Boeing Hyfly2 極超音速ミサイル コンセプト, Boeing Hyfly2 hypersonic missile concept
Naval Newsによると、ワシントンD.C.近くで開催された、Sea Air Space 2021において、ボーイングが、艦載戦闘機用の極超音速ミサイル：Hyfly2のコンセプト図を発表した。X-51A以降、ボーイングは、ロッキードマーチンとレイセオンに敗れていたが、Hyfly2で巻き返しを図る模様である。
1. Sea Air Space 2021で発表されたコンセプト図
Naval Newsによると、ワシントンD.C.近くで開催された、Sea Air Space 2021において、ボーイングが、艦載戦闘機用の極超音速ミサイル：Hyfly2のコンセプト図を発表した。
Hyfly2のコンセプト図
ボーイングは、将来の極超音速巡航ミサイルの設計と投資を継続しており、Aviation Weekの別記事によると、米国国防総省はボーイングを競争に参加させ、マッハ6のHyFly2プログラムを実施しており、DCR（Dual Combustion Ramjet）の予備設計レビューと地上試験に資金を提供している。
2000年代のHyfly、2010年代初頭のX-51Aの研究開発実績において、ボーイングは、スクラムジェット搭載型ミサイルの開発において、米国の企業でトップを走っていた。しかしながら、2010年代中盤以降、極超音速ミサイル分野、スクラムジェット搭載型ミサイルの受注において、ロッキードマーチンとレイセオンに米軍との契約及び競争で敗れていた。ボーイングは、Hyfly2で巻き返しを図る模様である。
2. Hyfly2の特徴
Hyfly2は、Hyflyと同様に、2段燃焼ラムジェット（DCR：Dual Combustion Ramjet）とされる。Hyflyに搭載されているスエンジンに詳しい解説は、以前の記事で以下で解説をしているので、参照して貰いたい。
Hyflyの断面図とDCR
これは、ラムジェットエンジンとスクラムジェットエンジンを組み合わせたハイブリッド型のエンジンであり、APLで1970年代に示されたコンセプトである。ラムジェット／スクラムジェットエンジンを組み合わせる事で、より幅広い速度領域でのエンジン作動を可能とする。Hyfly計画においては、巡航速度マッハ6を想定して開発が進められていた。Hyfly2計画でも、マッハ6を想定しており、Hyflyの改良版を搭載すると見られる。
Hyfly2とHyfly・X-51Aとの比較
コンセプト図からは、後方にHyflyから受け継がれた、円形ノズル、X型の操舵翼を確認することができる。
一方で、インレット部分は、X-51Aと同じく、たった1つの2次元インレットとなっている。また、X-51Aの様に、衝撃波を受けて揚力を増すために、インレット横側から切り込みが入った、ウェブライダー形状の特徴を有している。これらのことから、HyflyとX-51Aを組み合わせたコンセプトだということが分かる。
Hyflyは2000年代、X-51Aは2010年代初頭に、空中発射試験を実施している。X-51Aはスクラムジェットエンジンによる動力飛行を達成したが、Hyflyでは失敗して計画は中止されている。これは推測だが、インレットが正常に作動するのは、X-51Aの2次元インレット方式が優れており、超音速燃焼を維持するための燃焼方式は、DCRが優れていたということではないだろうか。
DCRを実現するために、Hyflyではラムジェット用のインレット、そして2段燃焼としてスクラムジェット燃焼用のインレットは分かれて先端に配置されていた。しかし、Hyfly2のコンセプト図では、X-51Aの様に、インレットが1つしかなく、この形状でDCR燃焼を達成するためには、インレット内部で、ラムジェット用、スクラムジェット用の2つの流路に分かれていると見られる。
3. Aerojet Rocketdyneは、ロッキードマーチンに買収された
ただし、ボーイング側として、DCRを選ばなくてはならない事情があった可能性もある。X-51Aの研究開発計画では、当時の Pratt & Whitney Rocketdyne（現 Aerojet Rocketdyne）が、X-51Aに搭載される、SJX61/SJY61 スクラムジェットエンジンの開発を担当した。
SJX61/SJY61 スクラムジェットエンジン
米国初期の宇宙計画～スペースシャトルまで、老舗のロケットエンジンメーカー、ミサイル推進装置のメーカーである、AerojetとRocketdyneは、2013年に合併して、Aerojet Rocketdyneとなった。ところが、この唯一無二のメーカーを、2020年12月にロッキードマーチンが買収したのである。このため、ボーイングは直接競合するロッキードマーチン傘下のAerojet Rocketdyneをベンダーとして使えないのかもしれない。
SR-72といった開発中である大型のスクラムジェットエンジン搭載航空機についても、Aerojet Rocketdyneがエンジンの一部を担当していると見られる。現在、様々な米軍の極超音速ミサイル開発計画が存在するが、事業の契約数において、ロッキードマーチンは他社を抜き、独走を走り続けている状況だ。
References
[1] Sea Air Space 2021: Boeing Unveils New Hypersonic Cruise Missile Concept, https://www.navalnews.com/event-news/sea-air-space-2021/2021/08/sea-air-space-2021-boeing-unveils-new-hypersonic-cruise-missile-concept/[2] Boeing Wins Chance To Reenter Hypersonic Weapons Race, https://aviationweek.com/special-topics/air-dominance/boeing-wins-chance-reenter-hypersonic-weapons-race
[3] HYPERSONIC WEAPONS, https://www.gao.gov/assets/gao-21-378.pdf[4] 中国の極超音速ミサイル, スクラムジェットエンジン・中国版Hyfly ミサイル：Lingyun-1（凌雲1）, Chinese hypersonic missile, scramjet engine missile, Chinese Hyfly missile : Lingyun-1 hypersonic missile, http://orbitseals.blogspot.com/2018/07/hyfly-chinese-hypersonic-scramjet.html[5] Lockheed Martin inks $4.4 billion deal to acquire Aerojet Rocketdyne, https://www.reuters.com/article/us-aerojet-m-a-lockheed-idUSKBN28U0Z7[6] X-51A SCRAMJET DEMONSTRATOR PROGRAM: WAVERIDER GROUND AND FLIGHT TEST, https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/ADA593742.pdf
According to Naval News, at Sea Air Space 2021 held near Washington D.C., Boeing presented concept drawing of Hyfly2, a hypersonic missile for use carrier-based fighter aircraft. Boeing has been losing ground to Lockheed Martin and Raytheon since the X-51A, but with the Hyfly2, it seems to be trying to get back on track.
1. Conceptual drawing presented at Sea Air Space 2021
According to Naval News, at Sea Air Space 2021 held near Washington D.C., Boeing presented concept drawing of Hyfly2, a hypersonic missile for use carrier-based fighter aircraft.
Hyfly2 concept drawing
Boeing continues to design and invest in future hypersonic cruise missiles, and according to another article in Aviation Week, the U.S. Department of Defense has brought Boeing into the competition with its Mach 6 HyFly2 program, funding preliminary design reviews and ground testing of the DCR (Dual Combustion Ramjet).
In its R&D performance with Hyfly in the 2000s and X-51A in the early 2010s, Boeing was the leading U.S. company in the development of scramjet-powered missiles. However, since the mid-2010s, Boeing has been losing contracts and competition for U.S. military contracts to Lockheed Martin and Raytheon in the hypersonic missile field and for orders for scramjet-equipped missiles. Boeing seems to be trying to regain its footing with the Hyfly2.
2. Features of Hyfly2
The Hyfly2, like the Hyfly, is a Dual Combustion Ramjet (DCR), and a detailed description of the engines used in the Hyfly is given in a previous article below.
Hyfly cross section and DCR
The Hyfly is a hybrid engine that combines a ramjet engine and a scramjet engine, a concept that was shown at APL in the 1970s. The Hyfly project was developed assuming a cruise speed of Mach 6, and the Hyfly2 project also assumes Mach 6, and is expected to be equipped with an improved version of the Hyfly. The Hyfly2 project also assumes Mach 6 and is expected to carry an improved version of Hyfly.
Comparison between Hyfly2 and Hyfly/X-51A
From the concept drawing, we can see the circular nozzle and the X-shaped steering wing inherited from Hyfly at the rear.
On the other hand, the inlet section is a single two-dimensional inlet, just like the X-51A. Also, like the X-51A, it has the characteristic of a web rider shape with a cut from the side of the inlet to increase lift under shock waves. From this, we can see that the concept is a combination of Hyfly and X-51A.
The Hyfly and X-51A have been tested for air launch in the 2000s and early 2010s, respectively; the X-51A achieved powered flight with a scramjet engine, but the Hyfly failed and the project was cancelled. This is just a guess, but it may mean that the X-51A's two-dimensional inlet system was superior to the X-51A's in order for the inlet to work properly, and the DCR was superior to the X-51A's combustion system for maintaining supersonic combustion.
In order to achieve DCR, the inlet for ramjet combustion and the inlet for scramjet combustion were separated and placed at the tip of the Hyfly. However, the concept drawing of Hyfly2 has only one inlet like the X-51A, and in order to achieve DCR combustion with this shape, it is expected that the inlet will be divided into two channels, one for ramjet and one for scramjet.
3. Aerojet Rocketdyne was acquired by Lockheed Martin
In the R&D program for the X-51A, Pratt & Whitney Rocketdyne (now Aerojet Rocketdyne) was in charge of developing the SJX61/SJY61 scramjet engine to be installed in the X-51A. (now Aerojet Rocketdyne) was responsible for the development of the SJX61/SJY61 scramjet engines to be installed in the X-51A.
SJX61/SJY61 Scramjet Engine
Aerojet and Rocketdyne, long-established manufacturers of rocket engines and missile propulsion systems from the early U.S. space program to the space shuttle, merged in 2013 to become Aerojet Rocketdyne. However, this one and only manufacturer was acquired by Lockheed Martin in December 2020. As a result, Boeing may not be able to use Aerojet Rocketdyne, a direct competitor under Lockheed Martin, as a vendor.
Aerojet Rocketdyne is also believed to be responsible for some of the engines for the large scramjet-powered aircraft that are under development, such as the SR-72. Although there are various US military programs to develop hypersonic missiles, Lockheed Martin has surpassed its competitors in the number of contracts and continues to lead the pack.
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