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F-35 (戦闘機)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

F-35 ライトニング II

F-35 ライトニング II(F-35 Lightning II)はアメリカ合衆国の航空機メーカー、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多用途性を備えたステルス戦闘機である。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。

目次

概要

統合打撃戦闘機(JSF:Joint Strike Fighter)計画に基づいて開発された、第5世代ジェット戦闘機に分類されるステルス機であり、Xプレーンから実用機となった唯一の機体である。

概念実証機のX-35は2000年に初飛行を行い、競作機となったX-32との比較の結果、X-35がJSFに選定される。量産機のF-35は2006年に初飛行し、現在でも開発は継続中である。アメリカ空軍への本機の納入は2011年から開始され、初期作戦能力獲得予定は2017年後半以降となっている[1]。米海兵隊は2018年以降からとされる。

JSFの名の通り、ほぼ同一の機体構造を用いながら、基本型の通常離着陸(CTOL)機であるF-35A、短距離離陸・垂直着陸(STOVL)機のF-35B艦載機(CV)型のF-35C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[2]、F-35はそれと比較しても、機体の小型化技術の進歩やステルス技術を窺わせるものであり、また採用予定国も複数に上る。

アメリカ空軍・海軍海兵隊イギリス空軍海軍など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が、開発の遅延や当初予定より大幅なコスト高などの課題も抱える。2011年5月時点で開発総額は3850億ドル(31兆円)に達している[3]

開発の経緯

アメリカのF-16A-10F/A-18AV-8B、およびイギリスホーカー・シドレー ハリアーカナダCF-18などを含む、多種類な戦術航空機を代替する新型機の開発を目的とした「統合打撃戦闘機計画」に基づき、ボーイング社のX-32ロッキード・マーティン社のX-35の2種の概念実証機が開発された。

開発競争の結果、2001年10月26日にX-35が選定された。X-35にはF-35制式名称が与えられ、現在も開発は継続中である。

特徴

外形

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。

コックピットには前方ヒンジ方式の一体型キャノピーを採用した。これによりアクチュエーターの小型化と重量の軽減が可能となった。合わせて、整備の際のアクセスも容易となった。

電気システムのユニットや整備アクセス関連のユニットを、それぞれ胴体側面に配置した事で少ないアクセスパネルで対応できる。

エンジン

ファイル:F-35B Joint Strike Fighter (thrust vectoring nozzle and lift fan).PNG
リフトファン使用時には機体上下のドアが開いて空気が下方へ噴射される
機体後部のエンジン排気もノズルによって下方へ曲げられる
エンジンの圧縮機で作られた高圧空気の一部も翼の左右に導かれてロールポストで調整され下方へ噴射される
ファイル:Jet engine F135(STOVL variant)'s thrust vectoring nozzle N.PNG
P&W F135ジェットエンジン(V/STOL用)の3ベアリング回転ノズルの偏向動作モデル
上図:水平飛行時 下図:V/STOL飛行時
回転面がずれた3つの筒部を互い違いに回転させることで、真後ろ方向から垂直下方までジェット排気の推力を偏向させる

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を搭載しており、その推力はドライ出力でも125kNアフターバーナー使用時には191kNにも達する。その為、F-35は単発機でありながらラファールM88、ドライ出力:50.04kN×2=100.08kN、A/B出力:75.62kN×2=151.24kN)、ユーロファイターEJ200、ドライ出力:60kN×2=120kN、A/B出力:89kN×2=178kN)、F/A-18E/FF414、ドライ出力:62.3kN×2=124.6kN、A/B出力:97.9kN×2=195.8kN)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[1][2]

また、GEアビエーションロールス・ロイスが開発中のF136が、2010年以降互換性を持つとされる。

F-35B型は垂直離着陸を行う方法として、リフトファン方式を採用しているのが特徴である。
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。

だが、垂直離着陸時や短距離離着陸時にしか使用しないリフトファンとシャフトは、水平飛行中は不要となり重量と空間が無駄となる。これにより燃料搭載スペースが削られ、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。また、構造の複雑化により整備性も悪くなる。また、この高推力エンジンと固定インテイクの取り合わせにより、騒音が大きくなった[3][4]

アビオニクス

HUDに代わってHMD(Helmet Mounted Display ヘルメット装着型ディスプレイ)が採用された。HUDはコックピット正面に固定されているため、パイロットは視線を前方から外すことが難しかったが、HMDでは従来のオフボアサイトミサイル照準用などで使用していたJHMCS(Joint Helmet Mounted Cueing System 統合ヘルメット装着型キューイング装置)を更に発展させて、基本的にはHUDの表示機能の全てを含めたものである[1]。これは上下を含む自機の全周360度をカバーした映像がバイザーに投影されるというもの。ディスプレイの重量はバイザーに情報を投影するイルミネーターが2基あるにもかかわらず、全体が炭素繊維でできているため、従来の汎用ヘルメットよりも軽量である。開発メーカーはイスラエルのビジョン・システム・インテグレーション(VSI)社で、VSIはJHMCSの開発も行なっている[2]

操縦桿は座席右側にジョイステック方式のサイドスティック[3]になっており、左側にはスロットル・レバーがある。F-35Bではスロットル・レバーの横にSTOVL操作用レバーが加わる[4]

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ゥで区切って分割し、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。

センサー

AN/APG-81レーダー

機首には、AN/APG-81 AESAレーダーが搭載される[1]。その探知距離は90nmとされている。

EOTS

機首下面に取り付けられたEOTS(Electro-Optical Targeting System、電子・光学式照準システム)は、FLIRのような赤外線による目標探知機能とレーザー誘導兵器の誘導等に使うレーザー照射機能を兼ね備えた攻撃用センサーである[2]

DAS

防御用のセンサーには、ノースロップ・グラマン社製のDAS(Distributed Aperture System、画像配信システム)[3]が採用されている。DASはパッシブ式の赤外線画像センサーであり、機体各部の6ヶ所にDASのセンサーが備えられることで、パイロットはHMDによって自機全周の赤外線画像が得られることで状況認識能力が高められ、完全オフボアサイトによるミサイルへの目標指示も可能になっている[4]

武装

本機の高ステルス性能を維持するためには、ミサイルや爆弾類の機外搭載は避けて胴体内兵器倉に搭載されることになる。隠密性より兵器の搭載能力が優先される場合には翼下パイロンも活用される。

空対空ミッションでは胴体内兵器倉に左右で最大4発のミサイルを、空対地ミッションでは同じく胴体内に2,000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[5]。また、一部機体に戦術核兵器搭載機能の追加を検討中とされている。

なお、F-35は日本の次期戦闘機選定(F-X)において候補機の一機に挙げられているが、日本が独自に運用する中距離対空ミサイル「AAM-4(99式空対空誘導弾)」は大きさがAIM-120に比べ若干大きい事から、F-35の胴体内兵器倉の装着は「極めて困難」で、兵器システムソフトウエアの書き換えの手間と費用を考慮すればF-35用にはAIM-120の導入が望ましい旨の見解をレイセオンは示している[6]

翼下パイロンは左右3ヵ所ずつあり(一番外側は空対空ミサイル専用)各種ミサイル・爆弾が搭載可能である[5]

固有武装はF-35A型のみが GAU-22/A 25mm機関砲を機内に固定装備しており、B型とC型では機外搭載オプションの1つとしてステルス性を備えた機関砲ポッドが用意される[7][8]

新型爆弾
SDB

小直径爆弾と呼ばれる“SDB”(Small Diameter Bomb) は、開発段階から本機やF-22の爆弾槽に合わせて小径に設計された爆弾である。高いステルス性能を維持したまま戦闘機サイズの機体で爆撃任務にも対応する必要から、狭い爆弾槽をより有効に活用する要請に応えて開発されている。

面制圧より精密誘導を志向した滑空式の誘導弾であるSDBは、弾頭の炸薬量よりもGPSを利用した高空投下による運動エネルギーを利用した省重量設計で、貫通力が高い[9]

愛称

本機につけられている愛称である「ライトニングII(Lightning II)」は、かつてロッキード社によって開発され、第二次世界大戦で活躍したP-38ライトニング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 ライトニングに因む愛称でもある[1]。なお、YF-22F-15の後継機の座をYF-23と争った際、この愛称を名乗っていた時期もあった。

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:F-35A three-view.PNG
F-35A 通常離着陸型

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)2006年12月15日初飛行。2017年初期作戦能力獲得予定。2011年5月9日にロッキード・マーティン社からアメリカ空軍へ本機の納入がされた事が発表された。[2]

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航空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型に統一するとい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

ファイル:F-35B three-view.PNG
F-35B 短距離離陸・垂直着陸型

F-35Bはアメリカ海兵隊ハリアー IIの後継機として使用するために、Yak-141の技術を使用したSTOVLタイプ(STOVL: Short Take Off and Vertical Landing; 短距離離陸・垂直着陸)。2008年7月11日初飛行。2017年より配備予定。

エンジンのノズルを折り曲げて下方に向けることができ、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。リフトファンの吸気ダクト扉は後方ヒンジによる一枚扉となっている。キャノピーの形状はA/Cと違い、完全な水滴型になっていない。

アメリカ空軍はA-10の後継機にA型ではなくB型を充当することを検討している。

イギリス海軍イギリス空軍クイーン・エリザベス級航空母艦の就役を前提に、シーハリアーハリアー GR.5/7の後継機としてB型の配備を計画していたが、2010年10月25日のStrategic Defence and Security Reviewに伴い、これをC型に変更すると発表。

F-35C

F-35Cは、アメリカ海軍での使用を主としたCVタイプ(CV: Carrier (based) Variant; 艦載型)。2010年6月8日初飛行。2017年以降より配備予定。

F/A-18A〜Dの後継機であり、艦載機に要求される低速時の安定性の強化のため、主翼と垂直尾翼を大型化している。またニミッツ級ジェラルド・R・フォード級航空母艦での運用のために、機体構造や降着装置の強化、前脚の2重車輪化とカタパルト発進バーの装着、アレスティング・フックの強化、特に空母格納庫スペース節減のための主翼の折り畳み機構を追加している。これらにより機体重量は増大している。

2010年10月25日、イギリスはStrategic Defence and Security Reviewにより、調達機をB型ではなくC型に切り替えると発表。

海軍独自に開戦第一撃を担える機体を必要としたため、シリーズ中もっとも高いステルス性を誇る。

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

現在アメリカ軍はF-35を約2,500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。

しかし開発の遅れが著しい。アメリカ空軍への本機の納入は2011年5月から開始されたが、訓練の開始は2011年の後半からであり、さらに初期作戦能力獲得予定は2017年後半となっている[3]。米海兵隊は2018年以降からとされる。

量産計画

量産型の生産計画についてアメリカ軍では、2006会計年度に第1期初期低率生産(LRIP-1)の長期先付け(LL)品の購入が認められ、また2007会計年度には完全な予算が承認されたことで、2機のF-35Aの製造が開始された。また合わせて、LRIP-2のLLの購入も開始され、2008会計年度予算で全生産予算が承認されれば、F-35Aが6機とF-35Bが6機の、計12機の製造が開始される。このLRIPは2013会計年度のLRIP-7まで続けられる予定で、その後の2014会計年度より多年度調達(MYP)計画に移行するとされる。

ロッキード・マーティン社では、2010会計年度のLRIP-5からは対外有償軍事援助(FMS)機の製造を組み込む事も可能になるとしており、海外からの発注があれば、もっとも早ければ2014年の引き渡しが可能になるとしている。そして同社は、F-35を輸出可能な最初の第5世代ジェット戦闘機と位置付けている。また、F-16やF/A-18と同等の価格で諸外国に提供でき、維持・整備費などの費用はより安価になるとしている。その販売や運用中の支援についても、F-16で確立された国際協力関係が活かされることになる。

このほか、日本航空自衛隊第4次F-Xの候補とされており、防衛省は平成23年度の概算要求で、最大10億円を有償軍事援助 (FMS) 契約による「米政府への情報開示請求費用」として計上する[4]

課題

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すわけにも行かず、各国軍のジレンマは大きい。

2011年1月6日、海兵隊型のF-35Bについてロバート・ゲーツ国防長官は、システム開発実証(SDD)が2016年まで遅れ、初期作戦能力獲得は2017年になる見込みと、2年以内に改修ができないあるいは計画通りに進展がない場合は、開発が中止になるだろうと発表した。アシュトン・カーター国防次官は、現在のアメリカの財政状況を鑑みて「高額になりすぎて負担しきれない」として、計画の見直しが必要だと指摘した[5]

2011年12月13日、開発中の機体から多数の亀裂が発見されたことを受け米国防総省は運用開始時期を現行の2017年から2年延長する見通しであると報じられている。[6]

価格

予定価格は次々と上昇した。 2002年の時点では5,000万ドル。

2007年には1.5倍の7,500万ドル。

2010年3月12日に米国会計検査院(GAO)が上院軍事委員会(SASC)に報告したところによれば、F-35Aのフライアウェイコストは1億1,200万ドル。[7]

2010年11月には2010年度2度目のF-35の開発の遅れが発表されており、開発コストは50億ドル増える見通しなので、1機あたりでは、上記の1億1,200万ドルからさらに上昇する見込み。F-22の製造コスト1億3,000万ドル と大差ない価格となるとの報道はあったが、開発コストも含めたF-22の価格は2億5000万ドルなので F-22の概略半値と考えてよい。

2011年3月には、開発費を含めた合計コストが、米国のインフレのせいもあって1億4,000万ドルになったため、例によってF-35の開発費を含めた合計コストと、F-22の開発費を含めない製造コストを比較して、「F-35の価格はF-22を上回る」という誤った報道が出た[8]。2011年10月現在、Wikipedia 英語版では、本体が 1億4,000万ドル~1億5,000万ドル程度、交換部品・装備込みで1億8,000万ドルという数字が出ている。

配備予定

開発は遅れ、米空軍のIOC(初期作戦能力)獲得は2017年度以降の予定である。

採用国 軍隊 購入量 型式 レベル IOC 変動
ファイル:Flag of Australia.svg オーストラリア オーストラリア国防軍 100 F-35A レベル3 未定
ファイル:Flag of Canada.svg カナダ カナダ軍 65 F-35A レベル3 未定
ファイル:Flag of Denmark.svg デンマーク デンマーク国防軍 48 F-35A レベル3 未定
ファイル:Flag of the United States.svg アメリカ合衆国アメリカ空軍 1,763 F-35A 主開発国 2017年
アメリカ海軍 340 F-35C 2017年
アメリカ海兵隊 340 F-35B 2018年
ファイル:Flag of Israel.svg イスラエル イスラエル国防軍 25 優先顧客 未定 +50追加
ファイル:Flag of Italy.svg イタリア イタリア空軍海軍 69 F-35A レベル2 未定
62 F-35B 未定
ファイル:Flag of Norway.svg ノルウェー ノルウェー国防軍 56 F-35A レベル3 未定
ファイル:Flag of the Netherlands.svg オランダ オランダ軍 85 F-35A レベル2 未定 +15追加
ファイル:Flag of the United Kingdom.svg イギリス イギリス空軍海軍 138 F-35C レベル1 未定 B型より変更
ファイル:Flag of Turkey.svg トルコ トルコ軍 100 F-35A レベル3 未定

仕様

A型とB型とC型の比較表
F-35A F-35B F-35C
乗員 1名
全長 15.70 m 15.60 m 15.70 m
全幅 10.67 m 13.11 m
(折りたたみ時:9.10 m)
全高 4.60 m
翼面積 42.73 m² 62.1 m²
空虚重量 12,426 kg 13,888 kg 13,924 kg
機内燃料重量 8,165 kg+ 5,897 kg+ 8,618 kg+
最大離陸重量 31,800 kg 27,000 kg 31,800 kg
エンジン F135-100 ターボファンエンジン F135-600 ターボファンエンジン F135-400 ターボファンエンジン
推力 18,144 kgf
最大速度 M1.7 M1.6 M1.7
航続距離 2,220 km 1,670 km 2,520 km
戦闘行動半径 1,092 km 833 km 1,111 km
実用上昇限度 19,240 m
運用状況 実用試験中

兵装

固定武装
B・C型は取り外し式機関砲ポッド
爆弾

出典・脚注

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参考文献

登場作品

関連項目

外部リンク