YF-12 戦闘機は、NASA のエンジニアが超音速飛行時に発生するエンジン失速と激しい振動の問題を克服するのに役立ちました。
YF-12戦闘機は音速の3倍の速度で飛行できる。写真： Wikipedia
インターレスト・エンジニアリングによると、クリーブランドにあるNASAのルイス研究センターは、YF-12戦闘機を用いて超音速飛行技術を開発した。1940年代から航空推進研究のリーダーである同センターは、より長距離でより高速な超音速飛行を実現する技術の改良を目指してきた。
ロケット推進のベルX-1は、1947年10月に音速を超えた最初の航空機として歴史に名を残し、超音速飛行への扉を開きました。多くの軍用機がベルX-1の後を継ぎましたが、ロッキード・マーティンのブラックバードに匹敵するものはありませんでした。A-12、YF-12迎撃機、SR-71偵察機といった洗練されたステルス機は、初めて超音速で長時間巡航を成功させました。これらの機体は、高度8万フィート（約24,000メートル）以上で音速の3倍の速度で飛行することができました。しかし、この技術を大型輸送機にまで拡張することは容易ではありません。その主な理由は、超音速飛行中の推進システムの動作を解明するには、より多くのデータが必要であるためです。
ブラックバードの設計とテストで発見されなかった問題に対処し、超音速圧縮混合インレットとして知られる主要技術を進歩させるため、軍は 1969 年に退役した 2 機の YF-12 を NASA のドライデン (現在のアームストロング) 飛行研究センターに貸し出し、YF-12 の飛行データと NASA のエイムズ、ラングレー、およびルイス研究センターの風洞データを比較する NASA と USAF の共同プロジェクトの一環として実施しました。
ルイスチームは1950年代初頭から風洞で超音速インテークの研究を行い、デルタ・ダート迎撃機で超音速ノズルの試験を行ってきました。今回のプロジェクトでは、ルイスは10×10の超音速風洞でYF-12の実物大インテークを試験し、推進システム研究所（PSL）で推力144,567ニュートンのプラット・アンド・ホイットニーJ58エンジンの解析を担当します。
混合圧縮式吸気口により、エンジンは低速時にはターボファン、高速時にはラムジェットとして作動します。これは非常に効率的ですが、乱流の影響を受けやすく、「アンスタート」と呼ばれる状態を引き起こすことがよくあります。アンスタートとは、気流の急激な変化によって大きな抗力が生じ、エンジンの失速や機体の激しい揺れを引き起こす可能性があります。
ルイス研究所の研究者たちは、1971年11月に墜落したSR-71のインレットを10×10の風洞で試験しました。翌年、彼らは風洞内で様々な条件下での空力データを収集しました。また、ルイス研究所のエンジニアであるボビー・サンダースとグレン・ミッチェルが開発した、不始動を防止する複数の機械式バルブを備えた新しいインレット制御システムの試験も行いました。このシステムが実機で試験されたのはこれが初めてでした。研究チームはまた、通常時と乱流時の条件下で、機体、インレット、エンジン、制御システム間の相互作用についても試験しました。
1973年の夏、ルイス基地の2番目のPSL圧力室で試験される最初のハードウェアとして、実物大のJ-58エンジンが使用されました。翌年、研究者たちは通常時と変動条件下でデータを収集しました。PSL試験では、超音速飛行における高高度排出物の評価を目的として、エンジン排気ガスも測定されました。
YF-12プログラムは、小型模型を用いて実物大の超音速インレットを設計できることも実証しました。飛行データは、小型模型と風洞がデータに与える影響をより深く理解するために活用されました。最も重要なのは、ルイス・プログラムによってデジタル制御システムが開発され、超音速インレットの流れの乱れに対する応答性が向上し、エンジンの再始動が事実上不要になったことです。このプログラムから得られたアイデアの多くは、1980年代初頭のSR-71の設計に活用され、数十年にわたるNASAの超音速旅客機開発の取り組みに貢献しました。
YF-12プログラムは、NASAが他の航空分野の優先事項に重点を移したため、1979年に終了しました。その時点で、YF-12は300回近くの研究飛行を実施し、NASAの風洞で1年間の地上試験を完了していました。
An Khang （ Interesting Engineeringによると）
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