最強の戦闘機というとF-22ラプターか、F-15EXイーグルIIのどちらかだと私は考えています。
ここでは、現役の代表的な戦闘機として、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンの4機を選び、飛行性能とエンジン回りの設計(レイアウト)をUSAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像を使って比べてみます。
写真で見るエンジンと吸排気口の比較
下図の、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンの4機について、エンジンと吸排気口を比べてみます。
- F-22ラプターとF-15EXイーグルIIは、エンジン2基
- F-35ライトニングIIとF-16ファイティング・ファルコンはエンジン1基
下図の写真から、F-22ラプターの特徴的な排気口(2次元スラスト・ベクトル・ノズル)の形状が分かります。
図1 比較する4機
F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコン
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
機体上方(上面)から比較
下図は、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンの機体上方から写真です。
- ステルス機である、F-22ラプターとF-35ライトニングIIは、F-15EXイーグルIIやF-16ファイティング・ファルコンと比べると、ステルス性の違いが機体や翼の形状からも違いが分かります。
- F-35はエンジン1基ですが吸気口は2つあり、吸気口の形状にも特徴があります。
図2 機体上方からの比較
F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコン
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
機体下方(下面)から比較
下図は、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンの機体下方(下面)から写真です。
- F-16は、吸気口、エンジン、排気口が直線的でシンプルな配置です。
- F-22とF-15は、エンジン2基ですが、吸気口、エンジン、排気口のレイアウトはオーソドックスなものです。
- F-35は、2つの吸気口からエンジン、排気口とつながる特徴的なレイアウトです。
- F-22とF-35は、ステルス機特有の凹凸の少ない面で構成されています。
図3 機体下方からの比較
F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコン
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
機体側面から比較
下図は、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンの機体側面からの写真です。
- ステルス機であるF-22やF-35の機体は、胴体が薄く突起物も少ないことが分かります。
図4 機体側面からの比較
F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコン
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
機体正面(吸気口)の比較
下図は、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンの機体正面からの写真です。
- F-16は、オーソドックスな形状です。
- F-22とF-35は、吸気口の形状が似ています。
- F-15の吸気口は、マッハ2.5を実現するために、可変インテーク(吸気口)となっています。
図5 機体正面(吸気口)の比較
F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコン
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
機体後方(排気口)の比較
下図は、図1の再掲となりますが、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンの機体後方からの写真です。
- F-15は、オーソドックスな排気口です。
- F-22は、ピッチ方向に可変の2次元スラスト・ベクトル・ノズルとなっており、ステルス性に加え、運動性能を高めています。
- F-16とF-35の排気口は、同じような形状です。
図6 機体後方(排気口)の比較
F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコン
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
F-15EXイーグルIIとF-22ラプターの最高速度と機動性
F-15EXイーグルIIの最高速度は、アフターバーナーを使いマッハ約2.5です。
F-22ラプターは、マッハ2クラス、アフターバーナーなしでマッハ1.5(超音速巡航)です。
最高速度だけを見るとF-15EXの方がF-22より速いと言えなくもありませんが、実際の飛行性能としては次の様な違いとなり、単純な比較が難しいと言えます。
- F-15EXのマッハ約2.5は、特定の飛行条件でアフターバーナーを使用する。(アフターバーナーは極端に燃料使用量が増えるだけでなく、排気音も上がるため、気軽に使えるものではないようです。)
- F-22は、アフターバーナーなしでマッハ1.5のスーパークルーズ(超音速巡航)が可能
言い方を変えると、
- F-15EXの最高速度はF-22よりも優れているが、ある特定の条件下での比較となる。
- F-22のアフターバーナーなしでマッハ1.5でのスーパークルーズの方が、高速に移動するには有利と考えられる。
また、構造的にも次の様な違いがあります。
- F-15EXイーグルIIは、マッハ2.5を達成するために、可変インテークを備えている。
- F-22ラプターは、2次元スラスト・ベクトル・ノズルにより、ピッチ方向(上下方向)にエンジン推力を偏向させることで高い機動性を発揮する。
F-15EXイーグルIIの可変インテーク
F-15EXイーグルIIの可変インテークは、マッハ2.5を達成するために必要な構造となっています。具体的には、吸気口の面積を変えることができるようになっています。
下図は、F-15の機首部分で、吸気口が上方に位置しています。
- 吸気口の先端部分付近(前方操縦席の下部付近)にあるマーキングにより、吸気口の位置を確認することできます。
- 吸気口の位置(吸気口の面積)は、機体の姿勢や運動状態などによりコンピュータにより自動で調整されます。
図7 F-15Eの機種部分
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
下図では、斜め前から吸気口の位置の違いを比較しています。
- 左側が吸気口の位置が上方、右側が下方の場合です。
- 見た目で分かる程度に大きく吸気口が可動することが分かります。
図8 F-15の吸気口の位置の比較(上方と下方)
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
下図は、吸気口の位置が上方の場合の側面からの写真です。
図9 F-15の吸気口の位置(上方)
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
下図は、吸気口の位置が下方の場合の側面からの写真です。
図10 F-15の吸気口の位置(下方)
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
F-22ラプターの2次元スラスト・ベクトル・ノズル
F-22ラプターの2次元スラスト・ベクトル・ノズルは、ステルス性と機動性(運動性能)を高めています。
F-22は、F-15同様強力なエンジンを2基搭載し、まっすぐ飛ぶだけでなく、2次元スラスト・ベクトル・ノズルにより機動性のポテンシャルも高くなっています。
下図は、F-22ラプターの飛行中の写真です。
- 2次元スラスト・ベクトル・ノズルは、閉じた(水平位置)となっています。
- 2次元スラスト・ベクトル・ノズルは、エンジン推力をピッチ(上下)方向に±20度まで変更可能です。
- F-15の様な排気口の場合には、排気口を広げたり狭くしたり(絞り込んだり)するだけで、排気の方向は後方のみとなります。
- F-22は、エンジン推力を偏向させることで、機体を上方あるいは下方に進めることができるということです。
図11 F-22ラプター:飛行中
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
下図は、F-22の2次元スラスト・ベクトル・ノズルがピッチ(上下)方向に開いた状態です。
図12 F-22ラプター:2次元スラスト・ベクトル・ノズル(その1)
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
下図は、F-22の2次元スラスト・ベクトル・ノズルが閉じた(水平)状態です。
図13 F-22ラプター:2次元スラスト・ベクトル・ノズル(その2)
出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)
まとめ
最強の戦闘機というとF-22ラプターか、F-15EXイーグルIIのどちらかだと私は考えています。
代表的な戦闘機として、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35ライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンの4機を選び、飛行性能とエンジン回りの設計(レイアウト)をUSAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像を使って以下の項目で比べました。
- 写真で見るエンジンと吸排気口の比較
- 機体上方(上面)から比較
- 機体下方(下面)から比較
- 機体側面から比較
- 機体正面(吸気口)の比較
- 機体後方(排気口)の比較
- F-15EXイーグルIIとF-22ラプターの最高速度と機動性
- F-15EXイーグルIIの可変インテーク
- F-22ラプターの2次元スラスト・ベクトル・ノズル