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【画像多め】国産ヘリ開発に向けた研究事業

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UH-Xは現用のUH-1Jの後継となる汎用ヘリコプターで、一昨年末に川崎重工案が採用され開発作業が始まっていました。しかし、開発メーカ選定の過程で、川崎重工案が採用されるよう陸自幹部2名が工作し、昨年12月20日に官製談合防止法違反の疑いで略式起訴されました。その後UH-Xの開発計画は白紙となり、現在は先行きが不透明な状況が続いています。
 ただ個人的に開発白紙は悪い事ではない、と言うのが本心でした。まだ開発に必要な研究事業が一部終わっていなかったので、そのまま開発に進んでも目新しい技術もなく、今行われている研究が無駄になるだけでしょうし。
 というわけで、今回は将来開発されるであろう国産ヘリコプターの要素技術に関する研究事業を紹介していきます。ちなみにヘリにはそこまで詳しくないので間違っていた際はご容赦ください。

全天候対応駆動システムの研究

ヘリコプターの主要動力システム(トランスミッション・コントロールシステム・マスト・ローターハブ)に関する研究です。プライムは川崎重工。
ローターハブと言えば、日本はハワード・ヒューズ賞も受賞したOH-1のヒンジレス・ベアリングレスローターハブがあり、同様なローターハブ構造はAH-1Z/UH-1Yにも採用されています。

しかし今回試作されたものはエラストメリックベアリング(ゴムと金属を層状に重ねたベアリング)を使用しており、どうやらマスト側にヒンジもあるようで構造がやや複雑そうに見えます。
実はこのローターハブ、ベアリング横にブレードの変位を直接検出する為のPSDセンサというものが埋め込まれており、ブレードの振動制御に反映させる事で高い安定性と運動性、操縦応答性の実現を目指しています。要は自動車で言うところのアクティブサスペンションみたいなものですね。(適当)

また、ローターマストは大径の複合材製で出来ており、コントロールロッドをマストの内側に組み込む事で、空気抵抗の低減が図られています。RCS的にも有利でしょうか?

更にトルクスプリット型の軽量・薄型トランスミッションも実証されており、各要素の機能・性能を確保しつつ一体型動力システムとして全体の最適化を図り小型軽量化を目指しています。

ヘリ開発において近年流行りのコンパウンドヘリ技術とは違い、既存方式ヘリの根本的な性能向上を目指した研究と言えます。
MDCシステムの軽量化は、キャビンに必要な強度を下げられる為キャビンの軽量化にも繋がりますし、MDCシステムの小型薄型化はキャビン室内高の確保にも繋がるでしょう。

トルクスプリット型のトランスミッションの中身は多分これ。出願人は三菱重工。

http://www.ekouhou.net/%E3%83%98%E3%83%AA%E3%82%B3%E3%83%97%E3%82%BF%E7%94%A8%E5%8B%95%E5%8A%9B%E4%BC%9D%E9%81%94%E8%A3%85%E7%BD%AE/disp-A,2007-168561.html

ヘリコプター用エンジンの研究(TS1出力増大型)

ご存じの方も多いと思われますが、TS1をベースにしたXTS2-10という新型ターボシャフトエンジンの開発が行われています。TS1-M-10はOH-1用に三菱重工が開発した純国産のターボシャフトエンジンであり、更に出力・燃料消費率・耐久性の向上を行ったフォローアップ型のTS1-M-10Aも開発されました。
今回開発されているXTS2はTS1の遠心式圧縮機の前段に斜流圧縮機を追加し空気流量を増大、高圧タービン入口温度の高温化(タービン冷却性能の向上)や出力タービンの2段化等により出力を大幅に向上させ、更に燃料消費率も低下させた能力向上型エンジンです。

もちろんTS1と同様FADECで、エンジン排気の赤外線放射を低減するIRS、吸引した異物を振り分けるIPSも標準装備ですし、使用部品の35%をTS1と共通化しておりLCCの低減と補給整備性の向上を実現しております。
軸馬力は884shp→990shpから1300shpとなり、多用途ヘリとして十分な(?)出力となりました。まぁ出力不足だとしても、メインローターは5枚ブレードになるみたいですしペイロードは大丈夫でしょう。

耐衝撃性機体技術の研究

ヘリコプター不時着・墜落時における乗員の保護を目的として、落下衝撃を軽減させる耐衝撃性座席と衝撃吸収機体構造技術、及び機体の変形・圧壊や上部重量物の脱落を防ぐための乗員空間保護殻技術確立の為の研究です。
衝撃軽減の為の機体構造は世界的にも主流ですが、胴体と座席のみでMIL-STD-1290Aを達成している機体は無いそうな・・・4年前のMAMORの受け売りですけどね。

この研究は三菱重工が行っており、当初は2005年から2015年までの期間が予定されています。(その1)では様々な条件下での落下試験にUH-1Hの用廃機8機を贅沢に使用し、ヘリコプターの落下衝撃応答解析技術を確立。その後部分構造供試体として小さな模擬キャビンを試作、次に(その2)では大型のキャビン部分構造供試体を試作し、それぞれ落下試験を実施しています。やけに底が分厚いんですが・・・。

当初予定されていた(その3)は時期的にUH-X本開発時に行なうのではと思います。この研究の完了を待てば新型ヘリ開発も3年はお預けなので、UH-XよりSH-60Kの後継機開発を目指している可能性もありますね。下の画像の「想定機体」は割と大型の機体っぽいですし。若干MH2000風・・・

まぁ殆どヘリ開発に必要な主要な新技術は出揃ってる訳です。やろうと思えばすぐにでも開発できるでしょう。OH-1は純国産にも拘らず、事前準備の甲斐あって開発開始から4年での初飛行でしたからね。
お次はその他に使えそうな研究開発についてご紹介していきます。

2波長赤外線センサ技術の研究

その名の通り中赤外と遠赤外の2波長を同一センサで探知可能なQDIP式の新型赤外線画像センサ。高感度で高温動作可能、目標抽出識別能力も向上。おまけにこれまでより安く作れるそうですよ。FLIRにどうぞ。

将来ミサイル警戒技術に関する研究

日本版MLDと言ったところ。IR式のミサイル警戒装置です。
日本はUV式のAN/AAR-60をいくつかの航空機(SH-60/MCH-101/P-1/C-2)に使用していますが、この国産MWSがヘリ、ましてUH-Xの機体規模に搭載できるものなのかは分かりません。

低騒音型ローターブレード(JAXA)

前述の全天候対応駆動システムの研究においてワール・タワー試験時、試作のハブに取り付け同時に試験したJAXAの技術。低騒音の翼型&翼端形状、更にローターブレードに制御可能なフラップを取り付けることで回転時の騒音を低減させるものです。

UH-XはOH-1のブレードを流用するって話があるので望み薄かも。アクティブフラップはコストの増加や整備性の悪化、被弾時の脆弱性なんかもありそうで。

野外通信システム

2011年より配備され始めた日本版JTRS、すでにヘリ用の無線機は開発されてます。
これまでの無線機と違い音声の他、データや映像の伝送が可能となりました。事実上のデータリンクですね。
続いてはAH-Xに使えそうな兵装達をご紹介します。

中距離多目的誘導弾(ATM-6)

Hellfire以上、JAGM以下?一応01式のファミリーとして開発された対戦車ミサイルです。IIRH&SALHに多目的弾頭、LOAL可能で、ReCsを通じて目標諸元を得れば発射機が直接視認する必要もないとか。

91式携帯地対空誘導弾(B)(SAM-2B)

世界初のIIR誘導式MANPADS、Stinger-RMP BlockIIが失敗したおかげ(ry

将来ネットワーク型多目的誘導弾システム

96MPMSの後継として開発が予定されている大型対戦車ミサイル、NLOS-LSの進化版のようなもの。
性能的に偵察UAVと遜色ないんだよなぁ・・・。2010年代後半に装備化目標だそうで、時間があれば取り上げてみたいです。

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【화상 많은】국산 헬기 개발을 향한 연구 사업


UH-X는 현용의 UH-1 J의 후계가 되는 범용 헬리콥터로, 재작년말에 카와사키중공안이 채용되어 개발 작업이 시작되어 있었습니다.그러나, 개발 메이커 선정의 과정에서, 카와사키중공안이 채용되도록(듯이) 육상 자위대 간부 2명이 공작해, 작년 12월 20일에 관제 담합 방지법 위반의 혐의로 약식 기소되었습니다.그 후 UH-X의 개발 계획은 백지가 되어, 현재는 장래가 불투명한 상황이 계속 되고 있습니다.
 단지 개인적으로 개발 백지는 나쁜 일은 아닌, 이라고 하는 것이 본심이었습니다.아직 개발에 필요한 연구 사업이 일부 끝나지 않았기 때문에, 그대로 개발하러 진행되어도 새로운 기술도 없고, 지금 행해지고 있는 연구가 소용 없게 되는 것만으로 증지.
 그래서, 이번은 장래 개발될 국산 헬리콥터의 요소 기술에 관한 연구 사업을 소개해 갈 것입니다.덧붙여서 헬기에는 거기까지 자세하지 않기 때문에 잘못되어 있었을 때는 용서해 주십시오.

전천후 대응 구동 시스템의 연구

헬리콥터의 주요 동력 시스템(트랜스미션·컨트롤 시스템·마스트·로터 허브)에 관한 연구입니다.프라임은 카와사키중공.
로터 허브라고 말하면, 일본은 하워드·휴즈상도 수상한 OH-1의 힌지레스·베아링레스로타하브가 있어, 동일한 로터 허브 구조는 AH-1 Z/UH-1 Y에도 채용되고 있습니다.

그러나 이번 시작된 것은 일레스터메릭 베어링(고무와 금속을 층상에 거듭한 베어링)을 사용하고 있어, 아무래도 마스트 측에 경첩도 있는 것 같고 구조가 약간 복잡하게 보입니다.
실은 이 로터 허브, 베어링옆에 브레이드의 변위를 직접 검출하기 때문에(위해)의 PSD 센서라는 것이 파묻히고 있어 브레이드의 진동 제어에 반영시키는 일로 높은 안정성과 운동성, 조종 응답성의 실현을 목표로 하고 있습니다.요점은 자동차로 말하는 곳(중)의 액티브 서스펜션같은 것이군요.(적당)

또, 로터 마스트는 대경의 복합재제로 되어있어 내려 컨트롤 로드를 마스트의 안쪽에 짜넣는 일로, 공기 저항의 저감이 도모해지고 있습니다.RCS적으로도 유리할까요?

더욱 토르크 스프릿트형의 경량·엷은 틀 트랜스미션도 실증되고 있어 각 요소의 기능·성능을 확보하면서 일체형 동력 시스템으로서 전체의 최적화를 도모해 소형 경량화를 목표로 하고 있습니다.

헬기 개발에 대해 근년 유행의 콤파운드 헬기 기술과는 달라, 기존 방식 헬기의 근본적인 성능 향상을 목표로 한 연구라고 말할 수 있습니다.
MDC 시스템의 경량화는, 캐빈에 필요한 강도를 내릴 수 있기 때문에(위해) 캐빈의 경량화에도 연결되고, MDC 시스템의 소형 박형화는 캐빈 실내 높이의 확보에도 연결되겠지요.

토르크 스프릿트형의 트랜스미션의 내용은 아마 이것.출원인은 미츠비시중공.

http://www.ekouhou.net/%E3%83%98%E3%83%AA%E3%82%B3%E3%83%97%E3%82%BF%E7%94%A8%E5%8B%95%E5%8A%9B%E4%BC%9D%E9%81%94%E8%A3%85%E7%BD%AE/disp-A,2007-168561.html

헬리콥터용 엔진의 연구(TS1 출력 증대형)

아시는 바도 많다고 생각됩니다만, TS1를 베이스로 한 XTS2-10이라고 하는 신형 터보 샤프트 엔진의 개발을 하고 있습니다.TS1-M-10은 OH-1용으로 미츠비시중공이 개발한 순국산의 터보 샤프트 엔진이며, 더욱 출력·연료 소비율·내구성의 향상을 실시한 폴로 업형의 TS1-M-10 A나 개발되었습니다.
이번 개발되고 있는 XTS2는 TS1의 원심식 압축기의 전단에 사류압축기를 추가해 공기류량을 증대, 고압 터빈 입구 온도의 고온화(터빈 냉각 성능의 향상)나 출력 터빈의 2단화등에 의해 출력을 큰폭으로 향상시켜, 더욱 연료 소비율도 저하시킨 능력 향상형 엔진입니다.

물론 TS1와 같이 FADEC로, 엔진 배기의 적외선 방사를 저감 하는 IRS, 흡인한 이물을 배분하는 IPS도 표준 장비이고, 사용 부품의35%를 TS1와 공통화하고 있어 LCC의 저감과 보급 정비성의 향상을 실현하고 있습니다.
축마력은 884shp→990 shp에서 1300 shp가 되어, 다용도헬기로서 충분한(?) 출력이 되었습니다.아무튼 출력 부족하다고 해도, main rotor-는 5매 브레이드가 되는 것 같고 유료 하중은 괜찮겠지요.

내충격성 기체 기술의 연구

헬리콥터 불시착·추락시에 있어서의 승무원의 보호를 목적으로 하고, 낙하 충격을 경감시키는 내충격성 좌석과 충격 흡수 기체 구조 기술, 및 기체의 변형·압괴나 상부 중량물의 탈락을 막기 위한 승무원 공간 보호껍질 기술 확립을 위한 연구입니다.
충격 경감을 위한 기체 구조는 세계적으로도 주류입니다만, 동체와 좌석만으로 MIL-STD-1290 A를 달성하고 있는 기체는 없다고 하는···4년전의 MAMOR의 소매이지만요.

이 연구는 미츠비시중공이 실시하고 있어 당초는 2005년부터 2015년까지의 기간이 예정되어 있습니다.(그 1)에서는 여러가지 조건하에서의 낙하 시험에 UH-1 H의 용폐기 8기를 사치스럽게 사용해, 헬리콥터의 낙하 충격 응답 해석 기술을 확립.그 뒷부분분 구조공시체로서 작은 모의 캐빈을 시작, 다음에(그 2)에서는 대형의 캐빈 부분 구조공시체를 시작해, 각각 낙하 시험을 실시하고 있습니다.매우 바닥이 두껍습니다만···.

당초 예정되어 있었다(그 3)는 시기적으로 UH-X홍카이호츠시에 행하는 것은 아닌지라고 생각합니다.이 연구의 완료를 기다리면 신형 헬기 개발도 3년은 보류이므로, UH-X보다 SH-60 K의 후계기 개발을 목표로 하고 있을 가능성도 있네요.아래의 화상의 「상정 기체」는 생각보다는 대형의 기체 같으며.약간 MH2000풍···

아무튼 대부분 헬기 개발에 필요한 주요한 신기술은 모이고 있는 (뜻)이유입니다.하려고 하면 당장이라도 개발할 수 있겠지요.OH-1은 순국산에도 구애받지 않고, 사전 준비의 보람 있어 개발 개시부터 4년으로의 첫비행이었으니까요.
다음은 그 외에 사용할 수 있을 것 같은 연구 개발에 대해 소개해 갑니다.

2 파장 적외선 센서 기술의 연구

그 이름과 같이중 적외와 원적외의 2 파장을 동일 센서로 탐지 가능한 QDIP식의 신형 적외선 화상 센서.고감도로 고온 동작 가능, 목표 추출 식별 능력도 향상.게다가 지금까지보다 싸게 만들 수 있다고 해요.FLIR에 부디.

장래 미사일 경계 기술에 관한 연구

일본판 MLD라고 말했는데.IR식의 미사일 경계 장치입니다.
일본은 UV식의 AN/AAR-60을 몇개의 항공기(SH-60/MCH-101/P-1/C-2)에 사용하고 있습니다만, 이 국산 MWS가 헬기, 하물며 UH-X의 기체 규모에 탑재할 수 있는 것인가는 모릅니다.

저소음형 로터 브레이드(JAXA)

전술의 전천후 대응 구동 시스템의 연구에 대해 워르·타워 시험시, 시작의 허브에 설치해 동시에 시험한 JAXA의 기술.저소음의 익형&익단 형상, 더욱 로터 브레이드에 제어 가능한 플랩을 다는 것으로 회전시의 소음을 저감 시키는 것입니다.

UH-X는 OH-1의 브레이드를 유용한다 라는 이야기가 있으므로 가망이 없을지도.액티브 플랩은 코스트의 증가나 정비성의 악화, 피탄시의 취약성도 있을 것이고.

야외 통신 시스템

2011년부터 배치되기 시작한 일본판 JTRS, 벌써 헬기용의 무선기는 개발되고 있습니다.
지금까지의 무선기와 달라 음성의 외, 데이터나 영상의 전송이 가능해졌습니다.사실상의 데이터 링크군요.
계속 되어 AH-X에 사용할 수 있을 것 같은 공격들을 소개합니다.

중거리 다목적 유도탄(ATM-6)

Hellfire 이상, JAGM 이하?일단 01식의 패밀리로서 개발된 대전차미사일입니다.IIRH&SALH에 다목적 탄두, LOAL 가능하고, ReCs를 통해서 목표 제원을 얻으면 발사기가 직접 시인할 필요도 없다든가.

91식 휴대지 대공 유도탄(B)(SAM-2 B)

세계 최초의 IIR 유도식 MANPADS, Stinger-RMP BlockII가 실패한 덕분(ry

장래 네트워크형 다목적 유도탄 시스템

96 MPMS의 후계로서 개발이 예정되어 있는 대형 대전차미사일, NLOS-LS의 진화판과 같은 것.
성능적으로 정찰 UAV와 손색 없는 것 같아···.2010년대 후반에 장비화 목표라고 하고, 시간이 있으면 채택해 보고 싶습니다.

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