マッハ3の痛恨すぎる問題で退役 歴代最速航空機のありえない末路【ゆっくり解説】【航空工学】【SR-71ブラックバード】

航空工学館【航空技術ゆっくり解説】
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#飛行機 #航空 #ゆっくり解説
◆チャンネルについて
このチャンネルでは航空機技術に関する仕組み、構造などをゆっくり解説していきます。
◆動画について
今回は歴代最速戦闘機、SR-71ブラックバードの特徴や歴史、問題点などをゆっくり解説していきます。
よ霊夢今日はやけに機嫌がいいな
わかる実は昨日
旅行に行ってきてリフレッシュしてきたの
よリフレッシュは大事だからな何が一番
楽しかったんだそうね
旅行先もとても楽しかったんだけど一番
印象に残ったのは久々に乗った新幹線の速
さにびっくりしたことね
景色の流れる速さに
改めて新幹線って早いんだなってしみじみ
思ったのよそれはまたマニアックな旅行の
楽しみ方だなまあ新幹線の最高速度は
250から300キロくらいだからなあと
数年もすれば最高速度500キロのリニア
新幹線も登場するんだぜえそんな早い新
幹線が出てくるのそれは便利になるわね
楽しみだわでもそう考えると飛行機って
すごいわよねたくさんの旅客を乗せて新
幹線の倍以上のスピードで飛んでるんだ
ものあー地上を移動する乗り物とは比べ物
にならないなそういえば前に超音速旅客機
について解説してもらったと思うんだけど
これまでの飛行機で一番早かった機体って
どの今回のスピードで飛んでいたのこれ
までで最速の飛行機の速度はマッハ3以上
時速にすると3529キロ近くだと言われ
ているなええ新幹線の10倍以上の
スピードで飛ぶ飛行機が存在したのあー
ただその期待はその速さゆえに大きな問題
を抱えていた機体でもあったんだ何それ
余計気になるわよしそれじゃあ今回は
完全無欠のはずが意外な問題点
歴代最速機SR71の仕組み
歴史問題点を解説していくぜお願いするわ
このチャンネルでは航空機技術に関する
仕組み構造などを解説していくから良かっ
たらチャンネル登録で応援してもらえると
嬉しいんだぜ
その期待はどんな技術でマッハさんも出す
ことができていたのまあ慌てるな
順番に解説していくぜ
歴代最速を誇る航空機はアメリカの
ロッキード社が開発アメリカ空軍で使用さ
れていた偵察機SR71という機体だ
ブラックバードという名前でも呼ばれてい
たぜいつごろに活躍した機体なのSR71
は1950年代後半に開発がスタートし
60年代中盤に運用が開始されたんだええ
そんなに昔の期待が
未だに歴代最速の航空機なのあーもともと
は同じクロッキー度が50年代に開発した
A12という偵察機を改良したものだった
んだアメリカ軍はもともと
U2ドラゴンレディという偵察機を運用し
ていたこの機体は約7万フィートの高高度
を飛行できとても有能だったんだが地対空
ミサイル技術が進歩したことにより撃墜さ
れる危険性が出てきたんだそこで当時の
大統領ドワイトアイゼンハワーが新たな
偵察機の開発を支持したのが始まりだ当時
の技術で7万フィートっていうのも十分
すごいと思うけどさらに高性能なものを
求めたのねあーそこで計画されたのが今回
のSR71ブラックバードだ流通偵察機も
手掛けていたロッキードの先進技術部門で
あるスカンクワークスは国からの指令を
受け極秘でこの開発プロジェクトを
スタートさせたそしてスカンクワークスが
当初制作したのがさっき話したA12偵察
機だったんだA12はどんな機体だったの
A12は
U2よりも高い高度8万フィートでの飛行
を実現したんだつまりさらに高い高度を
飛行することで撃墜を免れようとしたんだ
ななるほどねでも高度を上げるだけだと
また技術が上がっていったら対策されて
しまいそうねそうだなそこでA12の運用
が始まる前にはA12をベースに高高度
技術に加えて機動性やステルス性を持たせ
た新たな機体の開発が進められていたそれ
がSR71の計画だ高い行動をとぶだけ
じゃ不十分だからより敵に撃墜されづらく
するために速さを求めてた感じだったのね
あーSR71の計画は50年代後半には
スタートし1964年の12月に初飛行
1966年の1月からは実際の任務で運用
が開始されたんだ次にSR71の性能に
ついて説明していくぜまず大きな特徴は
最高速度マッハ3以上を実現した高速飛行
性能だ以前超音速旅客機のコンコルドの
動画でも言っていたけど音速で飛行機を
飛ばすには音の壁を超えないといけないの
よねその通りだ簡単におさらいすると音の
壁はマッハ1の速度で飛行した時に問題に
なってくるマッハ1以上で飛行機が移動
すると
逃げ切れなくなった空気の圧力が圧縮され
大きな衝撃波となってしまうんだソニック
ブームとも言うのよねそうだぜよく覚えて
いたなそしてこれは期待の抵抗となるだけ
でなく
揚力の発生を妨げるなどとても厄介な存在
なんだだから超音速機ではこの衝撃波の
発生を避けるため通常の航空機とは異なる
設計がなされるSR71もこの特性を考慮
して超音速機に用いられるデルタ翼を採用
しているデルタ欲は翼の面積を大きく取る
ことで翼面荷重を小さくでき超音速飛行に
適していたんださらに
胴体を薄く細長い形状に設計し
衝撃波による増波抵抗を抑制する工夫が
なされた音の壁さえ超えることができれば
あとは問題なく速度を上げることができる
のいやそれが音の壁を超えた後にもう一つ
の壁があったんだそれがマッハさんを
超える前にやってくる熱の壁だ
熱の壁あーこいつの存在がマッハさんを
超える飛行機が少ない理由でもある厄介な
壁なんだ確かにコンコルドもマッハに
くらいだったわよねマッハさんを超えるの
はそんなに難しいのあぁ音の壁を越えれば
マッハ2くらいまではそこまで問題なく
出すことができるんだがそれ以上になると
断熱加熱と呼ばれる空気の圧縮による温度
上昇に期待が耐えられなくなってくる
それって大体何度くらいになるのマッハ3
以上の速度域では自体の表面温度が摂氏
300°cから700°cくらいになると
言われているぜそれって
触ったら火傷するどころの騒ぎじゃないわ
ね
航空機によく用いられるアルミニウム合金
の融点は約600度だが強度を考慮すると
ギリギリの温度で飛ばすわけにもいかない
だから従来の航空機では熱の壁に耐える
ことができないんだでもだったら熱に強い
素材に変えればすぐ解決なんじゃないの
そうなんだがアルミニウム合金は強度と
重量のバランスやコストの観点で航空機に
最適な材料なんだ別の材料を使うとなると
コストが見合わなかったり重量や強度の
バランスが崩れて設計が困難になるんだぜ
一筋縄ではいかないのねSR71はどうし
たかというとアルミニウム合金に比べ耐熱
性に優れ
鉄よりも軽量なチタン合金を機体の90%
以上に使用しているんだチタンは取り扱い
が難しいのあアルミに比べ硬いチタンの
加工技術は当時はまだ未成熟だっただから
SR71の登場前まで
航空機でチタンが使用されたはほとんど
なかったしあっても一部のパーツのみだっ
たりしたんだSR71は期待のほぼ全体に
チタン合金を使用した初めての例だったん
だぜそうだったのねそれによって熱の壁を
克服できたのそれだけでは不十分だ高温時
には素材が熱によって膨張するためこの
対策を施す必要があったそのため
あらかじめ熱膨張を考慮して機体の外装
パネルは意図的に隙間を空ける構造を採用
したんだこれによって地上の常温下では
パネルの隙間から燃料が染み出して漏れて
しまったりと
扱いは大変だったみたいだそんな仕様に
なっていたのね少し取り扱いを間違えたら
それはそれで事故になりそうねそうだな
さらにタイヤについても高温対策が施され
耐熱性を高めるためにアルミの粉を混ぜた
素材が用いられているこうして徹底した
高温対策によってSR71は熱の壁を
超えることができたんだじゃあ機体の形状
や気体を工夫してマッハさんを超えられて
いるのあとはエンジンの性能も大きいな
SR71では第12にも搭載された
プラット&ホイットニーの軸
リューターボジェットエンジンJ58を2
機搭載しているこのエンジンは
コンプレッサーが球団
タービン2弾という構成になっていて
推力は32000ポンドを生み出している
んだこのエンジンはアフターバーナーを長
時間作動させることができる初めての
エンジンで高速飛行を実現しているマッハ
さんで飛行する時のエンジン本体からの
推力の割合は20%ほどで
約80%の水力はこのアフターバーナー
から発生させているんだぜそうなのねでも
マッハさんの速さの空気がそのまま
エンジンに入っても問題ないの問題あるぜ
だからエンジンがコンプレッサーに入る前
に流速を下げる工夫がされているんだあ
音速の従来のターボジェットエンジンでも
ダクトの形状を末広がりにすることで流速
を下げ
圧力を上げるような構造になっているが超
音速を超える空気の場合は話が変わって
くるどういうことさっき超音速域で物体が
移動すると空気が圧縮されて衝撃波が発生
するといったがこれによって
繰り広がりのダクトを通しても流入する
空気の速度が減速せず
圧力も高められないんだつまり青息の空気
と逆の特性になってしまうってことそうだ
ぜこのままエンジンに空気が入ったら問題
を起こしてしまうそこでSR71では
エンジンの吸気口の部分にスパイクコーン
と呼ばれるパーツを備えているこれによっ
てエンジンの中に空気が入る前にあえて
衝撃波を発生させて空気を圧縮状態にする
んだなるほどねそれでエンジンの中に入る
流速を落としているって事そうだぜ
衝撃波を先に生み出すことによって圧縮さ
れて流速も落ちるから和音速の空気を
末広がりのダクトで取り込んだ時と同じ
ようなものになるんだでもこれでマッハ
さんの空気が和音速まで減速するの一度だ
とさすがにそこまで減速しきらないから何
度か同じように衝撃波の発生と減速を
繰り返すことができる構造になってるんだ
電子制御でスパイクコーンも前後に稼働さ
せることができるから
速度によってその度合いを調整することが
できるへぇ考えられているわねでも80%
もアフターバーナーを使って飛んでいるの
なら
むしろそれだけで飛んだ方が軽くなって
いいんじゃないのいいところに目をつけた
な確かに高速飛行をする際は
ターボジェットの機構は逆に空気の流れを
悪くして効率が悪化してしまうしかし
マッハさんまで加速するときは
ターボジェットを回さなければならない実
はこれは大きな矛盾点になってしまうんだ
このエンジンではその対策もされていたの
そうだぜコンプレッサーの途中に
バイパスローを設けて高速時にはそこを
通して直接空気をアフターバーナーに
送り込むことができたんだつまり
低速時はアフターバーナー付きの
ターボジェットエンジン高速時はラム
ジェットエンジンに近い仕組みになると
いうわけだぜ飛行状況によって変わる特性
に対応できるように工夫しているのねあー
こういったエンジンの工夫もマッハさん
以上を実現させている理由の一つだったん
だそしてこのSR71にはこの高速飛行
性能に加えて当時まだ技術が確立されてい
なかったステルス性も兼ね備えていた
期待にはさっき話した熱のため黒い塗装が
施されていたが表面をあえてノコギリ状に
したり機体の形状を工夫して敵のレーダー
の電波を乱反射させる効果があったんだ
早くて敵にも見つかりづらいなんて無敵ね
そうだなSR71は最高飛行速度マッハ
3.33529キロ最高高度
8万5,069フィート
25929mを記録して有人航空機として
はどちらも今なお世界一となっている
アメリカ軍では66年の運用開始後
1989年には一旦退役したが90年代に
は一時復活最終的には1998年まで運用
されたがこの飛行性能のおかげで敵から
撃墜されたことはなかったんだぜそんな高
性能で長く活躍した機体だったのになんで
退役してしまったのよしそれじゃあここ
からはSR71の問題点について紹介する
ぜ
高性能で実際の任務でも重宝されたSR
71だがたった一つ致命的な問題点があっ
たそれはコストがかかりすぎることだ高
性能な機体にはありがちな感じだけど
そんなにひどかったのあーさっきSR71
は高速飛行時の熱膨張を考慮してあえて
機体に隙間を設け燃料が漏れていたといっ
ただろこの特性があったからSR71は
燃料を満タンにして離陸することができ
なかったんだそれに高速飛行時に常時
アフターバーナーを使用していて燃費が
悪かったそのため飛行の際は複数回の空中
給油が必要でそのための別機体を飛ばす
必要があったんだある時は10時間の
フライトで6回の空中給油を行いそのため
の別機体を呼び機も含めて14機も準備し
たという話もあるなるほどねSR71を
飛ばすためには給油用の別機体をたくさん
準備しなければならなかったのねああ加え
て燃料はSR71の過酷な飛行環境に
耐えることができるよう
専用のが使われたから単純に燃料コストも
かさんだんだそれに
燃料だけではなくマッハさんに耐えるため
にあらゆるものが対策されていたSR71
ではそれ以外の維持費も割高になった
アルミの粉を混ぜた特性のタイヤも
従来のものに比べると割高だったことに
加え
太陽回数は20回程度しかなかったし
パイロットは高高度の気圧に耐えるため後
に宇宙服にも流用されるほど高性能な油圧
スーツを着用していた機体に使われていた
チタンもアルミに比べて高価だったしその
ほとんどを輸入で賄っていたからな作るに
も飛ばすにも金がかかりすぎたんだそう
だったのねSR71にはどれくらいのお金
がかかっていたのかしら1時間飛ばすため
に約20万ドル
約2600万円年間の費用は約2億ドル
約260億円だったと言われているなそれ
はさすがのアメリカでも厳しそうねああ
旧ソ連が崩壊した後国防費の見直しを行う
際には真っ先に削減の対象になったそうだ
こうして
SR71は退役することになってしまった
んだぜうーん敵には撃墜されなかったけど
予算に撃墜されてしまったという感じなの
ね
今回は世界最速の飛行機SR71に関する
内容を説明したがどうだったお金がかかり
すぎたとはいえ
完全無欠感がある性能は惚れ惚れするわね
かっこいいわそうだなそして現在このSR
71の後継機とも言われる超音速の無人
偵察機SR72が開発中なんだえそうなの
あその速度はSR71の2倍にもなる
マッハ6になると言われていて2030年
までの運用開始を目指しているんだそれは
目が離せないわね今度SR72についても
詳しく教えてね分かったぜこの動画を
面白いと思ってくれたらチャンネル登録や
高評価をしてくれると嬉しいわそれではご
視聴ありがとうございました
