隠れた最先端技術、米国の航空母艦のカタパルトによる発艦

2022年5月、いよいよ映画トップガン2作目が公開になります。主役となる艦載機は、F-14からF/A-18スーパーホーネットに変わっています。

航空母艦からの発艦は、離陸というよりカタパルトによる射出であり、空母への着艦は、着陸ではなく機体を甲板に叩きつけるようにぶつけて止まる荒技でもあるようです。

ここでは、空母からの発艦を実現するカタパルトについて、F/A-18スーパーホーネットとファミリー機のEA-18G Glowlerの写真で説明します。

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空母からの発艦イメージ

空母から飛び立つ、F/A-18スーパーホーネットの機体重量は約15トン(15,000kg)、武装等を含めると約30トン(30,000kg)、EA-18G Growlerなら重量は約22トンです。

参考までに、米国のニミッツ級空母の全長は332.85m、最大幅(飛行甲板の幅)が76.8mです。

出典:米国海軍のWebサイト<Resources > Fact Files>「Aircraft Carriers – CVN

長さは約100mのカタパルトにより、20~30トンある機体を、時速約200km/h以上に加速して発艦させます。

離陸するというよりは、「カタパルトで一気に引張り放り出すと同時時にフルスロットルで加速して、ようやく離陸に必要な速度になる。」イメージです。

下図は、カタパルトの写真です。蒸気圧を利用したピストン2基からなります。

メンテナンス中のカタパルト:USS John C. Stennis' (CVN 74)

BR087 161209-N-BR087-043 PACIFIC OCEAN (Dec. 9, 2016) Sailors remove deck plates on USS John C. Stennis’ (CVN 74) bow catapult for maintenance. John C. Stennis is underway to conduct routine training in the 3rd Fleet area of responsibility. (U.S. Navy photo by Petty Officer 3rd Class Cole C. Pielop / Released)

図1 メンテナンス中のカタパルト:USS John C. Stennis’ (CVN 74)

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

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写真で見る空母への発艦と着艦

空母からのカタパルトによる発艦を着艦を写真で見ていきます。

写真は、米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>から、F/A-18スーパーホーネットとファミリー機でもある電子戦機EA-18G Growlerのものを使い、発艦の様子を時系列で説明します。

空母からの発艦

空母上での発艦準備からカタパルトによる射出までを写真で見ていきます。

下図は、発艦準備を進めているEA-18G Growlerです。

空母からの発艦:発艦準備

211229-N-AV223-1022 PHILIPPINE SEA (Dec. 29, 2021) An F-35C Lightning II, assigned to the “Argonauts” of Strike Fighter Squadron (VFA) 147, left, and an EA-18G Growler, assigned to the “Gauntlets” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 136, prepare to launch off the flight deck of the Nimitz-class aircraft carrier USS Carl Vinson (CVN 70), Dec. 29, 2021. Carl Vinson Carrier Strike Group is on a scheduled deployment in the U.S. 7th Fleet area of operations to enhance interoperability through alliances and partnerships while serving as a ready-response force in support of a free and open Indo-Pacific region. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist Seaman Apprentice Derek Kelley)

図2-1 空母からの発艦:発艦準備

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、発艦命令を待つEA-18G Growlerです。

空母からの発艦:発艦待ち

210630-N-DW158-1026 ARABIAN SEA (June 30, 2021) An EA-18G Growler electronic warfare aircraft attached to the “Shadowhawks” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 141 prepares to launch from the flight deck of the aircraft carrier USS Ronald Reagan (CVN 76) during flight operations in the Arabian Sea, June 30, 2021. The Ronald Reagan Carrier Strike Group is deployed to the U.S. 5th Fleet area of operations in support of naval operations and providing airpower to protect U.S. and coalition forces as they conduct drawdown operations from Afghanistan. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist Seaman Gray Gibson)

図2-2 空母からの発艦:発艦待ち

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、発艦命令を待つEA-18G Growlerです。

カタパルトは蒸気を利用したピストン方式であり、下図から甲板上に蒸気が漏れています。

空母からの発艦:発艦待ち

220221-N-VI910-1106 PHILIPPINE SEA (Feb. 21, 2022) An EA-18G Growler, assigned to the “Wizards” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 133, prepares to launch from the flight deck of the Nimitz-class aircraft carrier USS Abraham Lincoln (CVN 72). The Abraham Lincoln Strike Group is on a scheduled deployment in the U.S. 7th Fleet area of operations to enhance interoperability through alliances and partnerships while serving as a ready-response force in support of a free and open Indo-Pacific region. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 3rd Class Javier Reyes)

図2-3 空母からの発艦:発艦待ち

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、F/A-18スーパーホーネットです。

発艦許可が出たところだと思います。(運用まで確認できていませんので、推測です。)

空母からの発艦:発艦

220329-N-YW264-1396 ATLANTIC OCEAN (March 29, 2022) Sailors assigned to the aircraft carrier USS Gerald R. Ford (CVN 78) direct an F/A-18E Super Hornet, attached to the “Ragin’ Bulls” of Strike Fighter Squadron (VFA) 37, to takeoff from the flight deck, March 29, 2022. Gerald R. Ford is underway in the Atlantic Ocean conducting flight deck certification and air wing carrier qualification as part of the ship’s tailored basic phase prior to operational deployment. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 2nd Class Zachary Melvin)

図2-4 空母からの発艦:発艦

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、EA-18G Growlerです。

2基の排気ノズルが絞り込まれ、ジェット噴射が出ています。

空母からの発艦:発艦

220130-N-PV401-1120 PHILIPPINE SEA (Jan. 30, 2022) An EA-18G Growler, assigned to the “Gauntlets” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 136, launches off the flight deck of Nimitz-class aircraft carrier USS Carl Vinson (CVN 70), Jan. 30, 2022. Carl Vinson Carrier Strike Group is on a scheduled deployment in the U.S. 7th Fleet area of operations to enhance interoperability through alliances and partnerships while serving as a ready-response force in support of a free and open Indo-Pacific region. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist Seaman Elizabeth Grubbs)

図2-5 空母からの発艦:発艦

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、EA-18G Growlerです。

カタパルトからの蒸気が増えていますので、間もなく射出開始です。

空母からの発艦:射出開始直前

220305-N-ZE328-1257 AEGEAN SEA (March 5, 2022) An EA-18G Growler, attached to the “Rooks” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 137, launches from the flight deck of the Nimitz-class aircraft carrier USS Harry S. Truman (CVN 75) in support of enhanced Air Patrols, March 5, 2022. The Harry S. Truman Carrier Strike Group is on a scheduled deployment in the U.S. 6th Fleet area of operations in support of U.S., allied and partner interests in Europe and Africa. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 2nd Class Kelsey Trinh)

図2-6 空母からの発艦:射出開始直前

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、EA-18G Growlerです。

カタパルトにより一気に加速し、前輪がわずかに浮き、甲板から飛び出す直前です。

空母からの発艦:離艦直前

220122-N-YN807-1060 PHILIPPINE SEA (Jan. 22, 2022) An EA-18G Growler, assigned to the “Gauntlets” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 136, launches off the flight deck of the Nimitz-class aircraft carrier USS Carl Vinson (CVN 70), Jan. 22, 2022. Operating as part of U.S. Pacific Fleet, Carl Vinson is conducting training to preserve and protect a free and open Indo-Pacific region. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 3rd Class Megan Alexander)

図2-7 空母からの発艦:離艦直前

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、EA-18G Growlerです。

機体が甲板から浮いた状態です。

空母からの発艦:離艦

220301-N-NO874-1008 AEGEAN SEA (March 1, 2022) A German air force A400M tanker refuels an EA-18G Growler, attached to the “Rooks” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 137, in support of enhanced air patrols, March 1, 2022. The Harry S. Truman Carrier Strike Group is on a scheduled deployment in the U.S. Sixth Fleet area of operations in support of U.S., allied and partner interests in Europe and Africa. (Photo courtesy of Strike Fighter Squadron 11)

図2-8 空母からの発艦:離艦

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、F/A-18Eスーパーホーネットです。

機体が浮き、甲板から飛び出したところです。

空母からの発艦:離艦

220328-N-YW264-1177 ATLANTIC OCEAN (March 28, 2022) An F/A-18E Super Hornet, attached to the “Tomcatters” of Strike Fighter Squadron (VFA) 31, launches from the flight deck of the aircraft carrier USS Gerald R. Ford (CVN 78), March 28, 2022. Gerald R. Ford is underway in the Atlantic Ocean conducting flight deck certification and air wing carrier qualification as part of the ship?s tailored basic phase prior to operational deployment. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 2nd Class Zachary Melvin)

図2-9 空母からの発艦:離艦

下図は、EA-18G Growlerです。

空母からの発艦時の写真を見ていると、機体が甲板(空母の艦体)から離れた直後、甲板より少し落ちた後上昇していく例もあります。

重量物をカタパルトから射出するだけでなく、気象条件や海の状態に応じて空母も速度を上げたりして対応しているのだと考えています。機械だけでなく、それを使う人による運用により支えられているのが空母からの離艦であり、着艦なのでしょう。

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

空母からの発艦:発艦完了

220129-N-PQ495-1013 PHILIPPINE SEA (Jan. 29, 2022) An EA-18G Growler, assigned to the “Gauntlets” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 136, left, and an F/A-18E Super Hornet, assigned to the “Stingers” of Strike Fighter Squadron (VFA) 113, launch off the flight deck of the Nimitz-class aircraft carrier USS Carl Vinson (CVN 70), Jan. 29, 2022. Carl Vinson Carrier Strike Group is on a scheduled deployment in the U.S. 7th Fleet area of operations to enhance interoperability through alliances and partnerships while serving as a ready-response force in support of a free and open Indo-Pacific region. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist Seaman Larissa T. Dougherty)

図2-10 空母からの発艦:射出完了

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

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空母への着艦

私は映画トップガンでの着艦シーンの印象が強いのですが、全長300mを超える島の様な空母も海の上(洋上)では、非常に小さくしか見えません。

空母への着艦は、自機はもちろんですが、着艦する空母は小さいだけでなく動いており、しかも気象条件の影響を受けています。空母に近づいていくことは、海面に近づくことでもあり気流などの条件も変わっていくと思われ、どの程度の影響があるかは分かりませんが、基地の滑走路に着陸するのとは別物なのだと考えています。

それでは、空母へのアプローチから甲板上での停止までを写真で見ていきます。

下図は、EA-18G Growlerです。

空母甲板に着艦する直前です。写真では分かりませんが、この時の速度は落ちるよりも叩きつけるようなイメージです。

機体後部からアレスティング・フックが出ているのを確認できます。

空母への着艦:空母へのアプローチ

211202-N-PA358-1004 ATLANTIC OCEAN (Dec. 3, 2021) An EA-18G Growler, attached to the “Rooks” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 137, lands on the flight deck of the Nimitz-class aircraft carrier USS Harry S. Truman (CVN 75). Truman is operating as part of the Harry S. Truman Carrier Strike Group in the Atlantic Ocean in support of naval operations to maintain maritime stability and security in order to ensure access, deter aggression and defend U.S., allied and partner interests. (U.S. Navy Photo by Mass Communication Specialist Seaman T’ara Tripp)

図3-1 空母への着艦:空母へのアプローチ

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、EA-18G Growlerです。

空母甲板に着艦する直前です。頑丈そうな脚を確認できます。

空母へのアプローチ

210529-N-ML137-1052 PHILIPPINE SEA (May 29, 2021) An EA-18G Growler attached to the ?Shadowhawks? of Electronic Attack Squadron (VAQ) 141 approaches the flight deck of the U.S. Navy?s only forward-deployed aircraft carrier USS Ronald Reagan (CVN 76). Ronald Reagan, the flagship of Carrier Strike Group 5, provides a combat-ready force that protects and defends the United States, as well as the collective maritime interests of its allies and partners in the Indo-Pacific region. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 2nd Class Samantha Jetzer)

図3-2 空母への着艦:空母へのアプローチ

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、EA-18G Growlerです。

機体後部のアレスティング・フックと、機体進行方法と直角に交わる形で甲板上のアレスティング・ワイヤを確認できます。

空母への着艦は、機体後部のアレスティング・フックを甲板上のアレスティング・ワイヤに引っ掛けて、急制動をかけて機体を止めます。

アレスティング・フックがアレスティング・ワイヤに引っかからなかった場合に、甲板を通り過ぎて海中に落下するのを防ぐため、フルスロットルで加速します。訓練でこれをやるのがタッチ・アンド・ゴーです。

空母への着艦:着艦直前

211130-N-VI910-1230 PACIFIC OCEAN (Nov. 30, 2021) An EA-18G Growler, assigned to the “Wizards” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 133, prepares to land on the flight deck of USS Abraham Lincoln (CVN 72). Abraham Lincoln is underway conducting routine operations in the U.S. 3rd Fleet. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 3rd Class Javier Reyes)

図3-3 空母への着艦:着艦直前

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、EA-18G Growlerです。

前輪が浮いており、アレスティング・ワイヤによる制動により停止する直前の状態の様です。

空母への着艦:停止直前

220221-N-VI910-1209 PHILIPPINE SEA (Feb. 21, 2022) An EA-18G Growler, assigned to the “Wizards” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 133, makes an arrested landing on the flight deck of the Nimitz-class aircraft carrier USS Abraham Lincoln (CVN 72). The Abraham Lincoln Strike Group is on a scheduled deployment in the U.S. 7th Fleet area of operations to enhance interoperability through alliances and partnerships while serving as a ready-response force in support of a free and open Indo-Pacific region. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 3rd Class Javier Reyes)

図3-4 空母への着艦:停止直前

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、F/A-18スーパーホーネットです。

アレスティング・ワイヤで停止した後です。この後、速やかに移動し甲板を空けます。

空母への着艦:停止

220326-N-YW264-1435 ATLANTIC OCEAN (March 26, 2022) An F/A-18E Super Hornet, attached to the “Golden Warriors” of Strike Fighter Squadron (VFA) 87, lands on USS Gerald R. Ford’s (CVN 78) flight deck, March 26, 2022. Ford is underway in the Atlantic Ocean conducting flight deck certification and air wing carrier qualification as part of the ship’s tailored basic phase prior to operational deployment. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 2nd Class Zachary Melvin)

図3-5 空母への着艦:停止

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

下図は、EA-18G Growlerです。

アレスティング・ワイヤで停止した後です。

甲板の端には何もないことを確認できます。

空母への着艦:停止

220124-N-AV223-1025 SOUTH CHINA SEA (Jan. 24, 2022) An EA-18G Growler, assigned to the “Gauntlets” of Electronic Attack Squadron (VAQ) 136, recovers on the flight deck of the Nimitz-class aircraft carrier USS Carl Vinson (CVN 70), Jan. 24, 2022. Dual Carrier Operations with the Carl Vinson Carrier Strike Group and Abraham Lincoln Carrier Strike Group demonstrates the U.S. Navy’s capability to rapidly aggregate to deliver overwhelming maritime force and increase collective war-fighting readiness in support of a free, open and inclusive Indo-Pacific. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist Seaman Apprentice Derek Kelley)

図3-6 空母への着艦:停止

出典:米国海軍のWebサイト<Resources>Photo Gallery>からの画像

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まとめ

航空母艦からの発艦は、離陸というよりカタパルトによる射出であり、空母への着艦は、着陸ではなく機体を甲板に叩きつけるようにぶつけて止まる荒技でもあるようです。

ここでは、空母からの発艦を実現するカタパルトについて、F/A-18スーパーホーネットとファミリー機のEA-18G Glowlerの写真を使い、以下の項目で説明しました。

  • 空母からの発艦イメージ
  • 写真で見る空母への発艦と着艦
    • 空母からの発艦
    • 空母への着艦
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