超音速旅客機が再び就航へ?エコ飛行機への期待と不安

元禄期の日本を走る:時代を感じさせるゼロ系新幹線

元禄時代に0系新幹線が走行していたことは、一部の時代劇マニアかつ新幹線マニアの間では有名ですが、ただ、鉄道は諸般の事情があり、どうしても300㎞程度が最高営業速度とならざるを得ません。また、飛行機も速いのですが、やはり音速を超えるのは難しいようです。こうしたなか、何とも夢がある話が出てきました。米国のベンチャー企業がジェット燃料よりクリーンな代替燃料だけで運航できるマッハ1.7の超音速旅客機を開発中なのだとか。

懐かしい!元禄時代の0系新幹線

私たち人類は、得てして「速く移動したい」というニーズを抱えてきました。

そして、人類が手に入れた効率的な移動手段が、過去においては馬車であったり、牛車であったり、あるいは近現代においては自転車であったり、自動車であったり、鉄道(とくに地下鉄や都市高速鉄道、新幹線)であったり、飛行機であったりするのでしょう。

実際、動画サイト『YouTube』にアップロードされている次の動画を見ると、日本ではすでに元禄時代において新幹線が走っていたことがわかります。

動画自体は非常に短いのですぐに視聴できると思いますが、早駕籠の後ろを、あの懐かしい0系新幹線が追い抜いていくシーン(動画の0:18~)、赤穂城の前の車道をダイハツのハイゼットらしき自動車が通り過ぎていくシーン(動画の0:28~)がご確認いただけるでしょう。

何ともシュールであり、また、何とも時代を感じさせる映像であることは間違いありません。

速度の壁、とくに「音速の壁」

ところで、私たち日本人が大好きな新幹線も、諸般の事情から最高速度は残念ながら320㎞程度です(東北新幹線などの場合)し、また、鉄道の物理的な性質もあり、現在の技術では、たとえば「時速500㎞で営業運転する」といったことは難しいのが実情でしょう。

したがって、これ以上の速度で移動したければ、現在の技術上は、航空機を使うことが一般的でしょう。飛行機に乗れば、時速900㎞前後で移動することができるからです。時速900㎞前後といえば、最短ルートで飛べば、東京・ニューヨーク間(直線距離で約10,800㎞)を12時間で移動することが可能です。

(※現実には気流の関係に加え、成田・JFK上空の混雑、さらには最近だとロシア上空を避けるなどのルート変更もあり得るため、12時間で到達できるとは限らないようですが…)。

これも凄い時代だといえるでしょう。

ただ、非常に残念なことに、私たち地球人は、「とある壁」を超えることが難しいのも事実です。

それが、「音速の壁」です。

空気中の音速は、地表では秒速約340メートルであることが知られていますが、これは時速に換算すれば約1225㎞に相当します(※厳密には気温や高度などに応じて変化するようです)。通常の航空機は音速を超えることが難しく、民間航空機の多くは時速900㎞前後で運行されているのが一般的でしょう。

現状、音速を超えることができるケースは、戦闘機などの特殊な事例に限られます。

民間航空機で超音速:コンコルドという事例

その例外が、コンコルド(concorde)でしょう。

『乗りものニュース』に2022年1月21日付で掲載された『伝説の超音速旅客機「コンコルド」、どれだけ速かったのか? -1976.1.21に就航』によると、コンコルドは1976年から2003年まで運行され、英ブリティッシュ・エアウェイズが1996年2月7日にニューヨークからロンドンを3時間未満で飛んだこともあるそうです。

コンコルドは最高速度がマッハ2.2と音速を超えることから、衝撃波による機体の損傷を避けるために特殊な形状をしていたほか、通常の2倍もの高度を飛行していたそうです。

ただし、その燃費の悪さなどから収益性に問題があったことに加え、2000年のパリでの墜落事故などを契機に、結局は運航停止を余儀なくされ、コンコルドは現在、商業運航からは完全に撤退してしまいました。やはり超音速は難しい、ということでしょうか。

コンコルド以来の超音速旅客機!?

こうしたなか、時事通信や共同通信に今朝、ちょっと興味深い記事も出ていました。

超音速機20機購入 米新興企業製―アメリカン航空

―――2022年08月17日09時46分付 時事通信より

アメリカンが超音速機購入 マッハ1・7 東京からシアトルまで6時間

―――2022/8/17 07:45付 産経ニュースより【※共同通信配信】

これらの報道によると、米アメリカン・エアラインズが16日、米国の新興企業である「ブーム・スーパーソニック」が開発中の「超音速機」を20機購入することで合意し、あわせて追加で40機の追加購入を可能とするオプション契約も結んだそうです。

ちなみに共同通信によると、同機についてはすでに米ユナイテッド・エアラインズも、安全性などの基準を満たすことを条件として、同機を15機購入する契約を締結しているのに加え、日本航空も2017年にブーム社と資本業務提携を結んだと発表しているのだとか。

ちなみにスペックは客席数が65~80席、速度はマッハ1.7だそうですが、カシオの『ke!san』というウェブサイトで換算すれば、これは時速2,025.72㎞に相当します。直線距離で飛べば、東京・ニューヨーク間がわずか5時間半、といったところでしょうか。

共同通信によると、この飛行機は「従来のジェット燃料よりクリーンな代替燃料だけで運航できる」としています(※これは本当でしょうか。なんだか急に怪しさも感じられる気がしないではありませんが…)。

いずれにせよ、高速移動を可能にする飛行機というのも、何とも夢があるものですが、いちおう、本件については「こんな話題もありますね」、くらいの距離感で眺めておくのが正解かもしれません。

※ ※ ※ ※ ※ ※ ※

ちなみに宇宙に産業廃棄物を投擲したことでも知られる例の「青狸」が誕生するまで、あと100年を切っているはずなのですが、現時点においても「どこでも行けるドア」が開発されたという話は聞きません。これについても期待して良いのかどうかは微妙でしょう。

読者コメント一覧

  1. 引っ掛かったオタク@まー本気なんだローナー()?? より:

    コンコルドがイマイチ流行らなかった理由のひとつに「機内がウルサイ」なんつーのもあったそうです
    燃料喰う上に席数少なく当然旅客運賃高いのに快適性で従来機に劣るとなると、そりゃ…てぇモンでしょう
    まーイマドキは戦闘機ならアフターバーナー焚かなくても超音速巡航できる(所謂”スーパークルーズ”)まで技術もススンできましたし、本気で超音速旅客機をもう一度もアリかと思いますが…
    さすがにマッハ1.7は経済合理性から逆算した目標値かなあ
    スーパークルーズではまだ無理なんじゃねーかなあ
    アフターバーナー焚くと燃料喰うしなあ
    ナドナド、興味は尽きないトコロでありますナ

  2. sqsq より:

    コンコルドに乗ったことのある人が言っていたが、飛行中は騒音がすごいらしい。
    また機内は狭いとのこと。

    それでも早くつきたいVIPがファーストクラスの2倍の料金で飛ぶ。

  3. 犬HK より:

    コンコルドと同時期にソ連のツポレフという超音速機もありましたね。

    コンコルドのパクり疑惑からコンコルドスキーと呼ばれてましたが…。
    図鑑見てカッケーとか思ってたのが懐かしいです。

    1. 元ジェネラリスト より:

      なつかしいです。
      首を折ってカナードを広げた姿が、犬っぽいなぁと思っていました。
      今時で例えるとワオンみたいです。

  4. Naga より:

    音速の壁の突破は大変ですが、光速の壁は突破出来ないし色々不思議なことも起こるようで好奇心が掻き立てられますね。
    実際には光速の1%にも達することが出来ないので案ずることはないですが。

  5. KN より:

    0系風エコトレイン
    シートもリアルに再現
    https://www.jr-shikoku.co.jp/yodo_line/tetsudohobby.html

  6. 農民 より:

    1.日本も技術実証のためだけに超音速機を作る
    2.某国が対抗に躍起になって無茶な予算を通して同じ開発を始める
    3.てきとーにおだてておいて実証が済んだらコッソリ手を引く
    4.某国が延々と時間と予算を浪費、疲弊する
    5.桶屋が儲かる

  7. トシ より:

    https://news.yahoo.co.jp/articles/148bd2270441ad7da2193c81aee60fedd757ed90

    壇ノ浦の戦いにおいても自衛隊の船が存在していたことはもはや常識といっていい。

  8. HNわすれた より:

    ニューヨークーパリ(ロンドンだったかな)の飛行時間が2時間で、だったけどけ、預けた荷物が出てくるのが2時間だった、なんて記事をコンコルドが飛んでる頃にむこうで読んだほのかな記憶があるのですが、どうしたのだろう。読み間違いか???

  9. hiro より:

    ① 音速を超えた物体から発生する衝撃波をどうにかしないと、アメリカ本土上空を飛べないと思うのですが、このあたりどうなんでしょうか・・?

    ② 移動にかかる時間が半分弱になったとしても運賃はどうなるのでしょうかね・・。

    これらを解決しないと結局コンコルドの二の舞にしかならないと思うのですが。

    1. hiro より:

      自己レスです。
      まだ空軍所属のそのような「輸送機」の方が現実性を感じます。

      1. 引っ掛かったオタク@ガイルさんソニックブーム より:

        ①コンコルドでやった様に巡航高度を従来機より上げるのではないかなと
        ②コンコルドの運用と廃止の経緯を見た上で、コンコルドより少ない席数で計画しているくらいですから、推して知るべしではないかと
        トキハカネナリさん()の無責任予想では同航路のフラッグキャリアファーストクラス運賃比で300%~500%程度あたり??

  10. 同業者 より:

    合併の魔術師と呼ばれた米国の経営者ジミー・リンは、自社製のF8戦闘機に乗って失神したことがありました。
    最高速まで出させたからです。F8戦闘機の最高速度は、マッハ1.7。

    1. 青色労働者 より:

      失神した、は到達速度そのものは関係なくて加速Gに耐えられなかったからではないでしょうか?

      1. 同業者 より:

        本人の弁ですから、なんとも。
        人間は、驚きや恐怖でも失神することがありますからね。
        旅客機ほど快適な乗り心地ではなかったのでは?

    2. 迷王星 より:

      速度が高いだけでは失神しません.
      失神した原因は大きな加速度を受けたからでしょう.
      そしてF-8(あるいは当時だと機種名は三軍共通化以前の海軍式のF8Uが正しいかも)など当時の戦闘機のエンジン推力では,アフターバーナーを焚いても推力重量比は1未満ですから,超音速に加速する場合にかかる加速度(G)は1G…つまり通常の地面で感じる地球の重力加速度…にも達せず大したことはなかった筈です.

      ということで,James Lingが失神した原因は,恐らくF-8で空戦機動(例えば宙返りとか高速ロール…横転つまり機体の前後軸を回転軸としての大きな角速度の回転運動…などの空戦で使う類の空中運動)っぽい機体運動を行わせたことだと思います.

      こういう空戦機動ならば,例えば宙返りだと訓練を受けていない素人では簡単に失神してしまうレベルの大きなGがかかりますし,Gとしてはさほど大きくない高速ロールのような運動でも日常生活では絶対に経験しない運動なので視覚と身体が感じる重力に基づく感覚とが調和せず混乱して(例えば上下が分からなくなるなど)初体験者ならば失神しても不思議ではありません.

      1. 青色労働者 より:

        推力重量比が1を超えると翼無しで垂直上昇できると教わりましたが、バーナーオン状態の戦闘機が一般に売られているスポーツカーなどでも可能な1G加速ができないとは思われません。そんなに遅いですか?
        自動車の場合0→100km/h加速が3秒で0.94Gとなりますが、リッタークラスのスポーツモデルモーターサイクルなら3秒切るのはほぼデフォルトです。

        1. 迷王星 より:

          仰る通り,自動車の加速は簡単に1Gを超えます.特にF1マシンのスタート時の加速は5Gにも達していたそうです.(アイルトン・セナの活躍した時代の話の解説や雑誌にはそう書かれていたと記憶していますが,現代のF1マシンの値は知りません)

          実は,自動車での加速と航空機(特にジェット機)での加速とは,どのようにして加速されるかの原理やメカニズムが全く異なります.

          自動車の標準的な動力であるピストンエンジンの場合,エンジンは燃料の爆発的な燃焼によってピストンの往復運動を生み出し,これをクランクシャフトの回転運動に変換して,これがトランスミッションなどで適度に減速されて最終的にタイヤの回転をタイヤと路面との摩擦によって車体を加速することになります.(上の文章で理解頂ける通り,自動車の加速の原理は次に示すジェット推進による加速…要するに氷上で物を投げれば反動で逆方向に滑るのと同じ原理に基づく…とは異なり複雑なので,自動車の加速度の具体的な計算手順を私は知りません)

          それに対して,ジェット機での加速の場合,20トンの機体を1Gで加速するには,ジェットエンジンの推力から機体にかかっている抗力を差し引いて加速に使える推力が20トン重(20トンという質量にGつまり地球の重力加速度の約9.8m/s^2を乗じた約1.96×10^5 N…Nは力の単位ニュートンで基本単位に展開するとkg・m/s^2)という力が必要で,話を簡単にするために空気抵抗がない場合(例えば静止状態からの加速の場合)ジェットエンジンの排気ガスの速度が高空での音速の2倍近い2000 m/s…アメリカ空軍の最強戦闘機で超音速巡航が可能なF-22A Raptorの超音速巡航速度より少し速い速度… だとすると,ジェットエンジンの排気ノズルから後方に噴出されるガスの1秒当たりの質量は98 kg/sも必要ということになります.

          非環式飽和炭化水素の分子式の一般形はC_n H_{2n+2}で,水素Hが炭素Cに比べて軽い(原子量で約1/12)ことと,ジェット燃料を構成する炭化水素はガソリン(いわゆる「オクタン価」でのオクタンはn=8)よりもnが大きいので,上の一般形中の水素の原子数の端数の“+2”を無視すると,ジェット燃料が理想的に燃焼した場合の反応式は次になります.

          C_n H_{2n} + 1.5n O_2 → n CO_2(二酸化炭素)+ n H_2 O(水)

          20トンの機体を1Gで加速するには,この右辺の質量(は左辺の質量に等しい…化学反応では質量は変化しない,もちろん一般相対性理論は無視…から)が1秒当たり98 kg必要だということです.

          反応式の左辺の分子量は,炭化水素が14nで酸素は48n (原子量:炭素Cは12,水素Hは1,酸素Oは16)なので,ジェット燃料の完全燃焼は大雑把に燃料の炭化水素1に対して酸素が3という質量比で行われると考えてそれほど間違っていません.

          従って,20トンの機体を1G加速するために必要な毎秒98 kgの燃焼ガスを噴射するには,その4(つまり1+3)分の1の24.5 kg(体積で言えば,ジェット燃料の比重を0.8とすると約30立法メートル)ものジェット燃料を,毎秒,完全燃焼させる必要がある(本当は分子量比は1:3でなくほぼ1:3.5なのでジェット燃料の消費量は少し過大評価ですが)ということです.

          なお,以上の計算は全ての推力が燃焼ガスによって生み出される純ターボジェットエンジンの場合で,旅客機などの亜音速で飛ぶジェット機に使われるターボファンエンジンだと話は違って来ます.(大口径のファンを回転させることで燃焼には使われない大量の空気流を後方に噴出することで燃料の消費をあまり増やさずに推力を大幅に増大させている…但し,このファンの生み出す気流はプロペラ機でのプロペラの生み出す気流と同じく亜音速なので,戦闘機のような超音速機ではファンによる推力増強の効果は限定されてしまう)

          1. 迷王星 より:

            訂正
            >24.5 kg(体積で言えば,ジェット燃料の比重を0.8とすると約30立法メートル)ものジェット燃料

            の中の「30立法メートル」は「30リットル」の間違いです.

            失礼しました.

      2. 同業者 より:

        ビジネスの移動で使っただけだと思いますよ

    3. 引っ掛かったオタク@そーいやF-104は最後の有人機なんて吹いてたナァ より:

      複座のクルセイダーなんてスゴいレア物じゃあないっすか!
      フツーの単座戦闘機型は20mmコルト4門装備”最後のガンファイター”、創作物だとシン・カザマの乗機でんな懐かしい!!

  11. 通勤嫌いな不良サラリーマン より:

    懐かしくも、知的好奇心をくすぐる話題提供ありがとうございます♪

    >ただ、非常に残念なことに、私たち地球人は、「とある壁」を超えることが難しいのも事実です。
    >それが、「音速の壁」です。

    「宇宙エレベーター」で、サクッとクリアしましょう!
    軌道周回速度は秒速、そして真空なので、勿論「音速の壁」なんてアリマセン♪

    初期投資資金や技術的課題等ぜーんぶ解決できれば、
    今世間を賑わす、めがそーら、えすでぃじーず等政治的プロパガンダ臭い偽エコとは違い、
    超エコ&超経済的です。
    宇宙産業も発展し・・・地球人から、重力に縛られない宇宙人に進化!?
    某アニメの如く宇宙世紀到来「人類の革新」!?など夢満載です♪

    大林組さんの構想によると2050年くらいから運用開始ですので・・・
    そこまで生きていられるのか、シンギュラリティで電脳世界の人となっているのか?
    楽しみですね♪

    1. バシラス・アンシラシスは土壌常在菌 より:

      遊戯王の映画で出てきたやつだっけ?

      1. 通勤嫌いな不良サラリーマン より:

        若干アニオタ話となり恐縮ですが、、、

        宇宙世紀&「人類の革新」って言えば「ガンダムシリーズ」ですね♪
        ※∀(ターンエー)や00で、軌道エレベーター登場
        あと、「とあるシリーズ」の劇場版「とある魔術の禁書目録-エンデュミオンの奇蹟-」では、エンデュミオン(宇宙エレベーター)が舞台でした♪

        遊戯王は、ちょっとだけデュエル(カード対戦)経験ありますが、、、
        映画で宇宙エレベーターまで登場とは、全く知らなかったり・・・

  12. ひろた より:

    NY-ロンドンはマッハ0.9のプライベートジェットで7時間半くらいです。10人乗りで10人乗れば1人150万円くらい。JFK,ロンドンシティは100席全席ビジネスクラスのエアバスがやはり同じくらいの飛行時間で飛んでいますし、ロンドンシティ空港は小型機しか使えませんがドッグランズにあり使い易く金持ちビジネスマンならこちらを利用するでしょう。

  13. WindKnight.jp より:

    コンコルドの就役は 1976年で、退役は 2003年。
    材料工学など技術も進んだので、
    シンプルに超音速旅客機への再チャレンジはありだと思います。

    さて、どんな旅客機になるのかな。

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