統合多用途・将来型垂直離着陸機計画

統合多用途・将来型垂直離着陸機計画は、アメリカ合衆国のアメリカ陸軍の軍用ヘリコプターの数種類の系列を完全に新規開発する計画である。センサー、航空工学、航空電子工学、エンジン、および不具合対策などの共通のハードウェアに加え、ソフトウェアを共有する、5種類の異なる機体規模の「回転翼航空機」を開発する必要がある米陸軍の要求項目には [[ハリアー II 。

米陸軍は2004年以来、この計画を2017年に至るまで継続的に検討し続けている。

将来型垂直離着陸機計画は、米陸軍の汎用ヘリコプターである「UH-60 ブラックホーク」、同じく攻撃ヘリコプターである「AH-64 アパッチ」 、重輸送ヘリコプターである「CH-47 チヌーク」、特に代替機の開発に2回も失敗した1回目： [[RAH-66  軽偵察・観測ヘリコプターである「OH-58 カイオワ」の将来的な代替機を開発することを意図している。最終的には「将来型垂直離着陸機計画」 の前身の計画と後世の時代には位置づけられるであろう、現在進行中の先行計画は、2017年に「技術概念立証」のための機体提供が予定されている「統合多用途ヘリコプター計画」である。

1. 概要
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アメリカ合衆国・国防総省は、「イラクの自由作戦」から「不朽の自由作戦」までの通算 12年間を既に超え、現在まで続く泥沼の戦闘の報告分析結果から、米軍の回転翼機の航空団が、度重なる空中機動作戦に参加中のヘリボーン任務によって疲弊していることを発見した。

戦闘の結果、ヘリコプターは平和時よりも作戦飛行時間が約5倍も長くなり、これまでの短い飛行時間では露呈しなかった様々な故障などの問題や、回転翼機特有の短い飛行継続時間の弊害について実地航空団より要望が出されており、従来の設計概念に基づく回転翼航空機が特に「航続時間」と「航続距離」に関して、今後の作戦遂行には明らかに能力不足であり、低い巡航速度と機体の連続使用に伴う耐久性に関する脆弱性、整備性においても固定翼の地上攻撃機と比較して劣っていることが問題とされた。

本計画に至る以前、既存の「回転翼航空機」の開発・製造企業は、派生型や改良型の「元となる基本型」を戦場の要求の変化を踏まえて一から新規に開発・設計すること無しに、過去の既存の回転翼航空機系列ファミリーに対して継ぎ足す形で改設計と再生産を行い、これらの機種を“ 新型機 ”として既存の機体と更新してきたという反省点があった。

将来型・垂直離着陸機の概念は、新技術、新材料、新設計を使用して、より高速で、より遠くまで飛行可能で、より多くの搭載量を有して、より信頼性が高く、保守し易く、整備に掛かる人月と 運用費用を低減し、兵站規模の縮小を可能とすることを要求されていた。

これらの完全な新設計の回転翼機は、ほとんどの米陸軍のヘリコプターの従来機種を代替するシステムのファミリーを創出することにある。

統合多用途機は更に3段階に分割され、

「JMR TD」段階では、実用航空機の基盤としての「技術概念実証機」を開発する。
「JMR フェーズ I 」では、実際に実用機として用いる航空機を開発する。
「JMR フェーズ II」では、実際の運用に不可欠な「航空作戦任務システム」体系を開発・構築する予定である。米陸軍は「将来型・垂直離着陸機」計画において、最低でも約4,000機もの多数の回転翼航空機を取得する予定で、2016年に「将来型・垂直離着陸機」エンジン計画を開始した 。

「将来型・垂直離着陸機」計画は、2009年に提唱・策定されたが、長期的な先進航空工学能力を維持するだけでなく、アメリカ合衆国・国防総省は「垂直離着陸機」能力と技術開発に焦点を当てる解決策ではない。

2011年10月、当時の国防副長官アシュトン・カーターは、全ての軍事航空作戦のための次世代垂直離着陸機の共同提案を概説する 「将来型・垂直離着陸機戦略計画」を発表した。戦略計画は、今後およそ 25 - 40年間、垂直離着陸・輸送機の開発を進めることによって、現在の回転翼機・航空団を21世紀後半の航空科学技術水準に見合うだけの高度な能力に置換するための基盤を提供するという内容だった。

これは、国防総省の「垂直離着陸・輸送航空団」の約80％が、既存機体の延命措置を施すか、既存機種を退役させるか、次のおよそ8 - 10年以内 に新たな解決策としての全くの新規設計の機種に置換することを示していた。

今後50年間以上の垂直離着陸・輸送航空団の運航に影響を与える「将来型垂直離着陸機・戦略計画」の実施に当たっては、米海軍は、米陸軍の共助・軍組織であり、「将来型・垂直離着陸機」派生型は、「MH-60 S / Rヘリコプター」の後継機として、米海軍の「MH-XX 計画」で使用される可能性がある。

2. 構成
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将来型垂直離着陸機計画は、現在の全25種類の航空機を置換するために2009年に最初の3種類の機体規模が策定され、次に2017年までの間に、下記の表区分の4 :と5 :が新たに設定されている。

米国下院軍事委員会によると、2013年4月現在、従来型のヘリコプター、従来機の小翼に代えて「完全な操縦翼面を含む大型翼」を持つ減速型回転翼・複合ヘリコプター、およびティルトローター機の3種類の「統合多用途」に有効な航空機の形態に関する機構が検討されていた。

概要の節でも触れたとおり、本計画は準備段階となる「技術概念立証機の提案」→　承認　→　試作機製作および飛行試験 と 実用機開発段階の、以下の2つの計画に分割して順次実施される手はずとなっている。

「統合多用途ヘリコプター計画」
「将来型垂直離着陸機計画」
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「統合多用途ヘリコプター計画」については、更に以下の3段階に細分化される。

「将来型垂直離着陸機計画」について、詳細は 2017年 1月末日現在、完全には定まっていないが、製作が完了した技術概念立証機の飛行試験の結果を踏まえて、上記の 5区分の審査を通過した各社の「技術概念立証機」を振り分けた上で、必要性の優先度合いに応じて順次、実用機の開発と試作機および増加試作機の製作に進むことが予定されている。

3. 要求項目
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要件項目は、2017年1月現在、未だ完全には洗練されていないが、新しい垂直離着陸・回転翼航空機の概念は、少なくとも430km/hの速度に達し、12人の完全装備の兵員を空輸可能で、高度1,800m、飛行性能測定に影響する大気密度の濃淡要素を左右する気温は95°Fの高温大気中で、戦闘行動半径は424km、無給油航続距離は848kmに達することを絶対条件として米陸軍から指定された。

航空機作戦任務の区分として、貨物輸送、汎用機、武装偵察、攻撃、人命救助、医療救護・搬送、対潜水艦戦闘、対艦船攻撃、陸海捜索救難、特殊戦闘部隊の支援、垂直補給ヘリコプターやティルトローター機を着陸あるいは着艦させることなく、空中静止状態のまま、物資の搬出入を行うこと。広義の定義では、圧力油送ポンプとホースを回転翼航空機の機体側の給油口や増槽に接続しての同様の手段による燃料補給も含まれる。}}、機雷掃海任務、その他の雑務。

将来型垂直離着陸機の系列の垂直離着陸・回転翼航空機には、飽くまでもオプション要求機能項目ではあるが、近年の無人航空機の目覚しい自律飛行機能の向上の状況を鑑み、操縦士官や、航法偵察/電子機器の操作士官の搭乗に代えて「F-35 ライトニング II」で使用されるヘッドマウントディスプレイ機構を応用して F-35 に比較して条件が穏やかな本計画の機体を将来的には遠隔操作し、さらには人工知能による「自律飛行能力」を獲得可能な発展可能性が要求される。 2013年3月、米陸軍は「代替エンジンの概念設計と分析」と呼ばれる取り組みに対する提案書を提出するよう航空機開発・製造企業の業界団体あてに要請した。

将来型・垂直離着陸機計画航空機・機構の制式なシステム要件 は 2017年1月末日現在、未だ制式要求項目としては設定されていないが、空中静止能力、最高速度および巡航速度、航続時間・航続距離と戦闘行動半径、貨物と兵員、さらには自衛に必要な最小限の武装の搭載量、および燃費特性を「現在の回転翼航空機を超えて」最低限でも保持する必要があると規定されている。

これには、国際標準大気を基準とする、高度換算値10,000フィートにおける空中静止の維持飛行能力、前記同一条件下における高度換算30,000フィートにおける巡航飛行の維持能力を持つ回転翼航空機が必要な場合があり得る。

この能力に加えて、高々度での良好な空中静止機動飛行の能力が追加要求として含まれる。

エンジンは、航空基地における整備時間の改善、戦闘行動半径の増加、加えて、より静粛性を高めたガスタービン機関としての作動音の静穏化のような、向上した航空作戦能力を可能にする、代替の先進的なエンジンと発電機や補助動力装置をはじめとする電力装置のシステム構成を必要とする。

機体の異なる構成のために、ターボシャフトエンジンに関して、最小の40軸馬力から10,000軸馬力までの出力が研究されている。エンジン設計は、2017年内に開始される、将来型垂直離着陸機計画の技術概念実証段階の開始により準備が整う予定である。 この候補各社の中から、1社から4社の開発企業が、18ヶ月以内での作業完了を条件として量産製造契約を米陸軍と締結することが出来る。

ベル社の開発製造・共助企業であるロッキード・マーティン社は、将来型垂直離着陸機の各々の区分、すなわち「軽、、中、重、超重」回転翼・航空機に統合できる単一の「共通航空任務システム」を開発している。

このシステムは、同計画の調達の方向性決定と同・維持のために米陸軍が計画に投資すべき費用を「数十億米ドルも」節約できるため、複数のシステムで航空電子機器の整備人員、訓練指導人員、および操縦士官を訓練する必要がなくなる。

その構成要素の一つは、「統合センサー」を使用して操縦士が操縦席に居ながらにして、航空機の構造体で 遮断され死角となった不可視の視界領域を “ 透過 ”して視認することを可能にする ノースロップ・グラマン社 と BAE システムズ・ミリタリー・エア・ソリューションズ社が共同開発した「電子光学・分散開口システム」を使用する「F-35 ライトニング II」で使用されるヘッドマウントディスプレイ機構が採用された。 これは、「ストライク・アイ」と呼称されるヘッドマウントディスプレイヘルメットである。

4. 計画の特徴　
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本計画は、先進戦術戦闘機計画  段階では選択されていなかった。 2016年現在、パイアセッキ社はX-49を更新するための他の資金を有しており、将来型垂直離着陸機のための翼付き複合ヘリコプター設計を提供する予定である 。

5. 開発
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5.1. シコルスキーとボーイング陣営
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シコルスキー航空機とボーイング社は、計画の第一段階として「SB>1 デファイアント」中型垂直離着陸・輸送機の機体規模の技術概念実証機を共同開発の上で試作した。

なお、この「デファイアント」 の名称は英語で「挑戦的な、反抗的な、傲慢  な」を意味する。

それは2017年に初飛行予定であり、さらなる開発のために陸軍によって評価される。シコルスキー航空機は、以前の「シコルスキー X2」設計に基づいた回転翼航空機で第一段階の開発を対抗企業連合に対して引き離している。 ボーイングは戦闘任務システムの技術概念実証段階である「 フェーズ 2 」をシコルスキー社に対して指導的立場で把握する予定である。

ボーイング・シコルスキー陣営は、ヘリコプター設計が軍で最も使用されているという事実と、これまでの開発に成功してきた業績に基づく同形態の設計に対する絶対の自信 により、ベル社が陸軍に提出したようなティルトローター技術には、ほとんど関心を持たなかった。

2013年までに、シコルスキーとその共助企業ボーイング社は、試験機「シコルスキー　X2」と 軽・武装偵察ヘリコプター「S-97 レイダー」の2機種に対して 約 2億 5,000万ドルを費やした。

しかし同陣営チームの回転翼航空機は、想定される任務が異なることから、飽くまでも軽・武装偵察ヘリコプター である「S-97 レイダー」の設計とは別の機体になる予定である。 同陣営は「SB > 1 デファイアント」段階では、両社の従業員が協力し合った。チームは　2015年に「ザ・サプライヤー」として、自らの陣営を名付けた。

「SB >1 デファイアント」は 250 knの巡航速度を持つが、費用低減のために「古い」ライカミング T55 , を使用した場合は、より少ない戦闘行動半径になる。

「ベル　V-280　ヴェイラー」が試みている、米陸軍の「将来の手頃な価格のタービンエンジン」計画　 program ) からの資金提供を受けて新規にエンジンを開発した場合は、229 nmiの要求条件を満たす。

従来のヘリコプターと比較して、同軸二重反転の主回転翼 と 推進式プロペラは、185 km / hの速度増加、戦闘半径が 60％延長され、空中静止の性能に関して高温・高地の悪条件下においても、およそ 50％優れた性能を発揮する。

シコルスキーは、前記の試験機 " X2 " の設計が「垂直離着陸・重輸送機」の設計に適していないとし、代わりに、超・重量級の回転翼輸送機として CH-53K キングスタリオン 　の胴体を基本にティルトローター機に改めた設計を提案している。 しかし、シコルスキーは　X-2　に関する航空技術の規模の 大型・重量級航空機 に対する不適用性に関する疑念を払うために、フルスケールで 30,000 ポンド 級 の JMR-TD容積が 「UH-60 ブラックホーク」より、約50％大きい ）（読みはヴェイラー、アメリカ英語式の発音では「バロー」だが、ベル・ヘリコプター・ジャパンのウェブページでも「V-280 Valor」と表記しているのみ。 )

巡航速度は280ノット、2,100海里、戦闘行動半径は 500〜800nmi。

複合材料で構成される胴体、三重の冗長度を持つフライ・バイ・ワイヤ飛行制御システム、引き込み式降着装置、アクセスを容易にするための 2枚 の 6フィート幅の側面点検扉を備えた大型セル区画の炭素主桁構造を持つ主翼を備えている。

V-280 は V-22 と異なり、エンジンは主翼に固定で回転翼のみの角度が変化する。UH-60の代替が予定され、米陸軍のみでの採用を見込み、艦載予定がないので、余分な機能である主翼や回転翼関係の各々の「折り畳みの機構」は備えない。 V-280 は、滑走または垂直離着陸時に路面を熱で傷めない工夫により、左右の双ローター部の円柱形状の基部のみが傾斜するが、エンジンとそのナセルは傾斜しないという点が V-22　と異なる。

予定されている「技術概念実証機」デモンストレーター）