ブースト・グライド

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スキップさい突入とつにゅう局面きょくめんしめす。

ブースト・グライド軌道きどう英語えいご: boost-glide trajectory[1][2]とは宇宙うちゅう誘導ゆうどうさい突入とつにゅうもちいる軌道きどうひとつである。この軌道きどうは、大気たいき上層じょうそう空気くうき力学りきがくてき揚力ようりょくもちいることで、じゅん軌道きどう飛行ひこうおこな宇宙うちゅうさい突入とつにゅう飛行ひこう距離きょりばす。最大さいだいれいでは、ブースト・グライドは飛行ひこう距離きょり純粋じゅんすい弾道だんどう飛行ひこうの2ばい延長えんちょうする。れいでは、一連いちれんの「スキップ」によりさらなる飛行ひこう距離きょり延長えんちょう可能かのうとし、「スキップ・グライド」や「スキップさい突入とつにゅう」などの用語ようごとなった。

この概念がいねん最初さいしょ真剣しんけん研究けんきゅうされたのは弾道だんどうミサイルの飛行ひこう距離きょりばすためだったが、射程しゃてい延長えんちょうした伝統でんとうてき形状けいじょうのミサイルが導入どうにゅうされたために作戦さくせん採用さいようされることはなかった。根幹こんかんとなる空気くうき力学りきがくじょう概念がいねん機動きどうしきさい突入とつにゅうたい(MARV)の製造せいぞう採用さいようされている。これはパーシングIIなど数種類すうしゅるいのミサイルでは命中めいちゅう精度せいど向上こうじょうのためであり、アバンガルド (ごくちょう音速おんそく滑空かっくうたい)のようなミサイルでは迎撃げいげき回避かいひのためであった。さらに最近さいきんれいでは、射程しゃてい延長えんちょう低空ていくう飛行ひこうする手段しゅだんのために使つかわれており、もっとたか弾道だんどう経路けいろえがくのと比較ひかくして、より長時間ちょうじかんレーダー探知たんちけるたすけになっている。

さらにこの概念がいねんは、つきから地球ちきゅう帰還きかんする機体きたいの、さい突入とつにゅう時間じかん延長えんちょうするためにも採用さいようされている。さもなければ過大かだい速力そくりょくみじか時間じかんとさねばならず、きわめてたか加熱かねつなやまされた。アポロ司令しれいせん基本きほんてきにワンスキップさい突入とつにゅう(パーシャル・スキップ)をもちい、ソビエト連邦れんぽうのゾンドや中国ちゅうごく嫦娥じょうが5ごうT1おなじである。もっと複雑ふくざつ複数ふくすうスキップさい突入とつにゅうが、オリオンのようなあたらしい機体きたいのために提案ていあんされている。

経緯けいい[編集へんしゅう]

初期しょき構想こうそう[編集へんしゅう]

ブースト・グライドの基礎きそ概念がいねんはじめて注目ちゅうもくけたのはドイツの砲兵ほうへい将校しょうこうたちによってであり、かれらの「ペーネミュンダー・プファイルゲショセ」がこう高度こうどはなたれたさい砲弾ほうだんをさらにとおくへと投射とうしゃできることを発見はっけんした。これは幾何きかがく上層じょうそううす大気たいき理由りゆうとして完全かんぜん予期よきできるものではなく、こうした要因よういん考慮こうりょしてなお、かれらは射程しゃてい延長えんちょうられるのを説明せつめいできなかった。ペーネミュンデでの調査ちょうさによりかれらはある発見はっけんいたった。これは、こう高度こうどうす大気たいきちゅうなが弾道だんどうでは、砲弾ほうだんむかいかくち、ちょう音速おんそくにおいて揚力ようりょくすという結果けっかだった。当時とうじこれは非常ひじょうこのましくないものにおもわれ、理由りゆうはそれが弾道だんどう計算けいさんきわめてむずかしいものにしたためである。ただ、射程しゃてい延長えんちょうのための応用おうよう可能かのうせい研究けんきゅうしゃてることはなかった[3]

1939ねん6がつ、ペーネミュンデにあるクラウス・リーデル設計せっけいきょく所属しょぞくしていたクルト・パットは、ロケット推進すいしん速度そくど高度こうどを、揚力ようりょく航続こうぞく距離きょり変換へんかんする主翼しゅよく提案ていあんした[4]かれはこの効果こうか算出さんしゅつし、A-4ロケットの射程しゃていが275kmから550kmにおおよそ倍加ばいかするとした。初期しょき開発かいはつはA-9の名称めいしょうのもとで検討けんとうされ、ツェッペリン・シュターケンしゃでの風洞ふうどう実験じっけんのほかに小規模しょうきぼ作業さぎょうおこなわれ、以後いごすう年間ねんかんその状態じょうたいつづいた。活発かっぱつ研究けんきゅうが1942ねんまで継続けいぞくされたのちに開発かいはつ停止ていしされた[5]

しんちょう航続こうぞく距離きょりのためにブースト・グライドの概念がいねんもちいた最初さいしょ提案ていあんは、1941ねんジルバーフォーゲルである。オイゲン・ゼンガーによる提案ていあんであり、ドイツの基地きちからニューヨーク攻撃こうげきできるロケット動力どうりょく飛行ひこうし、それから日本にっぽんぐん確保かくほしている太平洋たいへいようのどこかに着水ちゃくすいするという構想こうそうだった。この構想こうそうでは、機体きたい主翼しゅよくもちいて揚力ようりょくし、こしてあたらしい弾道だんどう飛行ひこう軌道きどうへとはいり、大気たいきふたたはなれ、スキップのあいだ機体きたい冷却れいきゃく猶予ゆうよあたえている[6]。のちに構想こうそうがデモンストレーションされ、スキップちゅう加熱かねつりょう当初とうしょ計算けいさんよりももっとおおきいもので、宇宙うちゅうかすだろうと予見よけんされた[7]

1943ねん、A-9の研究けんきゅうふたた着手ちゃくしゅ今回こんかいはA-4bの名称めいしょうのもとにおこなわれた。これは、開発かいはついまやそのてんでは改修かいしゅうのA-4にもとづいていたこと[5]、またA-4計画けいかく当時とうじ国家こっか優先ゆうせん課題かだい」であり、この開発かいはつがA-4のした資金しきん提供ていきょう確実かくじつされた立場たちばかれたことを示唆しさしている[8]。A-4bはV2ロケットの射程しゃてい十分じゅうぶん延長えんちょうし、ドイツ領内りょうないふかくからイギリスのミッドランド、つまりイングランド中部ちゅうぶ地域ちいき都市としか、ロンドンにたっするよう後退こうたいつばさもちいている[3]。A-9はもともと同様どうようであったが、のちには従来じゅうらいてき後退こうたいつばさではなく、ながくてながれ線形せんけい後退こうたいつばさ装備そうびした。この設計せっけい有人ゆうじんのA-9/A-10大陸たいりくあいだ弾道弾だんどうだん上段じょうだんようとして採用さいようされている。これは大西洋たいせいようぎたあるてん、ニューヨーク爆撃ばくげきするのに十分じゅうぶん距離きょり滑空かっくうはじめ、その乗員じょういん脱出だっしゅつする[8][注釈ちゅうしゃく 1]

戦後せんご開発かいはつ[編集へんしゅう]

X-20ダイノソアは、有人ゆうじんがたブースト・グライド計画けいかくなかもっと実機じっき製造せいぞうちかかった。この画像がぞうさい突入とつにゅうちゅうのX-20をしめしている。

だい世界せかい大戦たいせんのちすぐ、ソビエト連邦れんぽうのロケット技術ぎじゅつしゃアレクセイ・イサエフはある報告ほうこくしょ発見はっけんした。これは1944ねん8がつの「ジルバーフォーゲル」計画けいかく最新さいしんばんだった。かれ書類しょるいをロシア翻訳ほんやくし、最終さいしゅうてきヨシフ・スターリン注意ちゅういいた。かれ対蹠たいしょばくげき概念がいねんつよ興味きょうみしめした。1946ねんかれみずからの息子むすこであるヴァシリー・スターリンと、戦前せんぜんゆうつばさロケット作業さぎょう手掛てがけていた科学かがくしゃのグリゴリー・トカティをパリにおくり、ゼンガーとイレーネ・ブレットを訪問ほうもんした。ソビエト連邦れんぽう参加さんかし、努力どりょくするよう説得せっとくこころみるためであったが、ゼンガーとブレットはさそいをことわった。[10]

1946ねん11月、ソ連それんではゼンガーとブレットなしに国産こくさん機体きたい開発かいはつするため、ムスティスラフ・ケルディシュのひきいるNII-1設計せっけいきょく編成へんせいした[11]かれらの初期しょき研究けんきゅうは、どう時期じきのアメリカで開発かいはつちゅうだったSM-64ナバホとはことなり、ロケット動力どうりょくきょくちょう音速おんそくスキップ・グライドのコンセプトがラムジェット駆動くどうちょう音速おんそく巡航じゅんこうミサイルわることを確信かくしんさせた。開発かいはつはある程度ていどのあいだケルディシュ爆撃ばくげきとしてつづけられたものの、従来じゅうらいてき弾道だんどうミサイルの改良かいりょう最終さいしゅうてきにこの計画けいかく不要ふようなものとした[10][注釈ちゅうしゃく 2]

アメリカ合衆国あめりかがっしゅうこくでのスキップ・グライドの概念がいねんは、渡米とべいした多数たすうのドイツじん科学かがくしゃにより提唱ていしょうされていた。おも提唱ていしょうしゃはベル・エアクラフトにつとめるヴァルター・ドルンベルガーやクラフト・エーリッケである。1952ねん、ベルしゃはあるばくげきのコンセプトを提示ていじした。これは基本きほんてきに「ジルバーフォーゲル」の垂直すいちょく発射はっしゃバージョンで、bomiとしてられた。この計画けいかくは1950年代ねんだいつうじて数種類すうしゅるいのコンセプトにがれ、Robo、ハイウォーズ、ブラス・ベル、そして最終さいしゅうてきにX-20ダイノソアにいたった[12]初期しょき設計せっけい一般いっぱんてきばくげきであり、のモデルは偵察ていさつ任務にんむねらっていた。ドルンベルガーやエーリッケは1955ねんに『ポピュラー・サイエンス』記事きじ共同きょうどうしてはたらき、定期ていき旅客機りょかくき使つかうためのアイデアをとうじた[13][14]

成功せいこうおさめた大陸たいりくあいだ弾道弾だんどうだん(ICBM)の攻撃こうげき任務にんむへの導入どうにゅうは、スキップ・グライド爆撃ばくげき概念がいねんへの関心かんしんわらせ、偵察ていさつとしての任務にんむ偵察ていさつ衛星えいせい同様どうようたした。X-20宇宙うちゅう戦闘せんとうは1960年代ねんだいつうじて関心かんしんつづけたが、最後さいごには予算よさん削減さくげん犠牲ぎせいとなった。1963ねん3がつおこなわれたべつさい検討けんとうのちロバート・マクナマラ国防こくぼう長官ちょうかんは12月に計画けいかく中止ちゅうしした。4おくドルをついやしたのちかれらはいまだにたすべき任務にんむがないことが注目ちゅうもくされた[15]

ミサイルへの採用さいよう[編集へんしゅう]

1960年代ねんだいつうじ、スキップ・グライドの概念がいねん関心かんしんたれていたが、射程しゃてい延長えんちょう手段しゅだんとしてではなく、現代げんだいてきなミサイルに懸念けねんはないものの、ICBMよう機動きどう可能かのうさい突入とつにゅうたい基礎きそとしてだった。最初さいしょ目標もくひょうさい突入とつにゅうたいさい突入とつにゅう最中さいちゅう経路けいろ変更へんこうし、それによりたい弾道だんどうミサイル(ABM)が、こうしたうごきを、迎撃げいげき成功せいこう十分じゅうぶんなほどすみやかに追尾ついびできなくすることである。よくられる最初さいしょれいは1959ねんのアルファ・デルコの実験じっけんであり、これにブースト・グライドさい突入とつにゅう(BGRV)の一連いちれん試験しけんであるASSET(Aerothermodynamic Elastic Structural Systems Environmental Tests)[16]PRIMEつづいた[17]

、この研究けんきゅうはパーシングIIのMARVに使つかわれた。この場合ばあい滑空かっくう段階だんかいでの射程しゃてい延長えんちょうはない。弾頭だんとう短時間たんじかん弾道だんどう調整ちょうせいするために揚力ようりょくもちいる。これはシンガー・カーフォット慣性かんせい航法こうほう装置そうちとグッドイヤー・エアロスペースしゃのアクティブレーダーとのデータをわせ、さい突入とつにゅう過程かてい後期こうきおこなわれる[18][19]おなじコンセプトが、かく武装ぶそうしたおおくの国家こっか装備そうびする戦域せんいき弾道だんどうミサイルのために開発かいはつされている。

ソビエト連邦れんぽうでもアメリカがわのABMを回避かいひするためのMARVの開発かいはつにいくばくかの努力どりょくついやした。しかし、1970年代ねんだいにアメリカの防衛ぼうえいりょく整備せいびられ、この計画けいかくつづける理由りゆうくなった。2000年代ねんだいには アメリカがわ地上ちじょう配備はいびがたミッドコース防衛ぼうえい導入どうにゅうしたためにこの図式ずしきわり、ロシアがわはこの研究けんきゅう作業さぎょう復活ふっかついたった。ソビエト連邦れんぽうにはこの機体きたいは「オブイェークト4202」とばれ、2016ねん10がつ試験しけん成功せいこうしていることが報告ほうこくされた[20]。2018ねん3がつ1にちアバンガルド (ごくちょう音速おんそく滑空かっくうたい)ロシア: Авангард)としてシステムが公開こうかいされ、2019ねん12月27にちにはICBMにまれるものとしておおやけに就役しゅうえきした[21]ウラジーミル・プーチンはアバンガルドが実際じっさい任務にんむいたことを発表はっぴょうし、この滑空かっくうたい機動きどうせい現用げんようすべてのミサイル防衛ぼうえい無力むりょくすると主張しゅちょうした[22]

中華人民共和国ちゅうかじんみんきょうわこくでもブースト・グライドをおこな弾頭だんとうDF-ZF(アメリカの諜報ちょうほう機関きかんには「WU-14」としてられる)を開発かいはつした[23]。アメリカとロシアのMARVの設計せっけい対照たいしょうてきに、DF-ZFのおも目標もくひょうは、従来じゅうらいてき弾道弾だんどうだんえが軌道きどうもちいて標的ひょうてき到達とうたつするよりもひく高度こうどつづけるあいだ、ブースト・グライドを射程しゃてい延長えんちょうのために使つかうことだった。低空ていくう飛行ひこう目的もくてきはアメリカ海軍かいぐんイージスシステムのレーダー探知たんち領域りょういきからできるかぎながのがれるためであり、それによってシステムが攻撃こうげき対応たいおうするときあいだみじかくすることである。DF-ZFは2019ねん10がつ1にち公開こうかいされた。ロシア連邦れんぽうによる同様どうよう努力どりょくはKholod、およびGLL-8 Iglaのきょくちょう音速おんそく実験じっけん計画けいかくいたった。さらに近年きんねんではRS-28 Sarmat搭載とうさい可能かのうなYu-71きょくちょう音速おんそく滑空かっくうたい計画けいかくしている[24][25]

ブースト・グライドは、アメリカの「即時そくじぜん地球ちきゅう規模きぼ攻撃こうげき (PGS計画けいかく要件ようけんたす解決かいけつほうとして、いくらか関心かんしんあつめる話題わだいとなった。この計画けいかくでは、アメリカから発射はっしゃした兵器へいき地球ちきゅうじょうのいかなる地点ちてんでも1時間じかん以内いない命中めいちゅうさせる兵器へいき模索もさくしていた。PGS計画けいかくでは作戦さくせん方法ほうほう定義ていぎしておらず、また現行げんこう研究けんきゅうには先進せんしんごくちょう音速おんそく兵器へいきのブースト・グライド弾頭だんとうや、ファルコンHTV-2きょくちょう音速おんそく、また潜水艦せんすいかん発射はっしゃミサイルとうふくまれている[26]。アメリカぐんでは、地上ちじょう発射はっしゃがた艦上かんじょう発射はっしゃがたとしては1970年代ねんだいすえサンディア国立こくりつ研究所けんきゅうじょ研究けんきゅう結果けっかまえた共通きょうつうごくちょう音速おんそく滑空かっくうたい(C-HGB)をもちいたミサイルを開発かいはつする一方いっぽう空中くうちゅう発射はっしゃがたとしてはHTV-2の成果せいかまえたAGM-183 ARRW英語えいごばん開発かいはつしている[27][28]

対抗たいこう手段しゅだん[編集へんしゅう]

ブースト・グライド兵器へいき普通ふつう継続けいぞくてき機動きどうつづけるか、警戒けいかい時間じかん短縮たんしゅくするために大気圏たいきけん外縁がいえん付近ふきん低空ていくう飛行ひこうすることで既存きそんのミサイル防衛ぼうえいシステムを回避かいひするよう設計せっけいされている。これは一般いっぱんてきに、低空ていくうの「低層ていそう目標もくひょう迎撃げいげき意図いとした防衛ぼうえいシステムを使つかうことで、これらの兵器へいき迎撃げいげき容易よういになる。短距離たんきょり弾道だんどうミサイルの弾頭だんとうよりも低速ていそく飛行ひこうさせると、その迎撃げいげき容易よういである[29]非常ひじょう低空ていくうでの攻撃こうげき態勢たいせいもちいるこのような接近せっきん方法ほうほうは、現用げんようこう初速しょそくほうやレールガンの迎撃げいげきさえもけやすい[30]

しかしながらロシアがわ情報じょうほうでは、アバンガルドHGVはマッハ27で飛行ひこうし、また「大気たいきちゅう飛行ひこうするあいだにはコンスタントにコースと高度こうど変更へんこうし、目標もくひょうへの経路けいろにおいて無秩序むちつじょにジグザグ運動うんどうおこない、この兵器へいき位置いち予測よそく不可能ふかのうにする」と主張しゅちょうしている[31]

さい突入とつにゅうへの採用さいよう[編集へんしゅう]

ソ連それんはこの技術ぎじゅつをゾンド計画けいかく種々しゅじゅつき周回しゅうかい宇宙うちゅうもちい、これらは着陸ちゃくりくまえいちかいだけスキップをおこなった。この場合ばあい、よりたか緯度いど着陸ちゃくりく地域ちいきへと宇宙うちゅう到達とうたつさせるという条件じょうけんがあり、本当ほんとう意味いみでのスキップがもとめられた。ゾンド6、ゾンド7、そしてゾンド8がスキップさい突入とつにゅう成功せいこうした。ただしゾンド5は失敗しっぱいした[32][33]嫦娥じょうが5ごうT1の飛行ひこう計画けいかくのあらましはゾンドと同様どうようであり、この技術ぎじゅつもちいている。

アポロ司令しれいせんでは、機体きたい加熱かねつ負荷ふかすくなくし、さい突入とつにゅう時間じかん延長えんちょうするためにスキップに概念がいねんもちいているが、この宇宙うちゅう大気たいきからふたた離脱りだつすることはなく、これが本当ほんとうのスキップのかたちをっているのかには論議ろんぎがある。NASAではたんに「リフティングエントリー」とんでいる。真正しんせいふくすうかいスキップのかたちは、アポロ司令しれいせんのスキップ誘導ゆうどうコンセプトの部分ぶぶんにあるとかんがえられているものの、これはいかなる有人ゆうじん飛行ひこうにも採用さいようされたことがない[34]。この概念がいねん機内きない搭載とうさいコンピューターを利用りようし、オリオン宇宙うちゅうのようなより現代げんだいてき機体きたいにもかえあらわれている[35][36][37]

飛行ひこう力学りきがく[編集へんしゅう]

簡略かんりゃくされた運動うんどう方程式ほうていしきもちいて、大気たいきちゅう飛行ひこうでは、抗力こうりょく揚力ようりょく双方そうほうとも機体きたいはたら重力じゅうりょくよりもおおきいと仮定かていすると、つぎのようにスキップさい突入とつにゅう分析ぶんせき関係かんけいみちびきだせる[38]

ガンマがその地域ちいき水平すいへいせんたいする飛行ひこう経路けいろ角度かくどであるとき、Eは突入とつにゅう開始かいし状態じょうたいしめし、Fは突入とつにゅう飛行ひこう終了しゅうりょう状態じょうたいしめしている。

突入とつにゅう前後ぜんこう速度そくどVはつぎのように関連かんれんしてみちびきだせる。

ここでL/Dは機体きたいあげこうひとしい。

開発かいはつ完了かんりょう、または開発かいはつ途上とじょう機材きざい[編集へんしゅう]

  • ロシアのきょくちょう音速おんそく滑空かっくうたいアバンガルド開発かいはつ完了かんりょう配備はいびみ。
  • 中国ちゅうごくきょくちょう音速おんそく滑空かっくうたいDF-ZF開発かいはつ完了かんりょう配備はいびみ。
  • アメリカのきょくちょう音速おんそく滑空かっくうたいFalcon HTV2開発かいはつちゅう
  • インドのきょくちょう音速おんそく滑空かっくうたいHGV-202F
  • 日本にっぽんきょくちょう音速おんそく滑空かっくうたいHyper Velocity Gliding Projectile (HVGP)[39]
  • ブラジルのきょくちょう音速おんそく滑空かっくうたい14-X開発かいはつちゅう
  • フランスのきょくちょう音速おんそく滑空かっくうたいVMAX、開発かいはつちゅう[40]

脚注きゃくちゅう[編集へんしゅう]

注釈ちゅうしゃく[編集へんしゅう]

  1. ^ YengstのA-4シリーズの兵器へいき年表ねんぴょうは、おおくの書籍しょせき相当そうとう差異さいがある。れいとしてかれはA-9とA-10は2つの完全かんぜん別々べつべつ開発かいはつであると示唆しさし、単一たんいつのICBM設計せっけい上段じょうだん下段げだんとするせつ対照たいしょうてきである。またかれつばさきのA-4とは対照たいしょうてきに、A-4bがSLBMの開発かいはつ計画けいかくであったとべる。[9]
  2. ^ ナバホもまた1958ねん同様どうよう運命うんめいとなった。このとし、SM-65アトラスがえらばれたために開発かいはつ中止ちゅうしとなっている。

出典しゅってん[編集へんしゅう]

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  3. ^ a b Yengst 2010, p. 29.
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  5. ^ a b Neufeld 1995, p. 93.
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  8. ^ a b Yengst 2010, pp. 30–31.
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参考さんこう文献ぶんけん[編集へんしゅう]

関連かんれん項目こうもく[編集へんしゅう]