだかなり遠く、縮小模型の地上検証が完了しただけであるということです。宇宙航空研究開発機構は、次の段階で実験機を観測ロケットに搭載し、マッハ5での実飛行試験を試みる予定だ。順調に進み、規制や技術的なハードルを克服できれば、2040年代までに商用極超音速旅客サービスを可能にすることが目標だ。

この進歩が続けば、高度25キロメートルをマッハ5の速度で飛行する航空機は、既存の民間旅客機のほぼ2倍の高度を飛行することができ、理論上は、完全軌道に入るまでの複雑な操作を必要とせず、東京からロサンゼルスまでの飛行時間を現在の約10時間から約2時間に短縮することができる。これは、米国から日本への航空便に革命が起こり、当初は1週間かかった旅行が、わずか数時間の飛行で同日の往復に変わることを意味します。