ジェットパックの進化：ベル・エアロシステムから現代のジェットスーツまで

概要

本記事では、1961年にベル・エアロシステムが発表したガス式ロケットパックから現代のジェットスーツまで、ジェットパックの進化について探求します。飛行の物理学や、個人用の強力かつ軽量なエンジンの開発に直面したエンジニアが直面した課題についても説明します。また、マイクロエンジンの開発や、素材、製造、コンピュータ技術の進歩についても探ります。

ベル・エアロシステムのロケットパック

1961年4月、ソ連の宇宙飛行士ユーリ・ガガーリンが人類初の有人宇宙飛行を行いました。1週間後、ベル・エアロシステムが発表したガス式ロケットパックは、わずか13秒で35メートルを飛ぶことができました。ロケットパックは見物人を興奮させましたが、この短い飛行がロケットパックが持つ限界であることをエンジニアたちは知っていました。

飛行の物理学

ニュートンの運動法則によれば、飛行の物理学は実際には非常に単純です。下向きの重力に対抗する十分な上向きの力が必要です。そして、質量が小さいほど、重力の影響を受ける力が弱くなるため、軽い物体は地上から離れやすくなります。

軽量エンジンの開発に直面した課題

現代のジェットエンジンは、大量の空気を吸い込み、できるだけ早くその空気を排出することで機能します。エンジンが取り込める空気が多ければ多いほど、より多くの推力を生み出すことができます。しかし、小型のエンジンでは、大型のエンジンほど多くの空気を取り込むことができませんでした。20世紀の大半の間、エンジニアたちは、個人が着用できるほど小型で軽量なエンジンを製造し、自身の重量と燃料を持ち上げるだけの十分な力を生み出すことができませんでした。

素材、製造、コンピュータ技術の進歩

新しい千年紀は、燃料噴射を驚異的な精度で管理するシステムなど、素材、製造、コンピュータ技術の進歩をもたらしました。これらは、ジェットエンジンの燃費効率と出力重量比を劇的に向上させました。2017年には、コーヒーカップのサイズで、2キログラム以下のマイクロエンジンで220ニュートンの力を発揮することができるようになりました。

ジェットスーツの開発

イギリスのエンジニア、リチャード・ブローニングは、マイクロエンジンを使用した新しい軽量ジェットパックの可能性を見出しました。背中に取り付けられた単一のエンジンに加えて、彼のジェットスーツには、各腕に1つのマイクロエンジンが装着され、推力を分割してバランスをとりました。これらは背中のエンジンと一緒に作業し、3つの安定点を提供し、友達が背中を支えながら松葉杖に寄りかかっているような感覚を持つパイロットもいます。

ジェットパックの未来

技術はまだ比較的新しいですが、燃費効率とエンジン技術の進歩は、ジェットパックの分野でさらなる発展をもたらす可能性があります。

結論

1960年代のガス式ロケットパックから現代のジェットスーツまで、ジェットパックの進化は長く困難な旅でした。しかし、素材、製造、コンピュータ技術の進歩により、個人用の強力かつ軽量なエンジンを製造することが可能になりました。私たちはまだ自分自身のジェットパックを持っていませんが、飛行の未来はこれまで以上に明るいです。