水上戦闘機(強風)、局地戦闘機(紫電、紫電改)

紫電、紫電改の元になった機体が強風だが、開発時期、エンジンや胴体形状の似通った機体に雷電がある。水上機と陸上機の違いはあるが、見比べると興味深い。

水上戦闘機(強風)一一型諸元

水上戦闘機(強風)

エンジン空冷14気筒 三菱火星一三型(離昇馬力1,460HP/2,450r.p.m 公称馬力1,300HP/6,000m)
最大速度488.9km/h(4,550m)
航続距離1,060km
全幅12.00m
全長10.59m
全高4.75m
主翼面積23.50㎡
自重2,700kg
全備重量3,500kg
上昇時間4,000mまで4分11秒
実用上昇限度10,560m
武装翼内20mm機銃×2(携行弾数各60発)機首7.7mm機銃×2(携行弾数各500発)
爆弾30kg×2

局地戦闘機(紫電、紫電改)諸元

局地戦闘機(紫電) 局地戦闘機(紫電改)

紫電一一型甲N1K1-Ja紫電二一型N1K2-J(紫電改)
エンジン空冷18気筒 中島誉二一型(離昇馬力2,000HP/3,000r.p.m 公称馬力1,620HP/6,100m)
最大速度584km/h(5,900m)595km/h(5,600m)
航続距離1,430km1,720km
全幅12.00m11.99m
全長8.89m9.35m
全高4.058m3.96m
主翼面積23.50㎡
自重2,897kg2,657kg
全備重量3,900kg3,800kg
上昇時間6,000mまで5分50秒6,000mまで7分22秒
実用上昇限度12,500m10,760m
武装翼内20mm機銃×2、翼下20mm機銃×2(携行弾数各100発)翼内20mm機銃×4(携行弾数内側各200発、外側各250発)
爆弾60kg×2

水上戦闘機(強風)、局地戦闘機(紫電、紫電改) こぼれ話

紫電および紫電改は水上機から陸上機へと転用された世界に類を見ない局地戦闘機である。優秀な陸上機を水上機に改造するケースはよくあることで、現に零式艦上戦闘機を水上戦闘機に改造して二式水上戦闘機として採用し、アリューシャン列島などで活躍している。水上戦闘機(強風)の開発コンセプトは、南方の島嶼地域に侵攻して占領したとき、島には滑走路などないから設営隊が滑走路を造るまでの間、その付近の制空権を確保するために水上戦闘機を派遣する必要があると考えられた。零式艦上戦闘機より時期的にあとの機体であるが、ご多分に漏れず、格闘性能を求められた。局地戦闘機雷電と同じ火星エンジンを搭載する水上戦闘機(強風)ではあるが、水上機なので着水速度など水上機ならではの制限があるため求められた性格は違っていた。
川西航空機のチーフデザイナーである菊原技師は水上機ではあったが初めての戦闘機に新しい技術を試みた。1,400馬力級火星エンジンの大きなトルクを打ち消すために、二重反転プロペラを採用した。離着陸時の姿勢制御は陸上機に比べて水上機は格段に気を遣うため、大きなトルクが発生するであろう水上戦闘機(強風)には二重反転プロペラが適していると考えた。菊原技師の考えは正しかったが、当時の日本の技術では信頼性の高い二重反転プロペラの機構は難しく、三菱もさすがに手こずり結果的には試作2号機から通常のプロペラに変更している。
もうひとつの新機軸は空戦フラップである。零戦より大きなエンジンを搭載(おまけに重たいフロートも装備)しているので格闘性能は零戦より劣っていて当たり前だが、海軍は零戦にぞっこんであったがため何かに付け零戦の格闘性能を引き合いに出し設計者を悩ましていた。そこで少しでも零戦に近づけるために、離着陸時に使用するフラップを空戦時にも使って格闘性能を引き上げることを考えた。空戦フラップはそれより以前に中島飛行機の糸川技師が考案した蝶型フラップがあったが、どの戦闘速度も同じフラップ角だったので適切な揚抗比となる速度範囲は狭かった。空戦時は右手は操縦桿、左手はスロットルと機銃銃把、両足はペダル、目は相手戦闘機と大忙しなので空戦フラップは自動的に出し入れができなければならないと考えた。そこで速度計用のピートー管と水銀の入った容器を結んでやると飛行機の速度に応じた水銀柱の高さが得られるので、水銀柱容器内に電極を2本セットすると、水銀柱の高さに応じて2本とも水銀柱に触れている状態、1本しか触れていない状態、2本とも触れていない状態ができ、それぞれフラップ上げ、静止、フラップ下げとしてフラップ動作のメカニズムを作動させる装置を作り上げた。強風に装着して試験を繰り返し紫電改の試作機にも装備されてテストが行われた。

紫電の大きな特徴であり大きな弱点であった二段引き込み式の脚は水上機であったがための負の遺産である。一般的に水上機はフロートやプロペラが起こす波を被らないように主翼は中翼にする場合がある。水上戦闘機(強風)も中翼で設計され、紫電への設計変更も極力少なくするというコンセプトからそのまま受け継がれた。水上戦闘機(強風)を陸上機にするには引き込み脚を装備しなくてはならないが、主脚の設計には障壁がいくつもあった。水上戦闘機(強風)にはもともと20mm機銃を翼内に装備していたので、それより内側に脚を引き込むようにしなければ主翼を大幅に変更しなければならない。機体が水平姿勢で荷重が一杯かかった状態での脚の長さはプロペラ先端と地面のクリアランスが最低20cmは必要なことから、385mmも脚を縮めないと収納できないことが判明した。脚担当大沼技師は萱場製作所の鈴木課長と協力して前代未聞の二段引き込み方式の主脚を設計したが、脚柱のロックがはずれなかったり、脚柱が伸びきらなかったりして着陸時の故障が頻発した。この複雑な脚機構が紫電を低翼化する最大の原因となる。

大東亜戦争開戦の興奮がさめやらぬ昭和16年12月のある日、川西航空機では社長の川西龍三、副社長の前原謙治、航空機部長の橋口義男と技師の菊原静男が集まり、戦局の検討とこれからどんな飛行機を作るべきかの検討を行った。社長、副社長は艦上攻撃機を、部長は二式大艇を陸上機化した大型爆撃機を主張したが、結局菊原技師の試作進行中の水上戦闘機(強風)を改造した陸上戦闘機案が採用された。17年に年が明けると早速航空本部技術部長の多田力三中将に会い、戦局の見通しから基地防衛の陸上戦闘機が必要であるとの意見を述べたところ、あっさり「よろしい、すぐやりなさい」と許可が下りた。しかもその場に機銃やエンジンの大佐クラスを呼び機銃やエンジンの具体的な選定までしてもらったことに、菊原技師は拍子抜けしたと同時に大きな責任感が沸々と湧いたそうである。しかし、この局地戦闘機の開発許可には少々裏があるように思われる。昭和17年初頭という時期は14試局地戦闘機雷電がそろそろ初飛行(実際には3月20日初飛行)というタイミングである。三菱重工や中島飛行機のような大手と異なり、しかも陸上機開発はこれが初めて(会社設立当時は陸上機を設計したが複葉固定脚の時代)という会社にあっさり陸上機開発許可を出したのは一つの保険を掛けたのではないかと思う。結果的に雷電の実用化が大幅に遅れ、ひいては零戦の後継機となるべき烈風の開発が遅れたのだから、期待されていなかった紫電および紫電改が第一線に躍り出たことは保険が役に立ったということか。

紫電改展示館

紫電改1

愛媛県南宇和郡愛南町にある紫電改展示館。ここには、昭和53年11月、愛媛県南宇和郡城辺町久良湾の海底40mに原型のまま沈んでいるのが地元ダイバーによって発見され、翌年7月14日実に34年ぶりに引き揚げられた実機が一部修復展示されている。
展示機は不時着水没時の形を残すことを前提としているが、20mm機銃の銃身と主翼前縁とを滑らかにつなぐ機銃覆いはかなり腐食が進んでいたため、新明和甲南工場で新たに作成され取り付けられた。

紫電改2

エルロン、ラダー、エレベーターは布張りだったので、引き揚げ時には朽ちてしまいジュラルミンの骨組みだけが残った状態だ。
紫電改は直径の小さい「誉」エンジンを搭載しているが、胴体の太い強風からの改造のため、十分に活かし切れていないことが側面を見るとよく分かる。零戦と外形寸法はほとんど変わらないのに、骨太のイメージが強いのは、二千馬力級エンジンの搭載機種だからだろう。

紫電改3

機体展示のほか、一緒に引き揚げられた各種部品も一緒に展示されている。防弾タンクやフラップを繰り出すレール、機上無線機、空戦フラップ発信器、燃料切り替えコックなど、当時使用されていた部品が航空機産業の裾野の広さを物語っている。

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