2010年06月23日の記事一覧 - 詳細表示

１万7千名様御訪門、感謝特別記念特集『飛躍』　第三十七話

紛争や戦争の早い終結と防止そして侵略からの抑止力としてジェット戦闘機は実在し平和の為に飛び交っています。
そして、不測の事態に備えて最新の開発が行われ続けています。
しかし、宇宙ステーションなど国際協力に基き平和の屋根の下で協同運営や構築がなされています。
平和と言う基本の現実の為に昔は完全秘密であった軍事部門の戦闘機なども可也公開され平和意識への高水準化も進んでいます。
※今回は米・露の最新戦闘機に着眼点を置き記事にしました。

アメリカの最新鋭ステルス戦闘機
第5世代戦闘機

F35 AIR SHOW

F22 Raptor

F35の垂直離陸は当初、後ろの可変エンジンだけで推進し、後はラダー操作であると錯覚をし、物理的な分析対象に面白い対象だと眺めていましたが、垂直離陸時に推進用のエンジンが前、中、後(通常のエンジン)と３機の推進力エンジン搭載と言う事が別のユーチューブの記事で判明しました。
最初は興味深く眺めていたのですが、分析していくと矛盾してしまい、チョッと頭を捻っていたのですが、画像でもお分かりの通り機体の下方に開くポイントが出てきます。
これは当初、センサー類や格納されたミサイル類の発射や格納に使われていると想像していましたが、噴射口になっています。

横方向から見た機体の平衡を取り合うのにバランス用として後方のアフターバーナー(エンジン)と後方の水平翼を巧みに運動制御用として用いています。
エンジンの傾斜角稼動だけでは動きが遅いのでのそれより早い機械的フラップ制御と組み合わせています。
当初、このビデオ、完全な垂直ではなく、斜め後方にエンジンを噴射しながら、垂直離陸しているシーンがありましたが削られてしまいました。
理屈は以外と簡単ですが此処まで来るには大変だったと思います。
垂直離陸として上昇し静止するホバーリングの運動展開は垂直的に上昇させようとするエンジンに対して、後方尾翼の水平フラップはエンジン付きの飛行機が進行方向に下降する時の運動機能ベクトルが作用します。
フラップが下げられていますね。

これで、もし、後方のアフターバーナー(エンジン)が不完全な斜めの常態だとエンジンのベクトル分解出力は前へ進行する成分が出てきます。
そのために前進するはずなんですが、後方のフラップが反作用として抑制します。
進行方向に対して後方へ引っ張る力が作用しています。
前後に関しては、うまい具合に±相殺されるまで、エンジン出力とラダーの角度を制御調節しますと、水平方向には前進せず中和化したように停止します。

さらに、ラダーは下降のベクトルにも分解されていますのでエンジン出力の上昇成分が優っている時は、その常態で垂直離陸していきますが、機体の自重と下降ベクトルの和がエンジンの垂直上昇成分と一致しますと空中の一点で静止したホバーリング状態を確保できるのです。
エンジンの垂直度を完全にするまでは、速度(パワー)成分の進行方向成分とラダーによる下降成分の抑止力によるバランスですから、組み合わせとしては①エンジン出力、②エンジンの傾斜角、③フラップの傾斜角による微分方程式の近似式を運動的に得ると垂直離陸が得られ、それによりホバーリングできるように調節すれば良い事になります。

これは間違いなくコンピュータが自動制御分野として動作しながら片付けてくれているでしょう。
ホバーリング時はフラップ効果による下降と後退するベクトルは原理的に０となります。
エンジン力も作用せず、風によって押し流されるわけでもありません。
エンジンによる前進時はフラップ下げによる反作用として、下降＋後方ベクトルでありますが、前方からの風が優りますと逆に、上昇＋後方ベクトルとなります。
ホバーリング時、アフターバーナー(エンジン)が垂直であり、完全に静止してしまえば、後方フラップの角度は何処でもOKです。

ホバーリングから機体を前進させ、さらに高度を上昇させていくにはエンジン出力を上げながら、フラップを平坦化してさらにフラップをあげていけばよいのです。
但しジェット機の飛翔時の傾斜角としては速度と飛行がエネルギーのバランスが取れている必要があります。
速度やエンジンパワーが出ていないのに重力 g に逆らう運動をしようとすると失速ダウンや降下墜落と言う現象を招きます。
平和の為に価値ある運動を繰り返してもらいたいものです。

↑

↓

・PAK-FAはステルス性を確保
・高い巡航性能
・アフターバーナーを焚かなくても超音速
・コンポジット材を使うことで軽量化
・垂直尾翼全体を動かし運動性能をアップ
・旋回Gは11G
・最高速度はマッハ2.45
・高度4万5000フィートまで秒速1184フィートで上昇可

・AI（人工知能）が採用されパイロットを補佐
・の第5世代戦闘機と同様、他の戦闘機とネットワーク
・位置、武器、ターゲットの情報をリアルタイムで共有
・IRST 光学、赤外線探知システムを導入し、F-22の熱航跡を25km遠方から捉え追尾することが可能
※F-22にはないので、かなり脅威と言うことです。

旋回Gの11Gとは・・・
↓
時速　388,080 (m/h) ⇔ 388 (Km/h)
秒速　107.8 (m/sec)

このような先進の基本性能を持ち合わせています。
それから、ラダーやらフラップに注目してください。
フラップは団扇を持つ手首のようなグリップ操作でフラップを一点制御し全体を可変している。
しかもフラップを横軸に通すというシャフトを持ちません。
これは、材料の材質性の進歩向上と強度強化が優れている事を示します。
それよりも、衝撃波による応力の作用範囲を特定の位置に手中させることで、そこの部位を強化する事により、衝撃破壊やひび割れが起こるのを防止します。
機体の位置や制御の匙加減でクラック事故が発生するのが何処に集中するのか分からないのが非グリップ型です。

鳥や人間の羽や肩の間接構造に生命工学的な検知から工学的に活かしたものと思われます。
１１Gと言う旋回力に耐えうるのは大変なことだと思います。
肩関節には肩鍵盤に包まれてオイルのような液体で充填されています。
これが肩の負荷の衝撃緩和や使い痛みを和らげます。
としますと原油の取りすぎは地球の殻を傷め歩いている事と同じではないかと思います。(大きな地震が多いですね)
ところで、コツッと言うような、バレーボールのアタック時のように、手首のグリップでボールをアタックするような後方尾翼のワンショット的な微分操作をして、すぐにフラップを元に戻すと、機体がその後、すっと継続的に上昇します。

双翼のジェットエンジンのパワーがまた凄いですね！！
このエンジンもベクトル的に稼動でき傾斜角を可変できます。
フラップ操作とエンジンの傾斜角による操作で運動性能が向上し、また離陸時の滑走距離を縮小できますので、高いジェット機のタイヤの寿命も長く伸ばせます。
海上の空母からの短い滑走路での離陸をより容易化します。
平和志向の証しに、可也、機体内部の設計的詳細図の公開も別途行われているようです。