軍用機の設計思想

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軍用機の設計思想（ぐんようきのせっけいしそう）として、軍用機の発達と共に生まれた様々な考え方について本稿で述べる。

[編集] 重戦闘機と軽戦闘機

重戦闘機と軽戦闘機（じゅうせんとうきとけいせんとうき）とは、第二次世界大戦期の戦闘機の設計思想のひとつ。

ある機体重量に対し翼面積が小さい機体を重戦（重戦闘機）と呼び、大きい物を軽戦（軽戦闘機）と呼び、この比率を翼面荷重という。従ってその名称とは裏腹に、実際にはエンジンが同一であるなら翼面積が小さい重戦のほうが軽量となる。基本的にエンジン出力が同じ場合、重戦は軽戦に対し垂直面での機動を得意とし、軽戦は水平面での機動を得意とする。また、速度も重戦の方が優速である。

第二次世界大戦時には、各国の戦闘機は陸海軍とも重戦化へと進んでいく。具体的には、翼面荷重をより大きく取る設計へと移行していくのである。

重戦と軽戦の境界においては諸説あるが、第二次世界大戦前後の日本ではおおよそ130kg/m²が境界と考えていた。

なお、重戦と軽戦という戦闘機の分類は日本陸軍によるものであり、他国や日本海軍にはそういう分類は存在しない。上述の「各国の戦闘機は重戦化へと進んでいく」というのは、各国の戦闘機そのものが日本陸軍でいう軽戦的性格のものから重戦的性格のものに移行していった事を示しているという事になる。

[編集] 日本軍

[編集] 陸軍

日本陸軍における各戦闘機の試作時期を見ると、

• 昭和12年、軽戦一式戦闘機「隼」
• 昭和14年、重戦二式単座戦闘機「鐘馗」
• 昭和15年、重戦キ60及び、軽戦三式戦闘機「飛燕」

というようにほぼ同時期に軽戦と重戦の開発指示を出している。各国が戦闘機自体を重戦的性格のものに移行させていったのに対して、日本陸軍は軽戦・重戦というカテゴライズを作り、両者を交互に開発していったのである。これはノモンハン事件に使用された九七式戦闘機の軽戦の実績と共に、ソ連空軍の重戦思想を陸軍が一応は評価しながらも、それが完全に固まっていなかった事を示している。

疾風の登場した後、陸軍は戦闘機の分類をそれまでの「軽戦闘機/重戦闘機/夜間戦闘機」から「近戦/遠戦/夜戦」へと変更している。

[編集] 海軍

日本海軍は、軽戦的な戦闘機を求める傾向がある。海軍は主に空母艦載機が戦力の中心であり、艦上機は狭い空母の甲板に離着艦することが必要となる。そのために、離艦重量/着艦重量を制限された状態で運用されることが多くなり、結果的に日本陸軍で言う軽戦に近い性格の機体となってしまう。一方日本海軍は陸上基地で運用する戦闘機を局地戦闘機と称しており、これは日本陸軍で言う重戦に近い性格の機体となった。

[編集] 別項

戦後、ジェット機の発達と共に機体が大型化、高価格化するのに対し、「現有技術と資源を惜しみなく投入した場合」に比べれば限定した性能で現有主力戦闘機より安価に整備可能であることを目的とした簡易的戦闘機を軽量戦闘機と呼ぶことがある。意識してこの方向に振った西側戦闘機はF-104スターファイターが最初である。F-104はM61 ガトリング砲とサイドワインダー2発(初期型は翼端増槽との交換式)のみに武装を留めた代わりに、高い加速性能、上昇性能を発揮し、NATO諸国における迎撃機の標準となった。ただしF-104は主翼面積が小さく、翼面荷重は極めて大きく、上記の日本陸軍の分類で言えば重戦に該当する機体である。従って上記の重戦・軽戦の設計思想とは全く異なるものであり、留意する必要がある。

いわゆる軽量戦闘機であり、また日本陸軍でいう軽戦に該当する機体としては、F-16戦闘機が挙げられよう。小型軽量機であり、同時に翼面荷重も小さく、運動性を重視した機体であり、まさしく日本陸軍で言う軽戦に該当する機体である。しかしながら軽量戦闘機であるF-16に対して重量級の戦闘機であるF-15戦闘機もまた、低翼面荷重の運動性重視の機体であり、日本陸軍で言う所の軽戦に該当する機体である。F-15に対してF-16が開発されたのはコスト削減が理由である。

端的に言えば、F-104は第二次世界大戦以降から継続した戦闘機の重戦化の頂点に位置する機体であり、F-15・F-16は再び運動性重視の軽戦的な方向に回帰する事によって生まれた機体である。なおF-16は比較的低翼面荷重であるとはいえ、それにはこだわらず、むしろCCV設計によって運動性を高めている。翼面荷重を小さくする設計は、運動性向上の手段としては、現在ではかつてほどには重視されない。

[編集] 双発護衛戦闘機論

双発護衛戦闘機論（そうはつごえいせんとうきろん）とは、敵地に侵攻する爆撃機を護衛する戦闘機の必要性・有用性についての議論である。

1930年代半ばより爆撃機の航続距離が長大化し、迎撃戦闘機の発動機出力が追いつけない状況が一時的に生まれた。低出力発動機しかないということは上昇に時間のかかる邀撃側は、高度と速度を確保してやってくる侵攻側を捕捉できないということであり、ここから侵攻側には護衛戦闘機は不要であるとする戦闘機無用論が生まれた。

その一方で、やはり護衛機は必要であり、そのための戦闘機として前方や後方に機銃座をつけた双発の小型～中型機が必要・有用であるとする意見があった。発動機の低出力を双発とすることでカバーしつつ、重量物であるエンジンが翼に存在するための運動性の低下を複数の銃座で死角をなくすことでカバーしようとする考え方である。こうしてドイツでは Bf 110、日本では月光や屠龍が作られた。双発護衛戦闘機に影響を受けたアメリカ機としてはその後のXP-58、XP-67、P-82等が挙げられる。

しかし実戦においては、双発護衛戦闘機は軽快かつ、速度がほぼ同等な単発戦闘機には対抗できず、Bf 110についてはBf 109が護衛につくなどという事態となり、後に護衛任務から外された。月光や屠龍も偵察機や夜間戦闘機として使用されることになった。最終的にこの系統から出た機体は対爆撃機戦闘、地上洋上襲撃においてのみ成功とみなされるようになる。

結局、可変ピッチプロペラの実用化により巡航時の航空機の燃費が大幅に改善された結果、爆撃機と同等の航続距離を持ち同一行動を取れる単発・単座戦闘機として、零戦や隼、P-47、P-51といった機種が出現したことで、この議論に終止符が打たれたことになる。なお、類似の「アイデア倒れ」に終わった機種として爆撃機をベースに多数の機銃座を装備した、翼端援護機がある。

なお、成功した双発戦闘機として知られるアメリカのP-38は、爆撃機に随伴する護衛機として必要な能力を備えていた。しかし同機はもともと陸軍が提示した要撃機の要求に対し、必要な速力と大火力を確保するために双発機とされたものであり、由来において1930年代の双発護衛戦闘機論とは全く関係がない。座席も双発護衛戦闘機が複座、あるいは三座だったのに対して、元来が要撃機であるP-38は単座であり、長距離の飛行はパイロットに苦痛を強いる事となった（これは前述の単発・単座戦闘機にも言える事であったし、また、それでもP-38はロッキード側の裁量で長距離飛行の負担を軽減するコクピット設計にしていた）。さらに、頑丈で急降下速度が速い反面、旋回性能や急上昇性能が単発単座機よりも低いため、戦闘機相手には急降下突撃からの一撃離脱戦法を中心に戦わざるをえず、それを行うと再上昇するまで一時的に爆撃機の護衛要員が少なくなってしまうという問題も有していた。

また、第二次世界大戦末期に試作された日本軍の双発戦闘機においては、旋回時において左右のエンジンの片方の出力を上げるという方法で、単発戦闘機以上の運動性を発揮した機体も見られたが、結局それら機体は制式採用がなされないまま終戦となった。

なお、運動性において双発機は単発機に及ばないというのは、プロペラ機における常識である。ジェットエンジンの場合は小型であればあるほど出力効率が高い傾向にあるため、大型エンジン単発よりも小型エンジン双発のほうが、より軽量にまとまり運動性も高い。F-5戦闘機やMiG-19戦闘機は、双発であるが高い運動性を持つ事で知られる。現代戦闘機で小型機には単発のものが多いのは、コストとの兼ね合いによるものである。

[編集] ミサイル万能論

詳細は「ミサイル万能論」を参照

[編集] 戦闘機の場合

空対空ミサイルの発達により、従来の機関砲は不要となり、戦闘機は単なるミサイルの運搬手段に過ぎなくなるという論である。これがために1950年代のアメリカ軍のジェット戦闘機は運動性・格闘戦能力がおざなりになり、また機関砲を廃してミサイル装備のみの機体も存在した。しかしながら初期のミサイルは命中率が小さく、機関砲の廃止は時期尚早であった。また赤外線誘導式のミサイルはエンジンの廃熱を追う必要があるため、敵機の背後を取る必要があり、むしろ従来の機関砲よりも格闘戦能力が求められるものであった。これはベトナム戦争において苦い経験となり、これ以降の戦闘機は機関砲の搭載は必須とされ、格闘戦能力を重視する事となった。

[編集] 爆撃機の場合

空対地ミサイルの発達により、爆撃機の装備は爆弾からミサイルに移行した。これにより爆撃機それ自体に高速性能は求められなくなり、多くの超音速爆撃機が不採用となる一方、亜音速の旧式の爆撃機が現役に留まる傾向が生じた。ただし、当たり前の話だがミサイルは爆弾よりもコストが高く、爆撃機の装備が全てミサイルに移行した訳ではなく、また誘導爆弾など爆弾も進歩している。

[編集] 関連項目

• 航空 - 航空機
• 軍用機

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