空自の日本防空史33
最強戦闘機F-15を手にするまで その2


文:nona

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F-15JのF100エンジン。導入時においてもスタグネーション・ストールを引き起こす不具合は完全が残されていた。(投稿者撮影)

ブラウン国防長官発言の真意

 1977年にアメリカのブラウン国防長官がF-15とAIM-7Fミサイルについて「不満」と評したことが騒ぎになったのですが、防衛庁は真相を以下のように解説しています。

 F-15の射撃管制装置APG-63について、ECCM・耐クラッター性などにおいて要求を大きく上回ったことが確認された。

 一方のAIM-7Fも当初の要求は達していたものの、APG-63程の飛躍した性能はなかった。

 このため、電波妨害下や超低空目標対処においてAPG-63が目標のロックオンに成功していても、AIM-7Fのシーカーでは目標を追えない場合がある。

 これを不満とした米軍はAIM-7の改良を開始。高性能なモノパルス式シーカーの搭載を検討したものの、小型化に手間取り実用化が遅れている。

 以上が「要求性能を満足するようなスパローミサイルは今後5年くらいの間にできるとは思われない」と発言したブラウン長官の真意とのこと。

 この解説はすぐには受け入れられなかったようですが、防衛庁はAIM-7Fの性能は要求に達しており問題もないとして、配備方針を固持しています。



AIM-7FとM

 前述のモノパルスシーカー型AIM-7は、1983年にAIM-7Mとしてアメリカ軍への配備が開始され、湾岸戦争ではF-15の主力兵装として25機撃墜の戦果を挙げています。

(古い資料ではAIM-7Fを使用とする場合があります。)

 1つの目標に対し2発以上の発射を行う場合、54.5ないし59.4%の確率で目標を撃墜できる優秀なミサイルでした。

 ちなみに元テストパイロットの渡邉吉之氏はAIM-7(型番には触れず、おそらくF型)の射程について、向かってくる目標に正面から射撃する場合、ジャンボジェット級の反射波が得られれば100㎞離れていても撃墜できるとするも、反射波が戦闘機級であると50㎞あたりが命中を期待できる限界、としています。

 さらに目標が海面近くなどクラッターに紛れている場合はシュートダウン能力が低下し、15㎞に制限されることもあり得る、とのこと。
 対空ミサイルの射程というのは、全く不可解なものですね。


F-15のお値段

 先のAIM-7Fの疑惑問題が落ち着きつつあった1977年12月、延期されていたF-15の導入の政府決定がなされます。

 初年度導入のF-15はFMS、ノックダウン、ライセンス生産の3方式で計23機調達され、価格はFMS機のFAC価格で約45億円、ライセンス機の場合で69億円となる予定でした。ライセンス機に予備部品を含めると83~88億円です。

 1977年の予算で追加したF-4EJの価格が37憶7000万円でしたから、その価格はざっと2倍。またアメリカ軍価格のF-15Cは78年で1390万ドル(1ドル260円換算で35億円)と、こちらも2倍の価格差がありました。

 そのうえ調達価格は年を追うごとに上昇していき、100億円の大台はすぐに突破。最も高い年で136億円に達しました。


F-15のライセンス生産事情

 F-15Jのセンセーショナルな価格のために、野党からはFMSで輸入してはどうか、との声は何度もあがったようです。

 それでも防衛庁は国防の観点からライセンス生産の利点が大きいと、これを続けた訳ですが、実のところF-15Jの中にはライセンス生産認められていない部品がありました。

 その一例が電子戦装置で、F-15Jでは代替として国産のレーダー警報装置J/APR-4、ECM装置J/ALQ-8を搭載しています。

 またF100エンジンについても部品の国産化率は78パーセントに留まりました。
 かつてIHIがライセンス生産したJ79エンジン(F104/F4EJ用)は95%、TF40(T-2/F-1用)は98%の国産化率に達していましたが、F100は技術開示制限が課されていたのです。

 国内メーカーにとってライセンス生産は外国の技術を吸収する絶好の機会でもあるため、国産化率の低下は残念なことでもありました。


エンジントラブルが頻発

 1979年1月、F-15は初飛行から5年で累計135000飛行時間を達成したのですが、それまでに9機の喪失事故があり(10万時間の事故率は6.7機)、うち5機はF100エンジンのスタグネーション・ストールに起因したことが判明します。

 スタグネーション・ストールとは、吸入気流の乱れを発端に、タービンが低回転で停滞(スタグネーション)するとともにTIT(タービン入り口温度)が異常上昇、エンジンが融解・発火する現象です。1979年までは1000時間に1.6回の頻度で発生していました。

 スタグネーション・ストールはあらゆる条件下で発生しうるのですが、特にアフターバーナーの使用中に発生しやすく、一時は機動中のアフターバーナーの点火と消火が禁止されました。


それでもF-15は安全

 この現象はF-16のF100エンジンではほとんど発生しておらず、F15の可変エアインテイクに起因する問題とされ、アメリカでF-15の導入を懸念する声が上がります。

 この批判に対する反論として、国防省は過去の米軍戦闘機の事故率を示すことで、F-15がむしろ安全な飛行機である、とアピール。

 国防省いわく、F-100/F-104/F-4戦闘機の運用初期135000時間までの事故率を10万時間あたりに換算した場合、F-100が39.1件、F-104が46.0件、F-4と24.8件になる、としています。

 さらに国防省は、エンジンの改修でアフターバーナーの操作制限の一部を解除しており、さらなる改修でスタグネーション・ストールの発生数を1000時間に0.1回まで抑制する、という目標を掲げています。

 ただし1984年までのある時期においてスタグネーション・ストールは1000時間に0.6回ほどの割合で発生していました。


改修型F100エンジン

 空自のF-15Jは、この問題をはらんだまま配備することになったのですが、
 1991年にDEEC(デジタルエンジン電子制御装置)を採用したF100-IHI-220E型の供給が始まり、翌年から既存エンジンへの改修が実施され、スタグネーション・ストールは大幅に減少した、とされています。

 同時に初期型F100で課されていた制限が撤廃され、最大推力と応答性が回復(あるいは向上)しています。

 ただし2003年時においても4割程度のF100が旧型のままであったようで、空自ではわりと長期にわたり不完全なエンジンと付き合っていたようです。(それでも性能は十分であったようですが)


次回に続く


参考
Six Decades of GuidedMunitions(2006年1月26日CSBA Barry D. Watts)
https://web.archive.org/web/20160303223150/http://www.dtic.mil/ndia/2006psa_winter_roundtable/watts.pdf

F-15Jの科学
(青木謙知 ISBN978-4-7973-8079-8 2015年10月25日)

F-15イーグル 世界最強の制空戦闘機
(ジェフリー・エセル著 浜田一穂訳 ISBN978-4-562-01667-1 1985年12月1日

F-15完全マニュアル 豊富な写真と図解、データで解き明かすF-15のすべて
(スティーブ・デイビス,ダグ・ディルディ著 佐藤敏行訳 ISBN978-4-8022-0387-6 2017年6月25日)

航空自衛隊F-15
(イカロス出版 ISBN978-4-86320-079-1 2008年8月20日)

戦闘機パイロットの世界“元F-2テストパイロット”が語る戦闘機論
(渡邉吉之 2017年9月10日)

日本の航空宇宙工業 50年の歩み 一般社団法人 日本航空宇宙工業会
第5,6章 60年代以降:国際共同開発の本格化 ,航空エンジン工業の歩み

第080回国会 内閣委員会 第1号  77年5月19日
http://kokkai.ndl.go.jp/SENTAKU/syugiin/080/0020/08005190020016a.html
第081回国会 内閣委員会 第1号  77年8月11日
http://kokkai.ndl.go.jp/SENTAKU/sangiin/081/1020/08108111020001a.html

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