NASA と GE エアロスペースの共同飛行機雲飛行試験の舞台裏

Corey

2024-11-26

アメリカ航空宇宙局（NASA）とゼネラル・エレクトリック・エアロスペースは、飛行機雲が時間の経過とともにどのように形成され、どのように動作するかをよりよく理解するために、1週間の共同テストを完了しました。 GEのボーイング747型テストベッドは、継続研究のため飛行機雲の3次元画像化を行ったNASAのジェット機に続いて数日間空に飛び立った。

彼らは何を探しているのでしょうか？

飛行機雲は、飛行機が冷たく湿った空気の中を飛行するときに発生する、氷の粒子でできた雲です。このプロジェクトは、飛行機雲についてさらに理解を深め、将来の技術と潜在的な管理の可能性について情報を提供することを目的としています。

飛行機雲がどれだけ長く続くかを決定する要因はいくつかあります。非常に早く消えてしまうものもあれば、何時間も残って軽い巻雲を形成するものもあります。これらの雲が熱を閉じ込め、気候温暖化に影響を与えると推定されているという懸念を踏まえ、GEとNASAは協力して何が学べるかを検討している。

写真：ジョナサン・E・ヘンドリー |シンプルな飛行

Contrail Optical Depth Experiment (CODEX) プロジェクトを実現するためにバージニア州の NASA ラングレー研究センターに集まったのは、NASA ガルフストリーム G-III 航空機と GE エアロスペース社の 747 フライングテストベッドです。この小型飛行機は、GEのテストパイロットが飛行機雲が残る場所を見つけるために離陸し、空の女王を追跡する1週間を過ごした。

飛行テストベッドの内部の様子

CODEX 飛行プログラムに使用される NASA 航空機には、光検出測距 (LiDAR) センサーが搭載されています。これにより、航空機は 747 の後ろを追跡し、飛行機雲をスキャンすることができます。のパイロットたちは、

III 号機（登録番号 N520NA）は、747 型機のパイロットと緊密に連携して、500 フィート未満から 10 マイルの範囲の距離を編隊飛行しました。

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チームは今週、NASA追跡機を使用し、10回のミッションにわたってLIDAR技術を使用して飛行機雲の断面を取得し、データを収集した。これらのデータポイントは、予測モデリングを支援するために使用されます。

GE Aerospace の飛行テストベッドは、

N747GFを登録しました。飛行機は以前は次の目的地に飛んでいた

それ以来、500 個を超えるセンサーとテストエンジニア用の約 30 台のワークステーションが設置されています。それでも、頭上の荷物棚や日本語で書かれた標識など、かつての旅客機としての面影が残っています。

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改造された 747 は、研究ステーション用に座席の大部分が取り外されており、広々とした印象を与えています。この航空機にはまだ機能する調理室と化粧室があり、延長飛行の際に便利です。今週のバージニア州でのテストミッションの後、2階デッキはほとんど空になっていたが、コックピットと2階ギャレーの後ろに数席が残されていた。

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ボーイング 747 は GE の 2 番目のテストベッドです。 GEエアロスペースがゼネラル・エレクトリックから分離する前、合併後の会社は現役で最古の747を運航していた。 1969 年 10 月に完成したこの飛行機は、1992 年に GE アビエーションがこの航空機を買収するまで、パンアメリカンワールド航空でクリッパーオーシャンスプレーとして 21 年間飛行しました。

この航空機は、長年にわたって 90,000 時間、19,251 サイクルを飛行し、11 を超える異なるエンジンモデルと 39 のエンジンビルドに関する重要な飛行データを提供しました。オリジナルの空の女王テストベッドは、2018 年 11 月にカリフォルニア州ビクタービルの飛行試験運用からアリゾナ州ツーソンのピマ航空宇宙博物館まで最終飛行を行い、現在もそこに残されています。

飛行機雲の中には何が入っているのでしょうか？

LiDAR データは、飛行機雲の光学特性に関する洞察を提供し、飛行機雲をモデル化して予測する方法を理解するのに役立ちます。 GEなどが飛行機雲を正確に予測できれば、飛行機雲が残るエリアでパイロットが飛行機の周囲を航行でき、おそらく飛行機雲の影響の大部分を軽減できるソリューションを航空機に導入できるのではないかと期待されている。

水と CO2 の排出が主な研究分野でしたが、エンジンの排気にはガスだけではありません。エンジンの後部から出てきて飛行機雲に到達するのは一体何なのかとの質問に対し、気候科学リーダーのキャシー・ミラー氏は次のように説明した。

「飛行機雲の大きな特徴の一つは、背中からどれだけの水が流れ出ているかということです。雲を形成するために氷の結晶を形成するには水が必要であり、それは私たちがどれだけの燃料を燃やしているかに関係しているからです。

「ここには燃焼技術者もいます。そこで、すすのような他のあらゆる種類の排出物を調べています。すすは水が凍ったり、凝結したりするための種粒子として機能します。」

写真: NASA

大気からの背景粒子や燃料からの硫黄も、飛行機雲の生成に影響を与える可能性があります。今週のテストはすべて、持続可能な航空燃料（SAF）ではなく従来の燃料を使用して実施されました。

ボーイング 747 のテストベッドは他に何をするのでしょうか?

この航空機はカリフォルニアに駐留し、メーカーのためにエンジンのテストを行っています。 2 番目のエンジンスロットにはテストエンジンを取り付けることができ、冗長性が確保され、さまざまな状況下で新しいエンジンがどのように動作するかを確認する機会が得られます。

NASA とのテストが将来の技術に影響を与える 1 つの方法は、さまざまなエンジンからさまざまな飛行機雲を分離し、個別にサンプリングするテスト技術の開発を支援することです。 747 テストベッド航空機には、次期ボーイング 777X 航空機に動力を供給するために設定された GE9X エンジンが搭載されていることが確認されているため、これは特に注目に値します。