航空宇宙アプリケーションが爆発的に増加！ BAE、3Dプリントで新型TEMPEST戦闘機の試作機を製作

2024年7月26日、アンタークティック・ベアは、英国の航空宇宙企業BAEシステムズが世界戦闘航空計画（GCAP）を支援するために超音速実証機を製造していることを知りました。この有人航空機の試作機は、ステルス対応機能を含むさまざまな新技術のテストに使用される予定だ。これらのテストは、英国にとって40年ぶりの戦闘機実証機となる次世代戦闘機「テンペスト」の開発を支援するものとなる。
GCAP は、日本の FX プログラムと英国およびイタリアの Team Tempest プログラムを統合して 2022 年に開始されます。このプロジェクトは、2035年までに第6世代の超音速戦闘機を生産することを目指している。 BAEはイタリアの防衛関連企業レオナルド社および日本のメーカー三菱重工業とともにこのプロジェクトを主導している。
英国の防衛企業は、実証機の主要構造部品の製造に積層造形法を利用しており、そのほとんどは英国で製造されている。 BAEシステムズのテンペスト責任者、ポール・ワイルド氏は次のように語った。「航空機には、付加製造プロセス以外では製造できない部品がいくつかあります。」
3Dプリンティングはテンペスト航空機の開発と製造において重要な役割を果たしていると報告されています。 BAEは以前、テンペスト航空機の部品の30%が3Dプリントされると発表していた。
同社はまた、GCAP戦闘機の最新設計を発表し、テンペストの実物大レプリカを今週のファーンボロー国際航空ショーで展示する予定だ。このモデルには、以前のコンセプトよりも大きな翼幅など、新しい設計上の特徴が組み込まれています。これにより、航空機の空気力学が改善されると伝えられている。
△ファーンボロー国際航空ショーに展示されたBAEシステムズテンペストの模型。写真提供：BAE Systems
BAE、第6世代戦闘機を3Dプリント
BAEの関係者は、この実証機が5月に詳細設計審査（CDR）に合格したと報告した。現在、航空機の試作機の重量の半分が製造または組み立てられており、前部中央、後部、および翼部分が製造されています。構造部品は、産業用 3D プリントや熱間等方圧プレス (HIP) などの積層造形プロセスを使用して製造されています。
HIP は、チタン粉末を高温高圧下で圧縮して金属部品を製造します。これにより、廃棄物が最小限に抑えられ、鍛造に関連するリードタイムが大幅に短縮されます。 BAEによれば、プロジェクトエンジニアは構造部品を製造する際に積層造形設計（DfAM）も活用したという。
付加製造によって節約される時間は、テンペスト戦闘機の開発期間を短縮する上で重要な役割を果たすと思われます。航空機は三国間協定の調印からわずか12年後に納入される予定だ。これは、ユーロファイターの前世代であるタイフーンの製造にかかった時間の約半分です。
フィナンシャル・タイムズによると、BAEは3Dプリントされた金型を使用してテンペスト用の炭素繊維部品を製造している。これらの「ダイツール」は伝統的に鋼鉄で作られており、従来の製造方法で製造するには通常 26 週間かかります。 BAE は積層造形法を使用することで、わずか 3 週間で完全なツールを作成できます。
△超音速実証機の重量の半分は現在、製造または組み立て段階にあります。画像提供：BAE Systems。
GCAP は、テンペストを開発することで、世界で最も先進的で相互運用性、適応性、ネットワーク性を備えた戦闘機の 1 つを開発することを目指しています。この戦闘機には、インテリジェント兵器システム、ソフトウェア駆動のインタラクティブコックピット、統合センサーが装備される予定だ。次世代レーダーは、現在のシステムよりも10,000倍多くのデータを提供すると伝えられている。
BAEによると、テンペストは1958年のブラックバーン・コルセア以来、「統合ペイロードベイ」を備えた初の英国製戦術戦闘機となる。さらに、この超音速戦闘機はピラミッド型航空電子機器設計アーキテクチャを採用した初の飛行プラットフォームとなり、適応性が向上すると期待されている。 BAE のデモンストレーターは、将来の戦闘航空システムの主要な技術、方法、ツールを証明するものとなるでしょう。
BAEシステムズ、ロールス・ロイス、イギリス空軍（RAF）のテストパイロットは、ランカシャー州ウォートンにあるデモンストレーターのフライトシミュレーターで215時間以上を過ごした。テンペストのデモンストレーターは英国が独自に開発したものだが、そこから得られた教訓は三国間のGCAPプログラムにフィードバックされる予定だ。
日本はすでに将来の戦闘機実証機である三菱X-2を飛ばしており、2016年に初飛行を行った。現在の計画によれば、BAE の実証機は今後 3 年以内に飛行する予定だ。
△2024年ファーンボロー国際航空ショーで発表された次世代戦闘機の新コンセプトモデルのCGI。画像提供：BAE Systems。
3Dプリント戦闘機 西側諸国は、ますます緊張が高まる地政学的環境で優位に立つために、戦闘機の製造に付加製造技術を採用している。しかし、ロシアと中国も軍用機の生産能力を向上させるために3Dプリント技術を採用している。
ロシア軍はこれまで、MiG-31戦闘機のアップグレードに3Dプリント技術を使用してきた。 UEC-ペルミ・モーターズと国営ロステック・グループの子会社であるUEC-Starが実施したこのアップグレードにより、迎撃機のエンジン性能が大幅に向上した。
UEC-Perm Motors社とUEC-Star社のエンジニアらは、3Dプリント技術を使用してMiG D-30F6エンジンの部品を印刷し、その性能を「新たなレベルの品質」に引き上げたと報じられている。追加の研究開発により、「はるかに優れた」性能を持つ「国産エンジン」の製造が可能になったと伝えられている。これに先立ち、ロステックはロシア産業貿易省から3Dプリント航空部品の大量生産の許可を受けていた。ロシア政府は以前、付加製造された航空機エンジンの試験の成功を支援した。
一方、中国の瀋陽航空機工業（SAC）は、戦闘機の製造に3Dプリンティングを広範に活用していると報じられている。付加製造技術により、航空機部品の軽量化と耐久性向上が可能になると報告されています。 2022年、瀋陽航空機工業公司技術研究所の李暁丹博士はCCTVに対し、「つい最近初飛行した新型航空機には、3Dプリント部品が大量に使用されていた。我々は、エンジニアリングレベルでの航空機への3Dプリント技術の大規模応用において世界をリードする立場にある」と語った。
△瀋陽瀋飛のステルス戦闘機FC-31。写真提供：サウス・チャイナ・モーニング・ポスト。

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