X-21 (航空機)

X-21（Northrop X-21）

X-21は、アメリカ航空宇宙局が運用していた層流制御の実験機です。この機体は、WB-66Dデストロイヤー爆撃機を改造したもので、ノースロップ社がその改造を担当しました。実際に運用されたのは、A型のバリエーションとして2機のみです。

概要

この実験機は、流体力学における重要な現象である境界層に関する研究を目的としており、1963年に初飛行を行いました。具体的には、流体の速度が物体の表面に接触する際に形成される境界層の特性が中心テーマとなっています。

境界層は二つの状態、すなわち層流と乱流に分類されます。層流の状態では、物体の表面での速度勾配が小さく、これが摩擦抗力の低下に寄与します。一方、乱流に移行すると、エネルギーの損失が大きくなり、流れの剥離と圧力抗力の増加が懸念されます。このため、層流を維持することが航空機性能の向上に繋がります。

技術的特徴

X-21Aでは、境界層制御の一環として吸い込み式手法が採用されました。この方法により、エネルギーを失った層流境界層を主翼内に吸い込み、周囲から新たなエネルギーを持った気流を取り入れることで、層流をできるだけ長く維持できるよう設計されています。主翼には多数の小型孔が開けられ、また、気流を吸引するためのコンプレッサーが主翼の中ほどに搭載されています。

このような特殊な主翼を搭載するため、WB-66Dからは大規模な改造が実施されました。爆弾倉には測定機器が装備され、エンジンの位置もポッドから胴体の後部左右に移動しています。これにより、主翼の後方はかなり膨らんだ形状となっています。

試験飛行とその後の評価

1963年の初飛行以降、1964年までの間にさまざまな試験飛行が実施されました。試験の結果、境界層制御の効果は確認されましたが、この技術の高コストが問題となり、さらなる研究開発は行われませんでした。最終的に、X-21は実用機としては採用されることはなかったものの、流体力学における重要な知見を提供しました。

現在、このX-21はエドワーズ空軍基地に位置するアメリカ空軍飛行試験博物館に展示されています。

仕様

• - 乗員：5名
• - 全長：22.92 m
• - 全幅：28.5 m
• - 全高：7.79 m
• - 自重：20,788 kg
• - 全備重量：37,649 kg
• - 翼面積：116.13 m²
• - エンジン：ゼネラル・エレクトリック J79-GE-13 ターボジェット（推力4,264 kg × 2）

性能

• - 最大速度：900 km/h
• - 最高高度：12,950 m
• - 航続距離：7,690 km

X-21の開発は、航空機設計や流体力学の進展に寄与した重要なプロジェクトとして位置づけられるでしょう。

もう一度検索