スーパークルーズ

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スーパークルーズ（supercruise、超音速巡航）とは、航空機が超音速で長時間の飛行（巡航）を行うことである。2000年代現在の新型戦闘機に要求されることもあり、F-22やユーロファイター タイフーンなどがこの能力を備えている。これらの機体はアフターバーナーを使用せずとも超音速飛行が可能であり、結果として長時間にわたって超音速飛行が可能になっている。

[編集] スーパークルーズ可能な航空機

軍用機 - 特に注記がなければ戦闘機

• F-15 - 格闘戦闘基準重量時
• F-22
• YF-23
• MiG-25
• MiG-35
• MiG-1.44
• Su-35BM
• ユーロファイター タイフーン
• ラファール
• サーブ 39 グリペン（グリペンDemoにて）
• （爆撃機）TSR-2
• （爆撃機）XB-70
• （偵察機）SR-71 - 吸入した空気の一部を圧縮機に通さず直接アフターバーナー外周に導くことにより、巡航速度での効率を改善する機構を持つ

旅客機 - 超音速輸送機も参照

• コンコルド - 超音速への加速時にアフターバーナーを使用
• Tu-144 - 超音速域でアフターバーナーを使用する

[編集] 歴史

[編集] 初期の超音速巡航機

超音速機が登場した当初において、アフターバーナー（リヒート）を使うことなく超音速飛行を行える機体は、ライトニングの原型機 P.1 、あるいはセンチュリーシリーズのYF-107戦闘機など、いくつか存在した。

その後、SR-71のようなマッハ3で超音速巡航可能な偵察機（超音速でもエンジンのタービンセクションを使用するが、実効圧縮比を下げて巡航速度での効率を向上させる特殊なターボジェットエンジンを持つ）や、コンコルドやTu-144のようなマッハ2で超音速巡航可能な旅客機（アフターバーナーは使用する）が登場するが、当時はその高速性自体が話題になっていた。

[編集] 停滞

1970年代以降になると超音速戦闘機にターボファンエンジンが採用されるようになった。ターボファンエンジンはターボジェットエンジンに比べて燃費効率が良い反面、特性がより低速向きであり、超音速飛行には向かない。音速を突破するにはアフターバーナーの使用が不可欠になった。またターボファンエンジンとアフターバーナーの組み合わせは、出力増大効果はターボジェットとアフターバーナーを組み合わせた場合よりも高い反面、その際の燃費効率は逆に悪化した。結果として超音速飛行にはアフターバーナーが必要不可欠になり、燃料を短時間で消費するため、小さな機体では超音速巡航に不向きになってしまった。

また、ベトナム戦争 の経験から、戦闘機にそもそも超音速域での性能は求められなくなった。超音速領域ではほとんどまっすぐに飛ぶ事しかできず、格闘戦など不可能であり、偵察機や旅客機ならともかく、戦闘機においては超音速で長時間飛ぶ事に意味は無い（必要な時のみ超音速飛行できればよし）と考えられたのである。事実、フォークランド紛争においては、亜音速機であるホーカー・シドレー ハリアーは、超音速戦闘機であるミラージュIII・ダガーに対して完全勝利している。

民間航空機でも、低燃費なターボファンエンジンを搭載した亜音速旅客機と比べると超音速旅客機は極度に狭い座席や運賃面で大きな差が開き、また、超音速時のソニックブームが地上に与える影響が高高度飛行時でも大きいことによる環境問題、離着陸時の不安定性、長い滑走路などにより、超音速旅客機の本格的な導入はなされずに終わった。

[編集] 再評価

ステルスやフレア、電子妨害装置が一般化する以前は、戦闘機や攻撃機がレーダーやミサイルによって守られた敵の勢力下にある空域に侵入するには、亜音速での低空侵入という方法が一般的であったが、レーダーを避ける事ができても対空砲火による被害は大きくなった。フォークランド紛争においても、亜音速機であり速度性能に劣るハリアーは、対空砲火により多大な損害を出している。

1980年代にステルス性を備えた機体が現れ、その後のステルス技術開発の結果、充分に敵のレーダー探知域を小さくできるようになると、今度は対空砲火を避けて高空を高速で飛行する方が危険性が低いと考えられるようになり、戦闘攻撃機に超音速巡航性能を持たせる事が求められた。21世紀になって新たに登場したF-22戦闘機では、搭載するエンジンに高速向きの特性を持たせることでアフターバーナーを使わなくとも音速突破が可能となった。また推力偏向ノズルも備えることで超音速領域においても高い運動性を誇る。

ユーロファイター タイフーンとラファールはスーパークルーズ能力を備えるとされているが、F-22程のステルス性は備えず推力偏向ノズルも持たない。

また、2000年代以降、ソニックブームの低減策についても研究が進められている^[1]。

[編集] その他

「アフターバーナーを使わなくとも音速を突破できる事」は、厳密に言うと｢スーパークルーズ」（超音速巡航）と同義ではない。｢スーパークルーズ｣という単語には「超音速で長時間飛行する事」という以上の意味はなく、「アフターバーナー不使用」は「長時間飛行を達成するための条件」の1つでしかない。アフターバーナーを使用する間は燃料消費が格段に増えてその分だけ飛行可能な時間や距離が短くなる。 コンコルドやツポレフTu-144等の大型機は、実現方法はそれぞれで異なるものの音速突破にはアフターバーナーの使用が必須であり、大量の燃料を搭載することで長時間の飛行とスーパークルーズを達成していた。逆の例として、エンジンをF110-GE-400に換装したF-14戦闘機は、アフターバーナー無しで音速を突破可能であるが、これは長時間持続できないため、スーパークルーズとは見なされない。

[編集] 関連項目

• 超音速輸送機

[編集] 脚注

1. ^ www.nedo.go.jp/kankobutsu/report/972/972-06.pdf