三菱 十七試艦上戦闘機 試製烈風 (A7M1)

 「十七試艦上戦闘機」(実用機試製計画番号M50。命名基準の変更により昭和18年度から「試製烈風」と改称)の名称で、昭和17年4月に三菱へ試作内示されて開発が始まった「零式艦戦」の後継艦上戦闘機。
 当初、この戦闘機は昭和15年末に「十六試艦上戦闘機」として三菱に試作内示が行われているが、適当な戦闘機用大馬力エンジンが存在せず、機体側の空力的洗練も「十四試局地戦闘機」(後の「雷電」)で出尽くしており、三菱の設計陣も当時制式採用されたばかりの「零式艦戦」の改良と「十四試局地戦闘機」の開発に追われていて人手に余裕がなかったため、計画は一旦中止され、一年後に改めて試作内示されている。

 試作内示時に示された計画要求書で要求されている『最高速度:639q/h/6,000m』『上昇力:6分/6,000m』は、3年前に計画された「十四試局地戦闘機」の要求性能とほぼ同じであり、これだけを見ればさほど厳しいものではない。
 しかし、航続力については、「零式艦戦」より130q/h高速の巡航速度で約7時間(過荷重時)飛行することが、更に離陸滑走距離と降着速度についても、「零式艦戦」より重い機体になることは確実であるにも関わらず、「零式艦戦」とそう変わらない『離陸滑走距離:過荷重装備で合成風速12m/h時80m以内』『降着速度:124q/h』が要求されており、先述した最高速度と上昇力も併せて実現しなければならないことを考えると、非常に過酷な要求性能と言える。

 開発主務者は「九六式艦戦」、「零式艦戦」に引き続いて堀越二郎技師が勤めることになっていたが、体調不良などで休みがちであったため、開発後期では技術部次長になった堀越技師に代わり、第二設計課長に昇格した曽根嘉年技師が実質的な開発主務者を勤めていた。
 まず機体構造については、基本的に前作の局戦「雷電」の手法を踏襲したものとされ、当初は分割構造の採用や部品を単純化・共通化することで良好な量産性を確保する予定だった。
 しかし、厳しい要求性能を達成するため、計画途中でまず重量軽減を優先し、量産性は可能な範囲内で向上させる方針に転換されている。

 胴体は、機首の先端を絞ったエンジンカウルに強制冷却ファン付きの「誉」二二型(NK9K。計画では燃料噴射式だが気化器式で完成)を収め、更に巨大なプロペラスピナーを装備することで全体を紡錘形とし、空気抵抗の低減が図られている。
 主翼は、胴体との干渉抵抗軽減を狙って胴体に対して垂直に取り付けられた層流翼的な断面を持つ内翼と、12/100というやや強めの上反角を持つ通常の断面の外翼を組み合わせた単桁式で、スロット式の親フラップに空戦フラップを兼ねるスプリット式の子フラップを組み合わせた親子式フラップが装備されていた。
 計画要求書で求められている離着艦性能を実現するために、30uを超える大面積の主翼を装備したこともあって、艦戦としてはかなり大型の機体になったものの(とはいっても、同世代機であるF6FやF4Uと大差ない)、模型を使った風洞試験から非常に優れた空力的特性を持つことが判明している。

 日本単発戦闘機にしては珍しく、「烈風」の補助翼・昇降舵・方向舵には、トリムタブ(修正舵)と操舵力軽減のためのバランスタブ(平衡舵)の両方が装備されている。
 ただし、昇降舵と方向舵のトリムタブとバランスタブが隣接して別々に取り付けられているのに対し、補助翼のバランスタブはトリムタブと兼用になっており、脚の出し入れと連動してタブバランス連動機の連動比を変更する機構が採用されていた。
 因みに、A7M1の取扱説明書では補助翼・昇降舵・方向舵は全て羽布張りとされているが、昭和19年3月に横須賀航空隊において実用試験中の「紫電改」が急降下試験時に補助翼の羽布部剥離事故を起こしたことに対応して、「烈風」では三舵とも羽布張りから金属外皮に変更した、と設計陣に属していた関田力氏が回想していることから、後期試作機または量産型では三舵を金属外皮に変更する計画が存在していた可能性も考えられる。

 武装については、「九九式二号二十粍固定機銃四型」及び「三式十三粍固定機銃」を各2挺ずつ翼内に装備することが予定されており、先代の「零式艦戦」と異なり、胴体銃は装備されていない。
 これは、「誉」二二型に施された強制冷却ファンや低圧燃料噴射装置の追加装備、減速比の変更といった改修によって、機銃伝動装置の装備が不可能になってしまったことが影響したためと考えられる(「紫電」三一型や四式戦「疾風」が胴体銃を装備していることから判るように、「誉」二二型の原型である「誉」二一型(NK9H。離昇出力2,000hp/3,000rpm)は機銃伝動装置の装備が可能)。
 防弾装備については、当初計画では「特ニ考慮セズ」とされていたが、昭和18年9月28〜29日に行われた第六次木型審査後、当初から装備されていた発動機周りの消火装置に加えて、試作七号機以降に操縦席前方の防弾ガラス(遮風板10o+風防内55o)及び翼内燃料タンクへの自動消火装置の装備、新設された胴体後部固定増槽を含む胴体燃料タンクを全て防弾タンク(胴体後部固定増槽は搭乗員背面の防弾も兼ねる)とすることが、更に試作九号機以降では翼内燃料タンクも防弾タンクとすることが、それぞれ予定されていた。
 この防弾タンクは、ほぼ同時期に開発が進められていた「零式艦戦」五三型(A6M6)や「烈風改」(A7M3-J)の例から、タンク内部に多層構造のゴムを張った内袋式防弾タンク(防弾ゴムを耐油性合成繊維「カネビアン」で被覆した所謂「カネビアンタンク」)と考えられ、胴体タンクのゴム厚は22o、翼内タンクのゴム厚は16oと推定される。

 当機の開発には、高高度高速戦闘機の陸戦(十七試陸戦/十八試甲戦「陣風」(J3K1/J6K1)が該当する)と格闘性能に優れる艦戦(離着艦性能確保のため低翼面荷重になりがちで、低速での操縦性が重視される艦戦に極端な高速性能を付与するのは困難だが、高い格闘性能を確保するのは比較的容易)の二種を整備するという、戦訓に基づいて策定された戦闘機新体系の影響が強く見られる。
 そのため、中低高度を常用高度とする艦上戦闘機である当機の発動機には、本格的高高度用発動機として開発されたMK9系ではなく、実用化が一足早いNK9系の中低高度型が最終的に選定され、そして主に離発艦性能を確保するために、翼面荷重値が計画要求書の要求値より20s/u低い130s/uに指定されている。
 しかし、この二点について海軍−三菱間で交わされた論争で時間を取られた上に、「零式艦戦」「一式陸攻」などの海軍主力機の増産と改良を優先したことによる試作機の製作遅延などが絡んで開発は遅れ、昭和19年4月19日にようやく試作一号機が完成、翌月6日に三重県の鈴鹿飛行場で、三菱の柴山栄作操縦士により初飛行している。

 試作機数については、当初はまず翼幅14mの翼面荷重130s/uの主翼を持つ試作機を4機、次に130s/u案と相似形で翼幅を13mに縮小した翼面荷重150s/uの主翼を持つ試作機を同じく4機試作して両者を比較する予定だった。
 しかし、昭和18年9月28〜29日の第六次木型審査後に決定された武装・防弾の強化によって大幅に重量が増加することになり、130s/u案の主翼でも翼面荷重が150s/u近くになることもあって、昭和18年後半頃に150s/u案は破棄され、130s/u案の試作機を12機試作することに変更されたが、昭和19年7月28日に試作九〜十二号機の4機分がキャンセルされたため、試作機数は8機に減少している。

 試験飛行の結果、操縦性(ただし計器速度444q/h以下のみ)・安定性・視界・離着陸性能には問題がなかったものの、「誉」の運転制限による出力不足のため、肝心の最高速度と上昇力が計画値に全く及ばなかった(最高速度については、同じ運転制限を課した遙かに小型軽量の「紫電」/「紫電改」より15q/hほど遅いだけ)こと、艦上機型「紫電改」実用化の目算が立ったことなどから、昭和19年8月4日に艦戦としての開発は放棄されている。
 しかし、艦戦としての開発が中止された後も、試作七・八号機の発動機を低圧燃料噴射装置を追加した「誉」二四型(NK9KS。離昇出力2,000hp/3,000rpm)に変更して、「誉」の全力運転を妨げる要因の一つであった各気筒への混合気分配不均一を解決する努力が続けられていた。

(文:T216)


諸元(A7M1試作二号機)
全幅14.000m
全長(水平時)10.995m
全高(水平時)4.230m
翼面積30.86m2
自重3,110s
全備重量(正規)4,410s
過荷重5,050s
燃料(試作一号機実測)翼内346L×2+胴体220L
水メタノール(試作一号機実測)130L
滑油115L
最高速度(正規全備時)574q/h/6,190m
上昇時間(正規全備時)9分54秒/6,000m
上昇限度不明
航続距離(計画値)最高速/6,000m×0.5h+463q/h/4,000m巡航×2.5h(正規)
最高速/6,000m×0.5h+463q/h/4,000m巡航×5.0h(過荷重)
武装翼内20o機銃×2(携行弾数200発)+13o機銃×2(携行弾数各300発)
三番(30s)または六番(60s)爆弾×2
発動機中島「誉」二二型(NK9K) 空冷複列星型18気筒 離昇出力2,000hp/3,000rpm
プロペラ住友V.D.M.恒速4翅(直径3.600m)
乗員1名
生産機数7機(六号機未完成)

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