偶然か必然か「紫電改」
戦争末期、日本本土に襲来するアメリカ軍爆撃機や戦闘機から日本を守るため、九州地区に設立された第三四三海軍航空隊は、知っている人も多いかと思います。
戦地から優秀な搭乗員をかき集め、エースのみで編成された三四三空は、紫電改という最高の戦闘機と相まって、鬼神の如き活躍をしました。
紫電改は20mm機関砲4門の大火力と、離昇1990馬力の大型発動機を装備した戦闘機で、自動空戦フラップという機能が備わっていました。自動空戦フラップとは機体に最適な揚力を、速度と翼面荷重から割出して油圧でフラップを自動で作動させる装置のことで、初期段階では誤作動や故障が相次いだものの、量産化の段階では故障なしと太鼓判を押されました。
紫電改は正式名称「局地戦闘機紫電二一型」といい、紫電一一型から改良を加えた戦闘機です。紫電一一型もまた、ある航空機に改良を加えた航空機で、なぜそうなったのかを紐解いていきましょう。
戦争初期、日本海軍は南洋の島々を占領し要塞化して島伝いに勢力を伸ばしていきました。南太平洋の島々は、鬱蒼としたジャングルが生い茂り、山も多く飛行場の建設ができないことがほとんどでした。その中でもとりわけ大きめの島で滑走路を作ったガダルカナルやラバウルなどは、のちにアメリカ軍とこの地かけてを争うことになります。話は逸れましたが、滑走路が確保できない以上、滑走路完成までの島の制空権が危ぶまれました。そこで海軍は、空母艦載機に加えて新たな戦力として、広大な海を滑走路とする水上戦闘機を島の防衛に就かせようとしました。そのため九七式飛行艇を開発し、水上機のスペシャリスト川西航空機に水上戦闘機の開発を依頼し、川西は水上戦闘機「強風」として開発をスタートしました。しかし海軍の要求は、水上戦闘機として当時の最新鋭機の零戦以上の性能でした。そのため開発は難航したため、繋ぎとして零戦を水上戦闘機として改修した二式水上戦闘機を量産しました。もとが零戦だけあって、水上戦闘機としての操作性も柔軟で、火力と速度も水上戦闘機としては破格の性能でした。
戦争中期、東南アジアの島々が連合軍の反撃にあい、日本軍は次第に苦境に立たされます。それに伴い水上戦闘機の需要が激減します。そこで川西航空機は、この需要の減った「強風」を陸上戦闘機として改良することを軍に打診します。
ちょうどその頃日本軍では、零戦では歯が立たなくなってきており、次世代の戦闘機を模索していました。三菱では邀撃機「雷電」と新型艦上戦闘機「烈風」の開発で手一杯であったため、川西の提案を受け入れました。
ただ改良は難航し、各装備を陸上戦闘用に換装した結果、そのまま使える部分は操縦席付近のみだったようです。
こうして出来上がった「紫電一一型」は、急ピッチの改造と発動機の不調から、カタログスペックを大きく下回り、あまり快く思われていませんでした。この結果を見た川西は、すぐさま改良にとりかかり、翼の位置や自動空戦フラップの装備、主脚の剛性強化などを施し、局地戦闘機「紫電改」として生まれかわりました。
紫電改の活躍は、最初にお話しした通り目覚ましいものでした。これをみた海軍は、なかなか開発の進まない烈風に苛立ち、紫電改を艦上戦闘機として改良しようとしたほどでした。また高馬力の発動機から防弾にも余裕があり、連合軍からも一定の評価をされています。
逸話として、機体のシルエットがアメリカ海軍戦闘機F6Fと酷似していたために、味方に誤射される事件も起きています。
次回はそんな繋がりから、番外編としてF6Fについてご紹介します。
二つの顔をもつ戦闘機「飛燕」
三式戦闘機「飛燕」は、第二次世界大戦中に陸軍が正式採用をした唯一の液冷発動機を装備した戦闘機です。レシプロ発動機には空冷と液冷の二種類が使用されます。それぞれの特徴を見てみましょう。
空冷発動機は零戦、隼、F4Fワイルドキャット、P-47サンダーボルトといった戦闘機に装備された発動機です。大きな利点は、プロペラを回すことだけならば比較的容易で、液冷に比べ整備は難しくなかったことです。また外気を取り込み発動機を冷やす構造上、被弾にある程度耐えることができました。星型に配置されたシリンダーは円の外に向かって延びているため、直径を絞りにくいことも特徴です。そのため馬力を増やすと相対的に発動機も大きくなり、結果航空機も大きくなってしまう弱点がありました。
三式戦闘機「飛燕」、スピットファイア、Bf109、P-51マスタングなどの戦闘機は液冷発動機を装備しています。液冷の特徴は、空冷に比べ発動機を冷やす能力が高かったことに加え、大馬力の発動機でも比較的小型に設計することができました。そのため機体の機首も絞り込め、きれいな流線型を作ることができたため、飛行効率は高かったようです。しかし液冷タンクに被弾してしまうと液漏れを起こし、発動機があっという間にオーバーヒートしてしまい、さらに空冷に比べて整備も難しく、発動機不調の機体も多かったことも少なくありませんでした。
三式戦闘機の開発にあたり、陸軍はBf109に使用しているダイムラーベンツ製液冷エンジンを模倣し、国産化した戦闘機を開発せよと川崎に命じました。隼が軽戦、鍾馗が重戦という認識に疑問を持つ川崎は、この戦争では全てにおいて勝る戦闘機を開発しなければならず、軽戦重戦と取り立てるのは無意味だと主張しました。そのため飛燕は連合国戦闘機を凌駕する戦闘機を目指して開発されました。
こうして完成した飛燕は、当時の液冷発動機を装備した航空機の中でも傑出した戦闘機となりました。隼の格闘能力をそのままに、鍾馗の速度と上昇力を兼ね備え、液冷発動機の特徴である先細りの機首により急降下速度も抜群の戦闘機となりました。すぐさま前線へ配備されましたが、今まで液冷発動機を整備したことのない整備兵にとって非常に厄介な発動機で、実力はカタログスペックの半分程度しか発揮できませんでした。また発動機の生産も滞るなか、20mm機関砲を装備したりとバージョンアップを続けていましたが、ついには発動機が間に合わず、発動機のない飛燕が並んでしまう有り様でした。
戦争末期になると、この首無し機体の使い道について検討されました。もともと航空力学的に優れた胴体と翼を持っていたため、整備の難しい液冷発動機をやめ、空冷発動機へと換装され新たに生まれ変わることになります。これが五式戦闘機と呼ばれます。蛇足ですが、海軍の艦上爆撃機「彗星」も後に液冷から空冷に換装されています。
速度はエンジンカウルが大きくなってしまった関係で落ちてしまいましたが、優れた操縦性は健在で戦争末期の戦力乏しい中、連合国の最新鋭機と互角に渡り合ったそうです。
海上偵察のエキスパート
第二次世界大戦中、航空母艦が艦隊の主力を担い、航空機による奇襲攻撃が海上の戦闘の要となり各艦艇の電探はもちろん、上空からの偵察が先手必勝の鍵となりました。
しかし空母には戦闘機の搭載数が限られていたため、戦闘機や爆撃機を偵察用に改造したものを多く使っていました。また水上機を戦艦や巡洋艦のカタパルトから射出して偵察に出すこともありましたが、戦艦に搭載された水上機は安定性には優れるものの、戦艦の砲撃着弾地点を上空から観察するためのものであったために、速度が遅く敵の戦闘機に見つかると容易に撃墜されてしまいます。そこで日本海軍は、世界では見られない空母から発艦する艦上偵察機の開発を進めました。
海上の偵察機として海軍が要求した内容は、広大な海上を飛行するための航続距離・敵戦闘機を振り切る速度・昇降機に収まるよう、翼の折り畳みをしない簡易な構造の3点でした。
中島飛行機は早速開発に取り組み、艦上偵察機「彩雲」を完成させます。彩雲の最大の特長はなんといっても、航空機として非常に美しい形をしていることでしょう。これは海軍の最高速度の要求の達成を、空気抵抗の軽減に精力的に取り組んだ結果とも言えます。また空母の昇降機に収まる大きさであり、翼に折り畳み機構を着けないことで簡略化することができました。
空母という短い滑走路から飛び立つために、プロペラを大直径のものを採用し、1600馬力級発動機を装備しました。しかしプロペラが接地しないよう主脚が伸びたために、操縦席が高くなってしまい下方視界が狭まり、低速域での安定性がなかったため空母への着艦は難しいようでした。
海上での空母着艦が難しくなってしまうと、作戦に支障を来してしまいますが、彩雲が正式採用された頃海軍では、空母の多くが沈められてしまったことに加え、彗星や天山などの爆撃機を偵察用に改造したものを搭載していたため、彩雲の運用を陸上にすることを決定しました。そのため着艦性能の悪さは問題ないとされましたが、整備の行き届いていない陸上滑走路への着陸の際、長い主脚が衝撃に耐えきれず折れてしまう事故が多発しました。
彩雲の快速を示す逸話として、陸上から洋上へ偵察任務に出た際、F6Fヘルキャットに発見され迎撃に向かってきましたが、彩雲はぐんぐんとヘルキャットと距離を開け「我ニ追イ付ク グラマンナシ」と有名な台詞を司令部に打電をしています。事実彩雲は正式採用をされた海軍機のなかで最も速い639km/hを計測しています。
艦上での活躍の機会はありませんでしたが、地上では文字どおり航空隊の目として大活躍しました。中でも有明な航空隊である第三四三海軍航空隊、通称三四三空は当時の最新鋭機紫電改を配備していました。また通信設備を充実させ、搭乗員は各機連携の取れた攻撃を行うため日夜過酷な訓練を積み、末期の日本屈指の航空隊でした。敵より優位な位置から攻撃を開始するためには、得られる情報が不可欠なため、当時の海軍では珍しく偵察機のみの飛行隊と連携を密にとっていました。彩雲は敵の数や機種はもちろんのこと、九州各地の司令部の状況や天候、敵艦隊の数や位置などありとあらゆる情報を得るための目として三四三空の活躍に大いに貢献しました。
戦後アメリカ軍のテストでは、高性能の燃料を使用したところ694km/hを計測し、いかに快速であったかがわかるデータとなりました。
次回は陸軍の液冷発動機を装備した三式戦闘機「飛燕」をご紹介します。
陸軍最強の邀撃機「鍾馗」
二式単座戦闘機「鍾馗」は、名前こそ一見すると一式戦闘機「隼」の後継機に思えますが、実は開発自体は同時期に行われています。また皇紀二年には、もう一機別の戦闘機が採用されたため、一人のりの鍾馗を単座、二人のりの屠龍を二式複座戦闘機としました。
固定脚で単葉機の九七式戦闘機は、それまでのロシアの複葉機に対して優位な速度と操縦性で活躍していましたが、ヨーロッパではイギリスのスピットファイアやドイツのBf109など、引き込み脚を採用した高速戦闘機が活躍し始めました。九七式戦闘機ではこれらの戦闘機に苦戦を強いられることは必至であると考えた陸軍は、次世代の戦闘機開発に着手します。
そこで陸軍は、九七式戦闘機の長所である抜群の運動性能と広大な航続距離を踏襲した軽戦闘機の甲案と、運動性能と航続距離を捨て上昇力と最大速度、急降下速度に優れた重戦闘機の乙案を打ち出しました。
甲案では引き込み脚を採用したものの、その他目新しい技術はなく保守的ではありましたが、改良を重ねることによって優秀な戦闘機となった一式戦闘機「隼」が誕生しました。
一方乙案では、海軍の雷電と同じく今までの単座用発動機では性能を満たすことができないため、倍近い馬力をもつ1500馬力級発動機を搭載しました。直径の大きい発動機を搭載したため、機体全部を太くした雷電と異なり、鍾馗は機首から尾翼に向かって急激に絞り込む独特の形となりました。また尾翼も垂直尾翼が水平尾翼を後方に配置することで飛行中の水平時に抜群の安定感を産み出し、射撃が容易となる一方で、着陸時の低速域では垂直尾翼が機体の影に入ってしまい安定性を欠いてしまう一面もありました。雷電同様に隼の搭乗員の中には格闘戦の苦手な鍾馗を嫌う人もいました。
重戦闘機は日本にとって初めての試みであったためそのほとんどが新技術となり、安定性に優れた一式戦闘機が正式採用されることは陸軍も中島飛行機もある程度想定していたため、二式単座戦闘機は実験的な戦闘機となりました。
重戦闘機の経験のない陸軍はドイツのBf109を参考にしているため、日本人搭乗員が操縦に苦労する中、来日していたドイツ人パイロットは「パイロットがこいつを使いこなせれば世界一の航空隊になる」と評価しました。
しかし、新たに出現した超空の要塞と呼ばれるB-29を撃墜するためには火力が不足していたため、40mm機関砲を鍾馗の翼内に装備しました。その威力は絶大で、2～3発当てれば機体が木端微塵になるほどでしたが、当てるためにはより接近する必要がありました。相手の機体後方上部から急降下で一撃を加え、そのまま後方下部へすり抜けるという今までの戦法では、機体の後方に火器管制のついた機銃を集中させているB-29には有効な戦法にはなりませんでした。
四式戦闘機「疾風」が開発増産されるなか、三式戦闘機「飛燕」と共にB-29を体当たり覚悟で邀撃しましたが、ついには本土決戦にｿﾅｴﾃ温存された疾風を出撃させることなく終戦を迎えました。
鍾馗を鹵獲したアメリカ軍では、上昇力と滑るような加速、安定した射撃姿勢を評価した上、陸軍が12.7mm機関銃に使用していたマ弾と呼ばれる炸裂弾、焼夷榴弾と相まって攻撃力は決して低くないとされました。日本軍基準では旋回性能が低い部類でしたが、欧米諸国からみるとやはり軽快であり、航続距離の少なさは、邀撃任務専用の重戦闘機であったため、さほど問題にはなりませんでした。
次回は、艦上偵察機「彩雲」をご紹介します。
海軍最強の邀撃機「雷電」
中国戦線では、中華軍の爆撃機から少なくない被害を被っていました。それまで最新鋭機を数々導入してきましたが、爆撃機を発見し邀撃に当たるまで零戦や隼では、爆撃機の高度まで上昇するのに時間がかかりました。そのため海軍は新たな航空機に優れた速度と上昇力、頑丈な爆撃機を撃墜するため大火力を前提に性能を要求しました。
三菱ではそれまでの零戦の800馬力の発動機ではこの要求を達成できないと考え、本来一式陸攻といった爆撃機に搭載する大馬力の発動機を単座戦闘機に搭載することにしました。海軍による性能テストでは、大馬力の発動機を搭載したにも関わらず、零戦と速度が変わらずしかも多くの問題を抱えた雷電の生産を躊躇しました。
発動機の直径が大きくなったことで、雷電の機体は紡錘型と呼ばれる葉巻のような形となり、発動機の肥大化によって前方視界が悪くなり、さらに各部品の剛性が低いために運用上支障をきたす大きな振動がおこり、ついにはテスト中殉職者を出してしまいました。低速域での操縦性に優れ、着陸も容易だった零戦に乗っていた搭乗員たちは、雷電に乗りたくないとまで考えていました。
海軍も同時期に登場した紫電改の生産を一本化しようとしましたが、紫電改や零戦では来るB-29の迎撃に必要な高度ではまともに飛ぶことすら困難であり、機体が大きい雷電は高々度に必要なターボチャージャーや水エタノール噴射装置などを搭載する余裕がありそうなので少数の生産を続けていました。
油田などの重要な基地に対爆撃機用戦闘機として配備された雷電は、飛来するアメリカ軍爆撃機に少なくない損害を与えました。
プロペラの剛性を見直し、高々度性能の強化をした雷電は、海軍の予想以上に連合軍と渡り合い、アメリカでは日本一の迎撃機であるとまで評価されました。
アメリカ軍は戦後接収した雷電をテストしたところ、オクタン価の高い高性能の燃料を使用したこともあり、日本軍の打ち出した雷電のカタログスペック以上の性能を示しました。また日本では最後まで解決されず死者までだした振動問題も全く問題ないとし、機体が大きいことによる操縦席の広さも相まって非常に扱いやすく高性能な戦闘機であると評価しました。その一方で、風防に装備された防弾ガラスはアメリカ軍の使用する12.7mm機銃の前では無意味であり、日本製のターボチャージャーや水エタノール噴射装置は稚拙でありかえって飛行性能の低下を招いていると評価しています。
次回は同じく単座戦闘機に大馬力の発動機を搭載した陸軍の二式単座戦闘機「鍾馗」を紹介します。
零戦の光と影
中国大陸を席巻し、世界最強とまで言われた零戦ですが、1g単位で削られた軽量化はのちに最大の弱点となります。
真珠湾攻撃を成功させ、東南アジアの島々の空に縦横無尽に翼をのばす零戦でしたが、アメリカでは前項で述べたように有色人種にそのような戦闘機を設計することは不可能であると考えていたため、初戦ではことごとく零戦の餌食になっていました。優れた機体性能に加え、その長大な航続距離でどこからともなく現れる零戦に対し、ついにアメリカ軍は零戦の脅威を認め、3つのネバー、つまり零戦に対してしてはいけない項目を全軍に通達しました。
その内容は、 零戦と旋回戦をするな。背後をとれない場合、低速域で戦闘をするな。上昇中の零戦を追うな。この3つです。優れた旋回性能をもつ零戦は格闘戦になった場合、容易に相手の後ろをとることができます。この3つのネバーが通達される前は、この戦法にアメリカ軍は手も足も出ずに撃墜されていました。しかしこの3つのネバーが通達されると、アメリカ軍ではある疑問が生じます。戦闘を避けるために急降下でやり過ごそうとすると、今まで執拗に後ろを追いかけ回していた零戦が、どういうわけか追ってこないのです。これは零戦がアメリカ軍に鹵獲され、性能テストを実施したことで明らかになります。
零戦は、過度の軽量化によって機体強度が高くないために、急降下による速度超過で翼が折れてしまうことがわかったのです。そのためアメリカ軍は零戦に対抗できる唯一の戦法、サッチウィーブと呼ばれる一撃離脱戦法を徹底しました。一撃離脱戦法とは、敵の上空から高速度で一撃をくわえ、そのまま抜き去って敵との距離を取る戦法です。すると零戦は、今度はこちらがなす術なく撃墜されていきました。ここにきて初めて零戦が無敵ではなくなったのです。
再び空いてしまった戦闘機の性能の溝を埋めるべく、零戦をその都度バージョンアップさせていきましたが、ついには零戦が上回ることはありませんでした。海軍は陸上運用を想定した局地戦闘機雷電や紫電改を投入し善戦しましたが、硫黄島やサイパンから飛び立つ敵の戦闘機を邀撃するので手一杯で、敵の領地へ再び攻め込む力はもうありませんでした。
こうして零戦は、時代を先取りした最高の戦闘機である一方、時代に取り残された悲しい戦闘機となってしまいました。次回は日本の空を守るべく終戦まで活躍し、零戦と同じ堀越技師が開発した雷電についてご紹介します。
海軍機と陸軍機の設計思想
日本の戦闘機が本格的に戦闘を行ったのは、日中戦線のロシア機でした。当時の欧米諸国は、有色人種である日本人がまともに戦える飛行機など作れるわけがないと甘く見ていました。そのため中国戦線に新鋭機を投入することもなく、日本の量産機である九五式戦闘機のような複葉機を送り込みました。しかしながら九五式戦闘機は優れた旋回性能を活かして各地で連戦連勝を重ねていましたが、ロシア機を駆る中国軍も更なる新鋭機や戦法によってどうにか損害を五分程度まで盛り返します。そこにある戦闘機が登場したことにより、戦況は一変します。
突然中国空軍の目の前に現れたのは、三菱製の零式艦上戦闘機一一型です。零戦は優れた速度と旋回性能、広大な航続距離と20mm機関砲の大火力でそれまでのロシア軍機を叩きのめしました。この無敵とも言える戦闘機はもはや敵無しとまで言われ、中国の空を支配しました。またこの零戦の華々しいデビューの裏では隼といわれる陸軍の一式戦闘機が誕生しました。
今回はこの零戦と隼に見る設計思想の違いを考えていきましょう。
海軍は空母での運用を前提としたものに「艦上」と付け、陸上の運営を前提としたものに「陸上」または「局地戦闘機」と付けていました。つまり零式艦上戦闘機は、空母での運用を前提とした戦闘機ということになります。陸軍と違い、海軍は常に海上での運用を考慮しなければなりませんでした。つまり空母のエレベーターに収まるように、だとか荒れる海上での着陸が容易に行える、といった前提条件があったのです。しかし欧米の戦闘機を倒すためにより良いものを産み出すためにはそうも言っていられません。ついに零戦には全ての制約を取っ払い速度と航続距離、火力と旋回性能のみを過度に要求しました。つまり零戦は、傑作の戦闘機に海上運用機能を後付けさせた艦上戦闘機ということになります。
対して陸軍は、海上での運用を想定していないため、制約のない戦闘機を開発することができました。また性能のために防弾設備を着けなかった零戦に対して、隼には操縦席の後ろに防護板を設置したりと防弾設備も盛り込まれています。ただ、零戦と同じ発動機を使っているにも関わらず、飛行性能は平凡で九七式戦闘機の特性を受け継いだ保守的な戦闘機でした。大戦後期に防弾設備を施した海軍と違い、陸軍は一貫して戦闘機に防弾設備を施していました。
デビューこそ地味な一式戦闘機でしたが、そこでの技術はのちの疾風、四式戦闘機に受け継がれ日本軍機史上最強と言われるまでになっています。
まとめると、常に新技術を盛り込んで新しく戦闘機を産み出す海軍に対し、前身の戦闘機の長所を元に新型戦闘機を産み出す陸軍ということになります。
派手な海軍と地味な陸軍のように見えますが、常に傑作を産み出さなければいけない海軍は大きな壁に立ちはだかることになります。零戦を越える戦闘機を作らなければならなかったのです。しかし大戦が始まり余裕もない中そのような戦闘機を設計することは難しく、零戦をその都度バージョンアップさせることしかできませんでした。
しばしば零戦は、防弾設備がないために人命軽視の戦闘機であると言われていますが、ここが陸軍との設計思想の決定的違いになります。すべてにおいて優れた戦闘機であれば、防弾設備を施さなくてもやられる前にやるといった海軍と、戦争である以上常に命の危険に晒される兵士を、少ない機体的余裕の中最低限の防弾設備を施した陸軍ということになります。零戦は、人命を軽視したのではなく防弾設備を施さないことによって人命を守ろうとしたという訳です。
しばしば連合軍から誤認される零戦と隼。同じ発動機を搭載した一見兄弟のように見える戦闘機ですが、その中身は設計思想が異なる
全くの別人です。どちらが優れているかを考察すると賛否両論になりますが、その賛否こそが零戦と隼の決定的違いと言えるのではないでしょうか。
次回は零戦を中心に海軍の航空機を見ていきましょう。
