プロペラ機のエンジンを取り払い、翼の上に4基のジェットエンジンを載せるという“魔改造”を施した実証機をかつてNASAが開発しました。なぜそのような機体が作られたのでしょうか。

魔改造された「DHC-5」どんな機体?

 NASA(アメリカ航空宇宙局)は長年、新技術の開発のため、さまざまな実証用航空機を生み出してきましたが、そのなかでも異彩を放つのが「QSRA」です。明らかにプロペラ機がベースであるものの、エンジンを取り払い、翼の上に4基のジェットエンジンを乗せるという“魔改造”をしているのです。今回は、その誕生の経緯を追っていきます。

 QSRAのベース機となったのは、軍民両方で活躍した多用途輸送機DHC-5「バッファロー」です。手ごろな大きさと短い滑走路からも運用できる離着陸性能が買われて20か国以上で採用されました。その多くは今でも現役です。

 アメリカ陸軍では、本格的な輸送ヘリとしてCH-47「チヌーク」が就役した1962年、CH-47と同じ搭載量を持ち短い滑走路からも運用可能な輸送機の提案要求を出しました。航空機メーカーのデ・ハビランド・カナダは、DHC-4「カリブー」をベースに主翼と尾翼を新しくした発展型を提案し、これが採用され、DHC-5になります。

 前身機のDHC-4では、クルマのいわゆるガルウィングのドアが左右開いた状態を逆さにしたような主翼形状の「逆ガル翼」が特徴でしたが、DHC-5では外翼も内翼も同じ上反角を持つ形状に改良されました。主翼後縁は全幅にわたり高揚力装置(フラップ)が取り付けられています。これはDHC-4から引き継いだデザインで、外側の補助翼部分も二重隙間フラップとして機能するため短距離離着陸性能を維持しています。

いろんなところが先代から変わったDHC-5

 DHC-5の尾翼の形状はT型となり低速時における昇降舵の効きを改善。さらに、エンジンは出力1450馬力の星形ピストン・エンジンのプラット・アンド・ホイットニーR-2000から出力3100馬力のジェネラル・エレクトリックT64ターボプロップエンジンに換装することで大幅にパワーアップしました。

 こうした改良によって達成された離陸性能は、離陸滑走距離が701m、離陸後高さ15mに達する距離が838m、高さ15mから着陸進入して停止するまでの距離が613m、着陸滑走はわずか259mという性能です。つまり、長さ840mの前線飛行場から8.2トンの荷物を積んで離陸も着陸も可能という性能でした。

 アメリカ陸軍では少数機が採用されベトナム戦争に投入されましたが、固定翼輸送機は陸軍から空軍に移管されることになり、空軍ではC-8Aと呼ばれました。これらの採用は少数機にとどまりましたが、同機の使いやすさが多くの国で評価され、総生産数は122機ながら、カナダをはじめ軍用機として19か国、民間輸送機としても3か国で採用されました。

 そのようななか、DHC-5は新しい技術の実証機としても利用されることになります。このころ、航空業界は新たな課題に直面していたためです。

DHC-5ベースで誕生した異形実証機

 1970年代にジェット機が普及してくると、空港周辺ではジェット機の騒音が社会問題として顕在化してきました。

 そこで、NASAとカナダ政府は共同でジェット機の低騒音化の研究を始めます。研究の目的はジェットエンジンの低騒音化、そして離陸時の上昇角度と着陸時の進入角度を増やすことで影響が及ぶ地域を減らすこと。そこで、2種類の実証機がDHC-5を改造して製作されることになりました。

 最初の実証機はオーグメント翼実験機としてDHC-5を改造することになりました。主翼は新しく作り変えられ、補助翼とフラップの両方に吹き出し機構が組み込まれました。プロペラエンジンに代わってロールス・ロイス・スぺイを改造した特殊なファンエンジンが搭載され、ファンダクトから吹き出し用の空気が供給される仕組みでした。

 そして、もう一つのDHC-5(C-8A)ベースの実証機が「QSRA」です。これは「静かな短距離実験機(Quiet Short-haul Research Aircraft)」の頭文字を採ったものです。推進装置であるプロペラを廃し、主翼前方に乗せる形で、4基の低騒音ファンエンジンを設置しています。

 これはエンジンの排気を主翼の上面に沿って流すことで揚力を増やし、離着陸性能を改善することが目的でした。ただでさえ短距離離着陸性能に優れたDHC-5をベースとして、さらにその性能を尖らせた実験機ということもあり、海外航空メディア「FLYING」によると、離陸滑走距離約203m(664ft)、着陸滑走距離約168m(550ft)を最大パフォーマンスの数値として打ち出されたとのこと。実際に飛行試験も行われています。

 なお、その後、これらの実証機によって得られたデータを利用した輸送機は登場しませんでしたが、その理由は1980年代から進んだジェットエンジンのハイバイパス化によってジェット機の騒音が減少したことではないかと筆者は考えています。

 ちなみに、QSRAのような位置にエンジンを取り付ける方式は米空軍の試作輸送機YC-14や日本の実験機「飛鳥」でも採用されています。