YF-12戦闘機は、NASAのエンジニアが超音速飛行時のエンジン失速や激しい振動の問題を克服するのに大きな役割を果たしました。
YF-12戦闘機は音速の3倍の速度で飛行できる。写真： Wikipedia
Interesting Engineering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かつてYF-12戦闘機を用いて超音速飛行技術を開発していた。1940年代から航空推進研究のリーダーとして活躍してきたこのセンターは、より長距離かつ高速な超音速飛行を実現する技術の向上を目指していた。
ベルX-1ロケット推進航空機は、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。ベルX-1の後も多くの軍用機が超音速を達成しましたが、ロッキード・マーティン社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、超音速で長時間巡航した最初の航空機の一つでした。これらの航空機は、高度24,384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、大型輸送機向けの技術向上は、主に超音速飛行中の推進システムの動作を明らかにするためのより多くのデータが必要であるため、依然として課題となっています。
ブラックバードシリーズの設計と試験において未発見だった問題に対処し、超音速混合圧縮インテークと呼ばれる重要技術を発展させるため、軍は退役したYF-12機2機をNASAドライデン（現アームストロング）飛行研究センターに貸与した。これは、YF-12機の飛行データとNASAエイムズ、ラングレー、ルイスの各研究センターの風洞データを比較するという、NASAとアメリカ空軍の共同プロジェクトの一環であった。
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を研究し、デルタ・ダート迎撃機を用いて超音速ノズルの試験を行ってきました。この新しいプロジェクトでは、ルイスは10×10の超音速風洞で実物大のYF-12インテークの試験と、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した。
複合吸気ポートにより、エンジンは低速時にはターボファンジェット、高速時にはストレートフロー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」と呼ばれる現象を引き起こすことがあります。アンスタートとは、気流が突然変化し、大きな抗力が生じることで、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10×10の風洞で墜落したSR-71のインテークを調査。翌年、彼らは風洞内で様々な条件下で空力データを収集した。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テーク制御システムの試験も行った。このシステムが実機で試験されたのはこれが初めてであった。研究チームはまた、通常時および乱流時における機体、インテーク、エンジン、制御システムの相互作用についても調査した。
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、実寸大の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、超音速飛行時の高高度における排出ガスを評価するため、エンジンからの排出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テーク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・プログラムが超音速インテークの乱流応答性を向上させるデジタル制御システムの開発につながり、エンジンの再始動を事実上不要にしたことです。このプログラムのアイデアの多くは、1980年代初頭のSR-71設計に適用され、数十年にわたりNASAによる超音速旅客機の開発努力に貢献しました。
YF-12プログラムは、NASAが他の航空宇宙分野の優先事項に重点を移した1979年に終了しました。それまでに、YF-12機は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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