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F-35 (戦闘機)

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曖昧さ回避 この項目では、アメリカの戦闘機について説明しています。

F-35 ライトニング II

飛行テストを行うF-35A

飛行テストを行うF-35A


F-35 ライトニングII (F-35 Lightning II) はアメリカの航空機メーカー、ロッキード・マーティンが中心となって開発中の単発単座のステルス性を備えたマルチロール機である。概念実証機のX-35は2000年に、量産機のF-35は2006年に初飛行し、2012年に実戦配備予定である。開発計画時の名称である統合打撃戦闘機 (Joint Strike Fighter) の略称JSFで呼ばれる事も多い。

JSFの名の通り、ほぼ同一の機体構造を用いながら、基本形の通常離着陸(CTOL) 、艦載機 (CV) 、短距離離陸・垂直着陸(STOVL) という3つの派生型を製造する野心的なプロジェクトである。1960年代にも似たような運用構想でF-111が開発されているが、機体の大型化のためすべての運用計画に対応できるものではなかった。それに比べてみても、F-35は機体の小型化技術の進歩を伺わせるものである。

アメリカ空軍・海軍・海兵隊、イギリス空軍・海軍が採用を決定しており、あわせて数千機が製造される見込みである。

開発の経緯


1990年代、アメリカ合衆国では各種の戦術機を運用していた空軍、海兵隊において、運用する航空機がゆくゆくは更新時期を迎える予定である事から、それらの後継機となる機体を開発する必要が生じ始めた。また海軍においてはA-6艦上攻撃機の後継のA-12の開発やNATF︵YF-22ベースの新型艦上機︶の開発がキャンセルされた事からその代替プランを求めていた。

この様にアメリカ各軍では多数の新型機を必要としたのだが、冷戦終結以降のアメリカ合衆国議会では国防予算の削減圧力が強まり、軒並み国防予算が削減されていた。また冷戦後の戦闘機の運用スタイルは、高性能な機体を長期に亘り運用するスタイルとなっていたが、﹁長期に亘り運用可能な﹂、高性能化およびハイテク化した戦闘機を開発するには極めて高いコストが必要となる。その為に国防総省では、今後大量に必要となる新型機の開発にあたり国防予算の削減と極めて多額となる開発費の両方に対応を迫られる事となった。

そこで、開発費を抑えるために、各軍の新型機の開発を一本化し、各軍の要求を満たせる共通の機体を開発する事となった。そして1993年、

●空軍のF-16C/D、A-10Aの後継機
●海兵隊のAV-8Bの後継機
●海軍のF-14B/D、F/A-18A～Dの後継機、NATFに代わる機体
の共通開発を目指す計画が開始された。この計画がJAST︵統合先進攻撃技術︶計画である。その後、このJAST計画にCALF︵共通アフォーダブル軽量戦闘機︶計画や海兵隊のAV-8B後継機開発に関する研究、ASTOVL︵発展短距離離陸垂直着陸︶研究計画が集約された。そしてその後、JAST計画を修正、発展させ、元に一つの機体フレームから通常離着陸 (CTOL) 型、短距離離陸垂直着陸 (STOVL) 型、艦載 (CV) 型の3タイプを製造出来る単座、単発機の開発計画が開始された。これが”統合戦闘攻撃機”︵Joint Strike Fighter、以下 JSF︶計画である。JSF計画にはその後、アメリカ海兵隊と同じくハリアーの後継を求めていたイギリスの海空各軍も加わった。この時点における各軍の装備予定は、

●アメリカ空軍‥CTOL型を1763機。F-16C/D、A-10Aの後継機、及びF-22Aを補佐する為の機体
●アメリカ海兵隊‥STOVL型を480～609機。AV-8B、F/A-18A～Dの後継機
●アメリカ海軍‥CV型を300～480機。F/A-18A～Dの後継機、及びA-12に代わり採用したF/A-18E/Fを補佐する為の機体
●イギリス空軍‥STOVL型を90機。ハリアー GR.5/7の後継機
●イギリス海軍‥STOVL型を60機。シーハリアー FRS.1/FA.2の後継機
である。その他、いくつかの国がJSF計画に参加を表明した。JSFには主にNATO諸国に輸出した初期型のF-16などの各種戦闘機の代替用や、友好国向けの軍事援助用としての役割も織り込まれ、参加各国の開発費の出資の割合に応じて影響力を与えるという方法で国際共同開発として友好国に参加を呼びかけることで更なる負担軽減を図ることとされた。計画のごく初期から参加しているイギリスは強い発言力をもっていることになっているが、意見が反映されていないとの見方もある。

要求能力


各国の海軍・空軍から出された要求全てを、単一のフレームからの派生のみで満たす、という条件のもとで機体が開発された。

●性能に比して低コスト
●空母艦載能力・短距離離陸垂直着陸能力を持たせることが可能なこと
●超音速能力
●ただしアフターバーナー無しでのスーパークルーズは必須とされず、実機も音速突破にアフターバーナーを必要とする。
●ステルス性
●大きな兵器搭載能力
●長い航続力

参加レベル


●Level-I︵出資割合10%程度︶‥要求性能に対し決定的な発言権を持つ - イギリス
●Level-II︵出資割合5%程度︶‥要求性能に対し限定的な発言権を持つ - イタリア、オランダ
●Level-III︵出資割合1-2%程度︶‥開発資料に対するアクセス権を持つ - オーストラリア・カナダ・デンマーク・トルコ・ノルウェー
●Security Cooperation Participation︵$5,000万程度︶‥Foreign Military Salesの優先顧客 - イスラエル・シンガポール
︵但し、イギリス以外はSDD以降に参加︶
ファイル:X-32 X-35 Cdp misc 004.jpg
X-35︵右︶。左は競争相手であったボーイングのX-32。
ロッキード・マーティン、ボーイング、マクドネル・ダグラス︵後にボーイングと合併︶の3社が参加の意思を示したが、このうちロッキードとボーイングが概念実証機の開発を許可され、それぞれが概念実証機を製作することとされた。この際にそれぞれの機体の名称はロッキード製がX-35、ボーイング製がX-32となった。概念実証機は2機で、空軍向けのCTOL︵通常離着陸︶型、海兵隊向けのSTOVL︵短距離離陸垂直着陸︶型、海軍向けの空母艦載機型の3タイプについて飛行実証を行うこととされた。そしてX-32とX-35の各試験の結果を受け、2001年10月26日にX-35がSDD︵System Development and Demonstration; システム開発実証︶段階に進むことが決定し、概念実証機の名称のX-35から、F-35という制式名称が与えられることとなった︵YF-23の次として予想されるF-24とはならなかった︶。

搭載エンジンについては、F-22のエンジン、プラット・アンド・ホイットニー社のF119から派生した F135が予定されており、そのバックアップにGE・アビエーション・ロールス・ロイス共同開発の F136も代替エンジンとして検討されている。ただし、F136は一度予算面からアメリカ政府によって開発中止を検討され、R&R社のあるイギリスはこの検討に反発した。イギリスの強い反発は、アメリカを動かし結局F136の開発は継続された。

X-35採用の理由

ファイル:F-l3 lift fan.jpg
リフトファン︵上昇用ファン︶
X-35が採用された理由の詳細は明らかにされていないが、採用の理由ではないかと言われるものを以下に挙げる。

垂直着陸を実現する方式に以下のような違いがあった。

●X-35では、エンジンノズルを下方へ偏向するのに加え、エンジンの回転を動力伝達シャフトを介して利用し、コクピット後方に装備したファン︵リフトファン︶を回転させることで下方に向かって空気を噴出する方式を採用した。
●X-32は、高温の排気を直接下方へと偏向する、ハリアーと類似の方式だった。
リフトファン方式

リフトファン方式のデメリット
離昇にしか使用しないリフトファン及びシャフトは、飛行中は完全なデッドスペース・デッドウェイトとなる。さらに燃料搭載スペースが削られるため、STOVL機であるF-35BはF-35A/Cより航続距離が短くなっている。
リフトファン方式のメリット
X-32と同出力のエンジンを使用したと仮定した場合、構造上X-35は、X-32より効率的にエンジン推力を伝達出来るため、離昇速度や燃費に優れる。離昇推力は基本的には、単位時間当りの空気流量×噴出速度から決定されるが、X-35はリフトファンの効果によりX-32と比べて離昇時の空気流量が大きくなるためである。当然、離昇推力が同一の場合は噴出速度が低くて済む。
直接排気方式

直接排気方式のデメリット
X-32の方式では、排気の熱で滑走路を傷める恐れがあった。さらに、排気が混ざって高温・酸素不足となった空気をエンジンが吸い込むと、出力が低下する恐れもあった。X-35においてもエンジンからの排気は高温だが、エンジンによりシャフトで駆動されるリフトファンはいわば強力な扇風機であり、排気は高温とならず酸素も減らないため、これをエンジンが吸い込んでも出力が低下する恐れは比較的少ない。エンジンの排気もファンによってある程度撹拌されるため、滑走路に与えるダメージは少ないとされた。
そのほか

●STOVLタイプにおいて、X-35はリフトファンを装備するのにあたり燃料タンクスペースをつぶしてリフトファンを装着する方式であるのに対して、X-32のSTOVLタイプではウェポンベイ︵兵器搭載スペース︶をつぶしてSTOVL用の装備をする方式となっていた。燃料搭載量の減少は空中給油で補うことが可能だが、ウェポンベイはほかのものによって補うことが不可能とされた。
●X-32はギア︵脚︶をおろした状態でウェポンベイから兵器を投棄した場合、ギアにあたる恐れがあり、非常時の兵器投棄が難しい。

愛称


本機につけられている愛称である﹁ライトニングII (LightningII) ﹂は、かつてロッキード社によって開発され、第二次大戦で活躍したP-38ライトニング戦闘機に因んだものである。また、共同開発の最大のパートナーであるイギリスの、自国で開発した唯一の超音速戦闘機イングリッシュ・エレクトリック ライトニングも多分に意識した愛称でもある。さらに、YF-22がYF-23とF-15の後継機を争った際、この愛称を名乗っていた。

特徴

試験飛行中のF-35A (X-35)
F-35は、F-22に似た、ステルス性に優れた菱形翼のすぐ後方に、主翼と似た平面形の全遊動式水平尾翼を持ち、2枚の垂直尾翼はステルス性向上のために外側に傾けられている。主翼付け根前縁から機首先端まで続くチャインは機体の上面と下面を明確に分けており、エアインテーク︵インレット︶はチャインの下、コックピット後方の左右にある。従来の超音速ジェット機にあったような境界層分離板 (boundary layer diverter) が無く、胴体側面の出っ張りによって境界層を押しやる仕組みになっており、ダイバーターレス (diverterless) 超音速インレットなどと呼ばれている。

レーダーにはF-22Aに搭載されているAN/APG-77 AESAレーダーをF-35の機体サイズに合わせ改修したAN/APG-81が搭載される。その探知距離は90nmとされており、これはAN/APG-77の約3分の2にあたる。また、FLIRを始めとする目標探知システムやレーザー誘導兵器の誘導等に使うレーザー照射装置等で構成される、EOTS︵電子光学ターゲット探知システム︶と呼ばれる装置も搭載される。

コクピットは先進的なものとなっており、その特徴の一つに、現代の戦闘機では常識となっていたHUDの装備をしないという点が挙げられる。これは、ヘルメット表示装置のひとつ、JHMCS︵統合ヘルメット装着型キューイング装置︶の標準装備と、主表示装置の高機能化によってもたらされた結果である。JHMCSはヘルメットのディスプレイにHUDと同様の情報を映し出す他、AIM-9X等の新世代短距離空対空ミサイルと組み合わせる事で、ミサイルのロックオン範囲を大幅に拡大出来る︵ただしF-35では短距離空対空ミサイルをオプションでのみ搭載する︶というもの。また、主表示装置については、従来の機体と異なりひとつの大型液晶ディスプレイとなっている︵カラー表示、タッチパネル式︶。このディスプレイの表示をいくつかのウィンドウで区切って分割し、そこに各種の情報を表示する為、従来の機体の表示装置よりも大幅に見やすくなっている。画面分割数やウィンドゥのサイズ等、表示する情報をパイロットが変更出来る。これにより、必要な情報のみを表示し不必要な情報は表示しない、という従来の機体にはない使い方も可能で、パイロットに与える負担を少しでも減らせると考えられている。その他、F-22A等と異なり操縦桿が可動するようになっている。

武装

F-35の兵器倉
空対空ミッションではステルス性を維持した状態では、胴体のウェポンベイに左右で最大4発のミサイルを、空対地ミッションでは同じく内部ベイに2000ポンドJDAM2発搭載と中距離空対空ミサイル2発を搭載可能である[1]。 また、爆弾架の部分に装着するタイプのラックを開発中である。[要出典]  さらに翼下パイロンに各種ミサイル・爆弾が搭載可能[1]。 機関砲は25mmのGAU-22/Aで、固定装備とするのはF-35Aのみ。B型とC型ではステルス性を備えた機関砲ポッドをオプションで機外搭載する[2][3]。

F-35はその開発に際し各軍の要求の多くを実現しようとしたため、単発戦闘機としては重量級の機体となった。それに見合う様、エンジンも強力なF135もしくはF136を搭載しており、その推力は約177.9kNに達する。その為、F-35は単発機でありながらラファール︵約150kN・合計︶、ユーロファイター︵約180kN・合計︶、F/A-18E/F︵約195.8kN・合計︶等といった双発機の合計推力に匹敵する大推力を有する事となった。

派生型


以下に各タイプの概要を挙げる。なおF-35は現在開発中の機体であり、細かいスペックなどは発表されていない。

F-35A

ファイル:CTOL.jpg
初飛行を行うF-35A
F-35Aは、F-35シリーズの基本型でアメリカ空軍での使用が考慮されたCTOLタイプ︵CTOL: Conventional Take Off and Landing; 通常離着陸︶。2013年より配備予定。

F-16の後継機とされ、F-22を補佐する戦闘機となる。F-35Aはほかの2つのタイプと違い固定武装として機関砲を装備することが要求されている。各種の兵装を胴体下の兵器倉に収容してステルス性が損なわれないように考慮されているがステルス性が重視されない作戦では主翼下6ヶ所のハードポイントに増槽や各種兵装を携行することが可能である。

一部ではF-22の導入機数を増加する為に配備機数の削減やA型としての開発を中止し、同じ様な機体構成のC型に統一すると言う計画も持ち上がっていたが､結局F-35Aの採用が決定となった。

F-35B

X-35B
F-35Bは、アメリカ海兵隊、イギリス空軍、イギリス海軍での使用が考慮されたSTOVLタイプ︵STOVL: Short Take Off and Vertical Landing; 短距離離陸・垂直着陸︶。2012年より配備予定。

シーハリアー、ハリアーIIの後継機とされるため、垂直離着陸能力をもつ。この垂直離着陸能力にはYak-141の技術が投じられており、エンジンのノズルは折れ曲がって下方を向けることができ、エンジンから伸びるシャフトはクラッチを介して前方のリフトファンを駆動する。なおX-35Bは、リフトファンの吸気ダクト扉が後方ヒンジによる一枚扉に変更されている。また、キャノピーの形状もA/Cとは異なって、完全な水滴型になっていない。

最近になり、アメリカ空軍がA-10攻撃機の後継機として、A型ではなくこのB型の採用を検討している。

F-35C

X-35C
F-35Cは、アメリカ海軍での使用が考慮されたCVタイプ︵CV: Carrier (based) Variant; 艦載型︶。2012年より配備予定。

F-14、F/A-18A～Dの後継機とされ艦上戦闘機として使用されるため、低速時の安定性が考慮されており、他の2つのタイプと異なって主翼と垂直尾翼が大型化されている。また航空母艦での運用に適合させるため、機体構造の強化、降着装置の強化、前脚の2重車輪化・カタパルト発進バーの装着、アレスティング・フックの装備等がされているほか、スペースをとらないよう、艦上では主翼が折りたためるようになっているが、翼の構造は複雑になり重量がかさむ事になる。

海軍独自に開戦第一撃を担える機体を求めるという要求から、シリーズ中もっとも高いステルス性と、より大型のF-22Aを超える燃料搭載量を有する。

UAV化計画


同機を無人航空機 (UAV) としても使用できるタイプの機体の開発を計画している。

配備計画と課題

初飛行直前のF-35
現在アメリカ軍とイギリス軍はJSF約3000機を配備することを予定している。またSDD段階から参加する国での採用もほぼ確実で、現在F-16などを使用しているその他の国でも採用される可能性が高く、最終的に製造数は5,000機以上にのぼることが予測されている。

概念実証機X-35の製作と飛行試験やF-35としての採用決定までは極めて順調に見えた計画であるが、幾多の国際共同開発機、あるいは空海軍共通機の例に漏れず、計画総コストや1機あたり単価の大幅な増加が問題となった。機体自体も、1フレームをベースに各タイプを開発する為、どれかひとつのタイプの設計の問題が発生した場合、他のタイプの設計にも大きな影響が出ると懸念されていた。

また、開発各国の様々な要求を満たす為に重量も超過気味となり、あらゆる部分の再設計や仕様変更によって予定の重量内に収めるべく努力がなされた。空軍・海軍・海兵隊、あるいはF-35を購入予定の各国の戦術機開発・取得のための予算のほぼすべてがこの計画に注がれている点も問題となっている。現実にF-35の単価上昇や計画の遅れが発生していることで、埋め合わせのために現用機を延命したり再生産したりする必要性があり、その分F-35の予算を減らさなければならない。

しかし、各国各軍の利害調整のうえで巨額の予算を投じられた大規模プロジェクトから勝手に予算を取り上げて計画から抜け出したりするわけにも行かなく、各国軍のジレンマは大きい。

性能諸元

F-35A,Cの搭載兵器総覧
F-35の兵装位置
KC-135から空中給油を受けるX-35A
  • 乗員： 1名
  • 全長
    • F-35A, F-35B： 15.41 m
    • F-35C： 15.50 m
  • 全幅
    • F-35A, F-35B： 10.97 m
    • F-35C： 13.12 m（折りたたみ時:9.10m）
  • 全高： 4.60 m
  • 翼面積
    • F-35A, F-35B： 42.74 m2
    • F-35C： 57.6 m2
  • 空虚重量
    • F-35A： 12,426 kg
    • F-35B： 13,888 kg
    • F-35C： 13,924 kg
  • 機内燃料重量
    • F-35A： 8,165 kg+
    • F-35B： 5,897 kg+
    • F-35C： 8,618 kg+
  • 最大離陸重量
    • F-35A, F-35B： 22,680 kg
    • F-35C： 27,216 kg
  • エンジン
  • 推力： 18,144 kgf
  • 最大速度
    • F-35A, F-35C： M1.7
    • F-35B： M1.6
  • 戦闘行動半径
    • F-35A, F-35C： 1,200 km
    • F-35B： 1,000 km
  • 実用上昇限度： 19,240m
  • 固定武装（A型のみ）： ゼネラル・エレクトリック GAU-12/U 25mm ガトリング砲 × 1

登場する作品

詳細は「F-35に関連する作品の一覧」を参照

文献

  1. ^ a b F-35 Program Brief, USAF, 26 September 2006.
  2. ^ F-35 Joint Strike Fighter Media Kit Statistics (ZIP, 98.2 KB)
  3. ^ F-35 specifications, GlobalSecurity.org

関連項目

外部リンク

ウィキメディア・コモンズには、F-35 (戦闘機)に関連するメディアがあります。
命名規則改正（呼称統一）以降のアメリカ軍の固定翼機
攻撃機 (A)

A-1 - A-2 - A-3 - A-4 - A-5 - A-6/EA-6 - A-7 - YA-9 - A-10 - A-12
AV-8/AV-8B - AV-16 - F/A-18/F/A-18E/EA-18G - AU-23 - AU-24 - A-26 - A-29 - A-37 - F-117

爆撃機 (B)

B-1 - B-2
FB-22　

輸送機 (C)

C-1 - C-2 - C-3 - C-4 - C-5 - C-6 - C-7 - C-8 - C-9 - C-10 - C-11 - C-12 - YC-14 - YC-15 - C-17 - C-18 - C-19 - C-20/C-20F - C-21 - C-22 - C-23 - C-24 - C-25 - C-26 - C-27/C-27J - C-28 - C-29 - C-31 - C-32 - C-33 - C-35 - C-37/C-37B - C-38 - C-40 - C-41 - KC-45 - KC-46
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電子戦機 (E)

E-1 - E-2 - E-3 - E-4 - E-5 - E-6 - E-8 - E-9 - E-10 - E-11
EA-6 - EA-18G

戦闘機 (F)

F-1C/F-1E - F-2 - F-3 - F-4 - F-5 - F-6 - YF-7 - F-8 - F-9 - F-10 - F-11 - YF-12 - F-14 - F-15/F-15E/F-15SE/F-15 S/MTD - F-16/F-16XL - YF-17 - F/A-18/F/A-18E - F-20 - F-21 - F-22 - YF-23 - F-35
XFV-12

グライダー (G)

TG-1 - TG-2 - TG-3 - TG-4 - TG-5 - TG-6 - TG-7 - RG-8 - TG-9 - TG-10 - TG-11 - TG-12 - TG-14 - TG-15 - TG-16

空中発射
レーザー (AL)

YAL-1

多目的機 (M)

MV-22

観測機 (O)

O-1 - O-2 - YO-3 - O-4 - O-5
OV-1 - OV-10 - OV-12

哨戒機 (P)

P-2 - P-3 - P-4 - P-5 - P-7 - P-8

無人機 (Q)

RQ-1/MQ-1C - RQ-2 - RQ-3 - RQ-4 - RQ-5 - RQ-6 - RQ-7 - MQ-8 - MQ-9 - CQ-10 - RQ-11 - MQ-12　- RQ-14 - RQ-15 - RQ-16 - XMQ-17 - YMQ-18 - XMQ-19 - RQ-20 - RQ-21 - RQ-170

偵察機 (R)

戦術偵察機 (TR)

TR-1

戦略偵察機 (SR)

SR-71

転用機

RA-5 - RF-8

対潜機 (S)

S-2 - S-3

練習機 (T)

1962

T-1 - T-2

1990-

T-1 - T-3 - T-6

旧規則の継続
(1948-)

T-37 - T-38 - T-39 - T-40 - T-41 - T-42 - T-43 - T-44 - T-45 - T-46 - T-47 - T-48 - CT-49 - T-50 - T-51 - T-52 - T-53

多用途機 (U)
(1955-)

U-1 - U-2 - U-3 - U-4 - U-5 - U-6 - U-7 - U-8/U-8F - U-9 - U-10 - U-11 - U-16 - U-17 - U-18 - U-19 - U-20 - U-21 - U-22 - AU-23 - AU-24 - U-25 - U-26 - U-27 - U-28 - RU-38
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