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試作機

01_飛燕甲
(画像は飛燕甲 wikipediaより転載)

 

 キ88は機首に37mm機関砲を装備した単発戦闘機であった。これはハ140エンジンを2基串型に配置したキ64のエンジンの前方エンジンを取り除き、そのスペースに37mm機関砲1門、20mm機関砲2門を装備する予定の機体であった。陸軍の機種統合整理の対象となり1943年に計画終了となった。

 

局地戦闘機 キ88 〜概要〜

 

性能(計画値)

全幅 12.40m
全長 10.20m
全高 4.00m
自重 2,950kg
最大速度 600km/h(高度6000m)
上昇力 5000mまで6分30秒
上昇限度 11,000m
エンジン出力 1,250馬力
航続距離 1,200km
武装 37mm機関砲1門、20mm機関砲(ホ5)2門
設計・開発 土井武夫 川崎飛行機

 

背景から開発まで

 三式戦闘機飛燕の設計で有名な土井武夫技師が高速戦闘機キ64の設計中にキ64の2基のエンジンの前方を廃止し、そこに37mm機関砲を装備すれば、対爆撃機用の重武装の単座戦闘機を造ることができるのではないかというアイデアを思い付いたのが計画の始まりであった。

 

開発

 キ64大口径砲搭載のアイデアに目を付けた陸軍は1942年8月にこの研究を採用、キ88局地防空戦闘機の名称で試作を指示した。予定では、試作機2機と増加試作機10機を製作するつもりであったという。これに対して川崎航空機は1943年6月に設計を完了した。同年9月には主翼と胴体が完成、10月より組み立てに入る予定であったが、陸軍の航空機開発の機種統合整理によって計画は中止された。この中止の背景には、当時完成間近であった四式戦闘機の性能が良かったこと、キ88と同様のレイアウトを持った米国製戦闘機P39の性能が芳しくなかったことがあったと言われている。

 現在はモックアップ審査用の写真のみが残されているが、シルエットは三式戦闘機飛燕に似ており、エンジンはハ140特(1500馬力)の使用を予定、武装は機首に37mm砲1門、20mm機関砲2門を機首部分に集中配置する予定であった。

 

バリエーション

 キ88のエンジンを排気タービン過給器付きのハ140甲に換装したキ88改が計画されており、キ88の増加試作機完成後、3機の試作機の製造が予定されていた。

 

生産数

 未完成、計画のみ。

 

まとめ

 

 キ88は陸軍の機種統合整理の対象となり試作機完成直前に計画が中止された機体であった。計画が中止された背景には使用予定であったハ140エンジンの生産は滞っており、完成したエンジンも不調が続いていたことも挙げれられている。このため仮に計画が実現していたとしても活躍できたかどうかは疑わしい。

 

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01_連山
(画像はwikipediaより転載)

 

 連山は太平洋戦争中期に計画、末期に完成した大型陸上攻撃機である。目的は遠距離の米軍基地を破壊するためのものであったが、試作機が完成した時点ではもはや戦局はひっ迫しており、試作機のみで生産は打ち切られた。戦後、米国でテストされたがエンジン不調のためその飛行性能は分からず仕舞いである。

 

大型陸上攻撃機 連山 〜概要〜

 

 

性能(一部計画値)

全幅 32.54m
全長 22.93m
全高 7.20m
自重 17,400kg
最大速度 593km/h(高度8,000m)
上昇力  -
上昇限度 10,200m
エンジン出力 2,000馬力4基
航続距離 3,700〜7,470km
武装 20mm機銃6挺、13mm機銃4挺
爆装 2,000kg爆弾(または魚雷)2発または
   1,500kg爆弾2発または
   800kg爆弾3発または
   250kg爆弾8発または
   60kg爆弾18発
設計・開発 松村健一 / 中島飛行機

 

開発

 

02_連山
(画像はwikipediaより転載)

 

完成まで

 太平洋戦争開戦後、遠距離にある敵基地を攻撃する必要性に迫られた日本海軍は、長距離爆撃機の開発を計画するようになった。このため海軍は4発エンジンの大型陸上攻撃機の開発を志向、1942年12月末、大型機深山開発に実績のある中島飛行機に計画番号N-40の試作計画を内示した。内示からおよそ半年後の1943年5月、この計画は陸海空共同試作機に指定される。

 この内示を受けた中島飛行機は、試製深山と同じ松村健一技師を設計主務者に計画に着手した。そして1943年9月14日、十八試陸上攻撃機試製連山(G8N1)の試作が中島飛行機に発注された。正式な発注に前後して、8〜9月には基礎設計が完了、12月には木型審査も完了した。そして1944年9月末、試作1号機が完成、10月23日初飛行に成功した。試作内示を受けてからわずか1年10ヶ月であった。

 1944年12月29日には試作2号機が完成、1号機とともに試験が行われた。この試製連山は日本では経験の少ない4発重爆である上、戦時下という悪条件の下であったが、作業は順調に進み、失敗が非常に少なかった。これには理由がある。設計主務者の松村健一技師は、作業に失敗を減らすために発動機、プロペラ等の選定には確実性のある資料に基づいて行うことや事前の研究、実験を綿密に行うこと、計画重量を超えない等以外にも以前の航空機設計の失敗からのフィードバックや目前の計画に集中し、それ以外の「欲をかかない」ことを求めた(例えば「将来の性能向上を見越す」等)。これらの対策が試製連山を成功に導いたといえる。

 

連山の特性

 エンジンは排気タービン付の誉24型ル(2,000馬力)でプロペラは6翅にすることも考えられたが結局無難な4翅とした。翼面荷重は速度を重視した高翼面荷重(239kg/屐砲箸掘△海里燭疥ッ緡ν僂某道劵侫薀奪廚噺討个譴襯侫薀奪廚硫縞にもう一枚フラップが付くフラップを採用した。胴体は厚い外板と少数の縦通材を使用する厚板構造の真円断面で、膠着装置は当時では珍しい前車輪式膠着装置(尾輪がなく前輪と主翼下部の車輪のみで機体を支える)が採用された。

 兵装は機首の前方に13mm連装機銃、胴体上方、下方、尾部に20mm連装機銃、側方左右に13mm機銃各1挺であり、側方機銃以外は全て動力式銃架であった。爆撃兵装は爆弾の搭載量は4tで、魚雷も搭載することが可能であったが、この時期にはもう大型機による魚雷攻撃というのは非現実的なものとなっていた。

 結局、連山は4機が完成したが、1945年6月には戦局の関係から開発中止が決定する。この4機の内、3号機は空襲で大破、4号機も破損したが、1、2号機の部品を使用して4号機は修復され戦後、米国に運ばれテストされた。1946年6月に飛行テストが行われたがエンジンの不調のためテストは2回で打ち切られた。連山が全力を発揮することはついになかった。

 

バリエーション

02_連山
(画像はwikipediaより転載)

 

 試作機4機のみの連山であったが、バリエーションは計画されていた。まず、特攻機桜花の母機として使用するために改修を加えたG8N1A、エンジンをハ43/11型ルに換装したG8N2、このG8N2を鋼製化したG8N3があった。

 

生産数

 連山は試作機6機、増加試作機10機、量産機32機が発注されていたが、1945年6月に連山の開発中止が決定してしまったため試作4号機が完成するにとどまった。連山の総生産数は試作機4機のみである。

 

まとめ

 

 連山は、深山とことなり大きな問題もなく完成した。大型陸上機の経験の少ない日本において非常に珍しいことであったが、そこには作業に関わった人々の知恵と努力があった。連山は、結局、実戦には参加せず、その能力を知られることもなく米国で廃棄されてしまったが、その技術は中島飛行機に継承されていった。

 

 

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01_深山
(画像はwikipediaより転載)

 

 深山は中島飛行機が開発した大型陸上攻撃機である。4発エンジンで全幅はB-29に匹敵する42mに達したが、性能が海軍の要求値に達せず試作機含め6機のみで生産が中止された。この6機の内4機は輸送機に改造されたが、予備部品の不足と油圧系統の不良に最後まで悩まされた。

 

大型陸上攻撃機 深山 〜概要〜

 

性能(試製深山)

全幅 42.14m
全長 31.02m
全高 6.13m
自重 20,100kg
最大速度 420km/h(高度3,000m)
上昇力 2,000mまで5分17秒
上昇限度 9,050m
エンジン出力 1,570馬力
航続距離 5,161km(偵察過荷重)
武装 20mm機銃2挺、7.7mm機銃4挺
爆装 800kg爆弾(または魚雷)4発または
   250kg爆弾12発または
   60kg爆弾24発
設計・開発 松村健一 / 中島飛行機

 

背景から開発まで

 

大型攻撃機(大攻)と中型攻撃機(中攻)の違い

 1938年、それまで陸上攻撃機としていたものを大型攻撃機(大攻)、中型攻撃機(中攻)という二種類に分類した。主要任務、特性は同じであるが、爆弾搭載量が大攻1,500kg、中攻が800kg、航続距離が大攻が3,000海里(5,556km)、中攻が2,000海里(3,704km)と異なる。その他、乗員数、搭載機銃数等も異なるが、大攻と中攻の大きな違いは爆弾搭載量と航続距離であるといえる。

 

ダグラス社よりDC-4Eを購入

02_DC-4E
(画像はDC-4E wikipediaより転載)

 

 1937年12月、日本の航空産業は四発重爆の開発経験のないため、海軍は米国ダグラス社からDC-4を製造権付きで購入することを決定する。このDC-4はのちに活躍するDC-4Aではなく、DC-4Eと呼ばれる別型である。しかし日本海軍が四発重爆の開発を計画していることは極秘であったため名目上は大日本航空株式会社が購入、中島飛行機が製造するという形式が採られた。

 大日本航空は当時、1938年11月に戦時体制の一環として数社の民間航空会社が合併して誕生した半民半官の会社で日本国内の航空輸送事業を独占していた。1938年、DC-4Eはこの大日本航空の旅客機という名目で95万ドル(当時の金額で190万円)で購入された。このDC-4E、実は失敗作であり、それを承知の上でダグラス社は大日本航空に売り渡したとも言われている。それはともかく、こうして購入されたDC-4Eは1939年10月日本に到着、早速組み立てられ11月13日に初飛行を行った後、密かに霞ヶ浦に運ばれ分解調査が実施された(※筆者注、このへんの時系列は今ひとつはっきりしない)。

 

開発

02_深山
(画像は右が深山、左は連山 wikipediaより転載)

 

 1938年、十三試大攻(G5N1)の計画要求が出された。この中での性能要求はDC-4Eをベースとする四発大型陸上攻撃機で、最大速度444.5km/h以上、航続力は爆装時4,482km以上、偵察時8,334km以上というもので中島飛行機に開発を命じた。中島飛行機は松村健一技師を中心に作業を開始、ベースが旅客機であるので主翼はそのままで胴体を再設計するという方針で開発が進められた。

 開発が開始されたもののベースとなるDC-4Eの製造図面の入手が必要であったため1938年2月、中島飛行機は技師数名をダグラス社に派遣する。製造図面は同年5月に引き渡しが完了する。中島飛行機では同月、全木製グライダーが製作され実験が行われている。1939年6月22日には実物の1/2サイズによる強度試験が実施。1941年2月末には試作1号機が完成する。

 当初は主翼の構造はそのまま生かす方針であったが、DC-4Eの低翼から十三試大攻では中翼に変更、胴体、尾翼は完全な新規設計であった。武装は、前方、胴体中央部上面、胴体下面、後方に1挺、胴体側面に各2挺の合計6挺であった。この内、上面には動力銃架に設置された20mm機銃、後方には20mm機銃が配置されている。

 エンジンは中島製護11型(1870馬力)が予定されていたが、開発が間に合わなかったため火星12型(1,530馬力)4基となった。1941年4月8日初飛行、ついで完成した2号機も海軍に領収された。海軍において試験が開始されたが、重量超過な上、エンジンの馬力が不足しており、最大速度は391.7km/hで要求値よりも約53km/h遅く、航続距離も要求値の50〜60%程度と期待外れのものであった。さらには油圧系統の不調が続出する。

 増加試作機4機は、護エンジンが完成したため、それまでの火星12型に代わり護11型が装備されたが、信頼性が低い上に振動が大きかったため開発は難航したが、1942年中頃には3号機、さらに4〜6号機が海軍に領収された。プロペラは1〜2号機の3翅から4翅に変更されている。これらは深山改(G5N2)と呼ばれている。最高速度は420.4km/hと約30km/h向上、航続距離も増大したが要求値には達しなかった上、相変わらず油圧系統のトラブルに悩まされていた。

 

輸送機型

 4機製造された深山改は性能が要求値に達しなかったため攻撃機としての使用は断念、輸送機に改造された(G5N2-L)。武装は撤去され、後下方銃座の位置には観音開きのハッチが設けられた。貨物搭載量は4tで油圧による操縦系統は人力に切り替えられたが、非常に重くなるため油圧で補助するという方式に変更された。

 

生産数

 試作機深山が2機、増加試作機の深山改が4機の合計6機である。火星エンジン装備の深山2機は空襲で破壊され、深山改の4機の内1号機はテニアン島で破壊され、2号機は事故で消失。終戦時は厚木基地に2機が残存していた。

 

戦歴

 輸送機に改造された深山は、1944年2月半ばに輸送部隊である1021空(通称「鳩部隊」)に配属された。配属された深山は2機で尾翼には当初は「鳩-1(2)」と記入されたがのちに鳩という呼称が廃止されたため尾翼には「21-1(2)」と記載されるようになった。3月にはさらに2機が配属、1021空は、1号機から5号機までの合計4機を保有するようになった(4号機は「死に番」であるため欠番)。これら4機の深山は、3月上旬より輸送飛行が開始されたものの故障が続出した上に部品が不足しており運用は難しかった。このような状況の中、4月19日には台湾から鹿屋に向かった深山2号機が墜落してしまった。

 6月には1号機がテニアンに進出したものの、その後、米軍がテニアン島に上陸したことにより1号機は失われている。1021空は残った2機(3号機、5号機)でマニラ方面への輸送任務を行っていたが1944年8月24日に輸送任務中止が命ぜられたため2機の深山は相模空に整備用の教材として引き渡され、そのまま終戦を迎えた。

 

まとめ

 

 深山は十三試大艇(二式大艇)と同時に計画された4発大攻である。どちらも4発であったが、飛行艇に対して陸上機の設計実績がなかったため二式大艇のような成功はしなかった。しかしたとえ開発されていたとしても防弾性能の不備により目立った活躍は出来なかったであろう。因みに深山は、キ68またはキ85として陸軍での採用が計画され、1942年4月には実物大模型審査が行われたが深山の性能不足が明らかになったため1943年5月に計画が中止されている。

 

 

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01_キ87
(画像はwikipediaより転載)

 

 キ87は中島飛行機が最後に製作した高高度迎撃用の重戦闘機である。成層圏での運用を想定した究極の戦闘機であった。1945年に試作機が1機完成し、5回飛行を行ったが不具合が続発した。計画通りであれば最高速度700km/h超、高度1万メートルでの空戦が可能なP47サンダーボルトに匹敵する航空機となる予定であった。

 

試作高高度戦闘機 キ87 〜概要〜

 

性能(推定値)

全幅 13.423m
全長 11.82m
全高 4.49m
自重 4,383kg
最大速度 689km/h
上昇力 -
上昇限度 12,855m
エンジン出力 2,450馬力
航続距離 1,600kmプラス空戦30分、余裕1時間
武装 20mm機関砲(ホ5)2門、30mm機関砲(ホ155)2門
設計開発 中島飛行機

 

開発

  

 1942年11月、陸軍は中島飛行機に高高度近距離戦闘機キ87の試作を指示した。陸軍の要望は、最高速度700km/h、上昇限度13,000m、高度10,000m以上での空戦を行うことを目的とした戦闘機で、米国製戦闘機P47サンダーボルトに対抗するための機体であった。

 この指示を受け、中島飛行機はこれまで一式戦闘機隼、四式戦闘機疾風等を手掛けたベテラン設計者である小山悌技師を設計主務者として開発を開始したが、他の機体の設計が優先されたため作業が遅れ、設計が完了したのは1944年11月、3ヶ月後の1945年2月に試作1号機が完成、同年4月に初飛行を行った。

 高高度で空戦を行うための発動機は2400馬力排気タービン過給器付き発動機ハ44-12ルに決定した。これは中島飛行機初の国産発動機寿エンジンを18気筒化したもので1942年7月に試作開始、終戦までに23台が製造された発動機であった。この強力な発動機に対応するためのプロペラはラチェ改と呼ばれる電気式定速四翅プロペラで直径は3.6mという巨大なものであった。

 本機の外観上の特徴ともいえる排気タービンは陸軍側は胴体下面に搭載することを要望していたが、中島飛行機側は被弾した時の燃料漏れによる火災を防ぐために胴体側面を主張した結果、胴体右側面に装備することとなったが、6号機以降は陸軍の要望通りに胴体下面に移される予定であった。

 武装は20mm砲(ホ5)2門と30mm砲(ホ155)2門が搭載された。高高度迎撃機ではあったが、250kg爆弾を1発搭載することが出来る。防弾装置は風防前面に70mmの防弾ガラス、座席背後の防弾鋼板は16mmであった。これら武装や燃料タンクで翼に余剰スペースが無くなってしまったため、脚は90度回転後方引込式を採用した。これは複雑な機構であったため不具合が多かった。

 上記の装備を搭載した本機の重量は自重が4,383kgと凄まじく、これは一式戦闘機隼3機分に相当する。このため翼面荷重も235kg/屬叛┐泙犬、海軍の局地戦闘機震電の210kg/屬気┐眈絏鵑辰討い拭1945年4月より5回試験飛行が行われたが、発動機不調、排気タービン過熱、脚収納装置の不具合等不具合が続いた。尚、この5回の飛行中は大事を取って脚を収納せずに行った。

 

バリエーション(計画のみ)

 キ87の低中高度戦闘機型で武装を20mm機関砲6門とし、排気タービンを廃止したキ87乙、発動機をハ47に換装したキ87兇計画されていた。

 

生産数

 当初は試作機3機、増加試作機7機の計10機が1945年4月には完成させる予定であったが、結局、試作機が1機造られたのみである。戦後、米軍に接収され1945年11月に米本土に送られたが、同地での飛行記録は残っていない。

 

まとめ

 

 キ87は中島飛行機が最後に製作した自重4,383kg、翼面荷重235kg/屬竜霏臉鐺機であった。成層圏での戦闘を想定した機体であったが、日本の基礎工業力が低かった上に物資不足や部品の品質劣化もあり設計通りの性能を発揮することはなかった。仮に完成していたとすればB-29にとって最大の脅威となったであろう。

 

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01_キ64
(画像はwikipediaより転載)

 

 キ64は外観は陸軍の三式戦闘機キ-61と酷似しているが、胴体一体化したファストバック式風防ではなく涙滴型風防であったこと、機体正面にラジエーターが無い「ロケット」のような外観をしている。1機のみ製造されたが、試験飛行では690km/hを記録する高速戦闘機であった。しかし技術が先端に過ぎ実用化されることなく終戦となった。

 

試作高速戦闘機 キ64 〜概要〜

 

性能

全幅 13.50m
全長 11.03m
全高 4.25m
全備重量 5,100kg
上昇力 5000mまで5分00秒
上昇限度 12,000m
最大速度 690km/h(高度5000m)
エンジン出力 2200馬力
航続距離 1000km(予定)
武装 20mm機関砲2〜4門(計画)
設計開発 川崎航空機

 

背景から開発まで

 1930年代後半、先進国の戦闘機開発の最先端は2000馬力級エンジンに達しつつあった。1938年には英国でネイピアセイバーエンジンが2000馬力を記録、翌年には米国でP&WR2800ダブルワスプが同じく2000馬力エンジンを開発していた。日本でもこれらに影響を受けた人々によって高速戦闘機の開発がスタートすることになった。

 高速戦闘機の開発は日本では川崎航空機が自主開発をしており、これに注目した陸軍航空研究所が主導して正式に試作機として発注したものであった。川崎航空機では単発並の機体前面投影面積で双発のパワーを発揮することができるため、エンジンを2基連結して2000馬力を発揮するエンジンを計画していた。

 この計画が実行に移されることになったのは日本がドイツ製DB601Aエンジンのライセンスを購入したことによる。このエンジンはプロペラ軸内砲の装備を前提としていたため、串型に連結するには好都合であったからだ。

 

開発

 1940年8月、キ64として開発が川崎航空機に指示された。川崎航空機では三式戦闘機の主務者であった土井武夫を主務者として1940年11月から研究を開始、1941年10月実物大模型を完成させた。陸軍の計画では1942年3月に1号機が完成、12月には審査を終える予定であったが、実際には新技術導入のために時間を要し、1号機が完成したのは1943年12月であった。

 機体はほぼキ-61であったが、胴体と一体化したファストバック式風防は通常の涙滴型風防に変更された。主翼は空気抵抗を減らすために翼面の凹凸を極小化したLB層流翼が採用された。これは同時期に川崎が試作していた研三からフィードバックされたものであった。

 エンジンはハ-40を2基串型に組み合わせた構造のハ-201(陸海軍統合名称「ハ-72・11型」)で、出力は2350馬力に達した。二重反転プロペラを採用しており、エンジンは操縦席を挟んだ形で設置された。前方のエンジンで後方のプロペラ、後方のエンジンで前方のプロペラを駆動するようになっていた。プロペラピッチは前方が固定ピッチ式、後方が可変ピッチ式であった。これは日本において定速可変ピッチ機構が開発出来なかったためであった。このためピッチの合わない前後のプロペラを調整しながら作動させなければならなかった。

 エンジンの冷却は翼表面蒸気冷却器を採用した。これは従来のラジエーターを廃した上で冷却水を高温高圧状態で発動機内を流し、一旦水蒸気化した上で翼面で冷却し水に戻し再び発動機内を循環させるというシステムであった。このシステムの採用によりラジエーターによる空気抵抗が無くなったことにより約40km/hの速度向上が期待されていた。

 初飛行は1943年12月で、以降5回にわたって飛行試験が行われたが、5回目の飛行中、翼表面蒸気冷却器が不調となり異常に高温化した。これにより後方発動機から発火、空中火災となり緊急着陸をした。この際、脚を破損してしまった。飛行試験でのデータは、最高速度が高度5000mで690km/h、同高度までの上昇時間が5分30秒、、実用上昇限度が12000mであった。

 試作1号機はプロペラを前後共にVDM電気可変ピッチプロペラに変更するためにエンジンの改修とプロペラの設計が進められていたが、そのまま終戦となった。

 

ハ-321エンジン搭載型

 エンジンをハ-140(ハ‐40を水メタノール噴射式に改良したエンジン)を2基串型に組み合わせたハ‐321エンジン(陸海軍統合名称「ハ‐72・21型」)を搭載した型が計画されていた。このハ‐321搭載型の計画上の最高速度は750km/hで1943年12月に1号機完成、1944年10月には審査完了が予定されていた。

 

生産数

試作機が1機のみ完成。戦後米軍が調査した。

 

まとめ

 

 あまりにも最先端の技術を追求したキ64であったが、日本の基礎工業力がその技術を実現するレベルになかったのが惜しまれる。戦後に本機を調査した米軍の報告によれば、本機の設計、機体構造は良好、翼表面蒸気冷却器は米国設計者にとって興味深いものであったとしている。キ64の機体はキ61(飛燕)の機体をベースにしている。このことからもキ61の機体設計が余裕のある機体設計であったことが分かる。設計者の土井武夫技師は戦後もYS11の設計に関与、他のベテランが嫌がる電装系を担当する等、ひたすら挑戦し続ける人生であった。

 

 


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