1967年の夏、ワシントンD.C.郊外にある国防情報局（DIA）の「グリーンルーム」に、情報分析官の一団が集まり、奇妙なスパイ衛星画像に頭を悩ませていた。画像には、カスピ海沿岸の小さな都市カスピスクの柵で囲まれた場所に、既知のどの飛行機よりも大きく、飛ぶには短すぎる翼を持つ巨大な機械が映っていた。「おやおや、これは怪物だ」と陸軍大佐が言った。「そうだ」と別の大佐が言った。「ネス湖の怪物だ」。誰かが付け加えた。「いや、カスピアンだ。カスピアン・モンスターだ」
しかし、それは一体何だったのか？どのように機能するのか？ロシアはそれで何をしようとしていたのか？答えはその後10年かけてゆっくりと明らかになった。それはエクラノプラン、地面効果と呼ばれる空気力学的現象を利用し、水上を高速で巨大な積載物を運ぶ新型航空機だった。発明者はソ連首相ニキータ・フルシチョフの友人、ロスティスラフ・アレクセーエフだった。当時はまだうまく機能していなかった。もしアメリカのスパイたちがその実用化を思いついたなら、ソ連軍は彼らの助言をありがたく思っただろう。作戦上の必要性だけでなく、コネにも大きく依存するプロジェクトの必要性を知りたがっていたモスクワの政治家たちは、軍にそれを押し付けようと躍起になっていたからだ。
冷戦終結後、当時ペンタゴンが熱心に検討していた「モンスター」とその後継機について、あるロシアの航空宇宙技術者にどう思うか尋ねた。「お金の無駄だ」と彼は不満げに言った。「うまくいかないたびに（設計者たちはモスクワに）もっと大きくすればうまくいくと言っていた。そして、彼らはそのための資金を得たのだ」
しかし、彼らの考えは正しかったのかもしれない。現在、ボーイング社のエンジニアたちは、カスピアン・モンスターのように、大型の海鳥のように水面すれすれを滑空する貨物機を設計している。ペリカンと名付けられたこの飛行機は、この不格好な海鳥がほとんど苦労せずに水面上を滑空するのと同じ「翼地上効果」（WIG）を利用する。人工の空飛ぶ乗り物に当てはめると、WIG の空気力学は、航空において長年信じられてきた「高度が効率に等しい」という法則に対する重大な例外となる。長距離飛行機のほとんどが高高度ジェット機である理由は、低高度の濃い空気中を飛行するには通常、大幅に多くの燃料が必要になるためである。しかし、WIG 機のように地表に極めて近づくと（約 50 フィート以下）、飛行機の速度によって生成される空気のクッションが飛行を支え、飛行機は高高度ジェット機よりもさらに効率的に巡航する。ボーイングが開発中のWIG機は、カスピアン・モンスターよりも大きく、翼幅は国会議事堂の正面とほぼ同じです。ボーイングのエンジニアたちは、巨大な翼によって機体の下を流れる空気が機体を優しく持ち上げ、推進力を得る機会が増えると期待しています。これにより、水面からわずか6メートルの高度で時速300マイル（約480キロ）で滑走することが可能になります。
満載のボーイング747 7機分もの重さがあり、水虫のように海面を滑ることで移動距離を2倍にする飛行機というアイデアは、非現実的に思えるかもしれない。だが、秘密主義のボーイングのシンクタンクであるファントムワークスの技術者たちがこの巨大な機械の設計を始めたのは、国防総省が過去40年間に多くの無謀でない取り組みを阻止してきた大きな問題を抱えていたためである。その問題とは何か？それは機動力だ。米陸軍は強力な部隊だが、規模が大きすぎて装備が重すぎるため、急速に拡大する紛争に適したペースで移動することができない。陸軍の装備を輸送するには、船は遅く、飛行機は小さい。1個師団が70トンのエイブラムス戦車を300台以上保有していることもある。巨大なC-5ギャラクシー輸送機でさえ、エイブラムス戦車を2機しか搭載できず、空軍全体ではC-5が126機ある。
国防改革は、最終的には陸軍の規模縮小と機敏化につながるはずだ。しかし、国防総省の目標は、現在よりも迅速に部隊を移動させること、つまり3,000人の旅団全体、8,000トンの装備を96時間以内に世界中のどこへでも地上に展開させることだ。元空軍大佐で、現在はボーイング社の先進空輸・空中給油機部門の戦略開発室長を務めるジョン・スコルパ氏は、以前、航空動軍団の戦闘研究所の司令官を務めていた際に、この課題に取り組んだ。「空輸能力が十分でないことは明らかでした。グローバル・リーチ・レイダウン（地上に部隊を展開することを意味する空輸員の専門用語）を検討したところ、エアブリッジは、ある程度の規模の部隊を移動させるのに膨大な数の出撃を必要としました。」
2000年初頭、当時ボーイングにいたスコルパ氏は、この問題をファントムワークスのベテラン設計者ブレイン・ロードン氏に持ち込み、ロードン氏は技術者のザカリー・ホイジントン氏とともにこの問題に取り組み始めた。陸軍が数百万ポンドの積載量を運ぶ飛行船および飛行船と飛行機のハイブリッドを検討していることは、ロードン氏らの知るところだった。ロードン氏はスコルパ氏の疑問を広げ、陸軍の問題に対する幅広い解決策を検討した。それは、新世代のより高速な小型商用船から、飛行船、そして4倍の大きさのC-5のような大型の従来型ジェット機まで多岐にわたる。速度の価値により、飛行機は常に飛行船や最速の海軍艦艇よりも優れているが、数百万ポンドの積載量を航空機に拡張することは容易ではなく、おそらく国防総省でも予算が足りないほどの費用がかかるだろう。
しかし、短い翼とジェットブーストで離陸する特殊なタイプの WIG であるエクラノプランは、構想が実現可能であれば、コストを大幅に削減できるだけでなく、ある程度の可能性があるように思われた。WIG 航空機はソ連の崩壊後に米国で大きな関心を集め、1993 年に国防高等研究計画局 (DARPA) はロシアの研究を調査した。ボーイングの研究は、非常に大型のエクラノプランだけが意味をなすという DARPA および数名のロシア人の結論を裏付けたが、それに近いソ連の航空機には主にその巨大な重量に関連するいくつかの固有の問題があることも示した。1966 年に完成した 500 トンの試作機 KM には 10 基のジェット エンジンがあり、2 基は尾翼に、8 基は前翼に取り付けられていた。10 基のエンジンは燃料を大量に消費し、機体は離水前に時速 210 マイルに達する必要があった。波の衝撃に耐えるために必要だった強化された船体は、重量を大幅に増加させ、搭載量を減らした。しかし、こうした弱点にもかかわらず、ロシアの成果は目覚ましいものだったと、1967年のその日、グリーンルームにいた元DIAアナリストのステファン・フッカーは述べている。同機は同サイズの航空機よりも抗力が低く、ロシアは安定性と操縦性の多くの問題を解決していた。
しかし、ソ連海軍の司令官たちはこの計画に決して乗り気ではなかった。試作機を建造した中央水中翼船設計局は、さらに2機の大型エクラノプラン（140トンの水陸両用揚陸艇と、対艦ミサイル6発を搭載した400トンの車両）を建造していたものの、海軍は既に水陸両用強襲用の大型ホバークラフトを建造しており、NATO軍艦を攻撃するための爆撃機も保有していた。さらに、エクラノプランは輸送機として使えるほどの航続距離を欠いていた。海軍は計画されていた140機のうち5機を受け入れ、試験運用したが、実戦配備されることはなかった。
WIG航空機の長く苦しい歴史と数々の固有の課題を認識したボーイング社のエンジニアたちは、重要な工夫を加えてこのコンセプトを復活させました。彼らが設計している機体は、陸上航空機とソビエト連邦のWIGを融合させたものです。WIG効果を利用しながらも、飛行機のように地形を飛行し、空港に着陸することができます。エクラノプランのような分厚く重い船体や、水から自力で引き上げるための余分な動力は必要ありません。カリフォルニアの海岸線を舞い上がるペリカンのように、広く垂れ下がった翼を持つペリカンのような機体です。
現在構想されているペリカンは、ターボプロップエンジン（プロペラを連結したジェットエンジン。ペリカンの速度では、標準的なジェットエンジンより効率的）を搭載した他のほとんどの飛行機と同じ速度と高度（時速 300 マイル、高度 20,000 フィート）で飛行できる。違いは、水面に沿って飛行し、地面効果を利用しながら、はるかに長い距離を飛行できることである。地面効果には 2 つの要素がある。翼が飛行機を揚力を発生させるのは、翼の下の圧力が上の圧力よりも高いためで、これは翼の形状と前方への動きによる。翼の横方向の先端では、下側の高圧の空気が上面に向かって流れ込む。これにより渦、つまり翼から揚力を奪う回転気流が発生する。しかし、飛行機が地表に非常に近いところを飛行している場合、渦が適切に発達する余地がなく、渦は弱くなる。地面効果の 2 つ目の要素は「ラム圧」である。翼下の高圧の空気は、高高度では下向きに逃げることができたのに対し、翼下には空気のクッションが形成され、地面効果によって下向きに逃げることができなくなります。地面効果のある航空機は、高高度にいる航空機よりも少ない出力で、より少ない燃料で飛行できます。
地面効果の強さは、飛行機の翼幅と飛行高度という2つの数値で定義されます。得られる空力サポート（航空用語では「メリット」）は、翼幅を高度で割った値に比例します。この空力サポートの強化は、ペリカンとロシアのエクラノプランの大きな違いの一つです。「これは翼幅の関数です」とロードン氏は言います。「だからこそ、非常に大きなWIG（地上効果）が理にかなっているのです。」ペリカンの翼幅は500フィート（約150メートル）あり、100フィート（約30メートル）で「わずかなメリット」を得られます。「50フィート（約15メートル）で上昇します。20フィート（約6メートル）では非常に優れています。10フィート（約3メートル）で飛行できれば、そうしたいですね。」
ボーイング社のペリカンが建造されれば、8万馬力のタービンエンジン4基を搭載することになる。これは、今日の大型船舶に使用されているガスタービンエンジンと同程度の大きさだ。これらのエンジンは、全長50フィート（約15メートル）の8枚羽根の二重反転プロペラ4基を回転させる。これは、歴史上どのプロペラの2倍以上の大きさだ。貨物室は与圧されないため、機体は巨大であるにもかかわらず、建造は大幅に容易になる。
ペリカンの操縦は、従来の航空機の操縦よりも少し複雑です。飛行前に、乗組員とミッションプランナーは、追い風を利用し、嵐を回避するために、レーダーと衛星からの画像を用いて経路上の天候を確認します。直線経路が陸地を横切る場合、乗組員は陸地を迂回するか、飛び越えるかを判断できます。たとえ海が荒れ狂っていても、エンジニアたちは、ペリカンがほとんどの場合、非常に低い高度で巡航できると確信しています。「私たちはテレビで『ビクトリー・アット・シー』や映画で『パーフェクト・ストーム』を見て育ち、自然と海が荒れ狂っているイメージを抱きます」とロードン氏は言います。「しかし、ほとんどの時間は比較的静かで穏やかで、波も穏やかです。」
しかし、元DIAアナリストのフッカー氏は、静かな海上でさえペリカンは扱いにくい機体になると考えている。「自由大気中で醜いほど、地面効果の影響は受けやすく、その逆もまた然りだ」と彼は警告する。つまり、ボーイングが短くずんぐりとした翼幅ではなく、長く細い翼幅を選んだことで、ペリカンの操縦が過度に困難になり、スポンジのようにうねる乗り心地になる可能性があるということだ。エクラノプランから学んだ教訓の一つは、翼下の渦がバネのように働き、機体と地表の間に抵抗を生み出すということだとフッカー氏は説明する。ずんぐりとしたエクラノプランの翼では、渦はレーシングカーのように硬いバネになる。長翼のWIGはキャデラックのように浮遊するため、操縦はより複雑になる。
しかし、ボーイング社は複雑な操縦を想定しているため、操縦は高度に自動化されるだろう。時速300マイル、高度50フィート（約15メートル）でこの怪物を手動操縦する者はいないだろう。高解像度レーダーが前方の海域をスキャンし、船舶を検知すると、自動操縦システムが旋回して船舶を回避するか、機体を上空に浮かべる。地上では、機体下部にムカデのように76個の車輪が並んだペリカンを、その半分の大きさの航空機用に設計された誘導路上で操縦することが課題となるだろう。
フッカー氏は、ボーイングがこの分野で調査を続ける様子を興味深く見守るだろう。彼は大型エクラノプランの設計調査を主導し、数千トンの機体が従来の空港を利用できるかどうかの検討も行った。「問題は滑走路ではない」と彼は言う。「ほとんどの空港は地下水位が高い場所に位置しており、誘導路やエプロンは丸い砂利の上に建設されている」。巨大な機体は長く穏やかな地震波を発生させると彼は言う。「まずターミナルビルのトイレにひび割れが生じ、数ヶ月後には様々なものが崩れ始める」
ペリカンは飛行するのだろうか、それとも航空史の書物に残る数々のWIG構想の仲間入りをするのだろうか？幸いなことに、ペリカンは構造や推進力といった基本技術の飛躍的な進歩を必要としないだろう。エンジニアらによると、次のステップは3年間かけて小型ペリカンを製作・試験する計画だという。これは小型機ではなく、静水面における地面効果の影響を調査できる大きさが必要だが、既存の技術を用いたシンプルなものになるだろう。陸軍の機動性調査でペリカンの有用性が示されれば、今年後半か2004年初頭に開発が開始される可能性がある。
しかし、国防総省が最大の市場ではないかもしれない。ボーイング社の民間航空機開発チームの同僚たちは、民間貨物運航会社とペリカンについて非公式に協議したことがある。ペリカンは現行の航空機の10倍の積載量（8フィート×8フィート×20フィートの標準コンテナ180個相当）を持ち、船舶の10倍の速度を誇る。船舶とは異なり、主要都市間を直接貨物輸送できるため、海から陸への積み替えは不要だ。広大な空飛ぶコンテナ船の艦隊を海洋に展開するというアイデアは突飛に思えるかもしれないが、当時は大衆向け航空旅行、ステルス機、衛星テレビもそうだった。結局のところ、地面効果飛行は鳥だけのものではないかもしれない。
**ビル・スウィートマンは『ポピュラーサイエンス』誌の寄稿編集者です。
**
**振り返る：「空飛ぶ木材置き場」
**
ハワード・ヒューズは主に白樺材でできた巨大な建物を建てました。
1947年12月、ポピュラーサイエンス誌は、重量約30万ポンドのH-4-an飛行機が
翼幅320フィートのこの飛行機は、ロサンゼルス港上空約1マイルを飛行した。当時「スプルース・グース」と呼ばれていたこの飛行機は、決して離陸などしないだろうと批判する人たちもいたため、この瞬間は、この飛行機の設計者でありパイロットでもあった、風変わりな大富豪ハワード・ヒューズにとってまさに勝利の瞬間だった。しかし、二度と繰り返されることのない瞬間だった。
ペリカンと同様に、H-4は兵員と武器を長距離輸送するために作られました。ヒューズのパートナーである造船技師ヘンリー・カイザーは、第二次世界大戦中、ナチスの潜水艦が海軍の輸送船を攻撃していた際に、このアイデアを思いつきました。アルミニウムが配給制だったため、カイザーとヒューズは木材（主にシラカバ材で、トウヒ材は使用しませんでした）でこの巨大な機体を建造しました。戦後、H-4に対する政府の支援は弱まり始めました。ある上院議員はこれを「空飛ぶ材木置き場」と呼びました。それでもヒューズは諦めず（当時、彼とカイザーは別々の道を歩んでいました）、このプロジェクトに数百万ドルもの私財を投じました。しかし、スプルース・グースが1947年にデビューして間もなく、政府の資金援助は枯渇し、スプルース・グースはたちまち遺物となり、二度と飛ぶことはありませんでした。現在、この機体はオレゴン州マクミンビルのエバーグリーン航空博物館に展示されています。-グレッグ・モーン
