군용기의 설계 사상

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군용기(전투기, 폭격기, 정찰기등 )는 고성능의 추구, 즉, 보다 빠르고, 보다 높고, 보다 멀고, 그리고, 보다 시게타케장과 진보해 왔다.그러나, 이러한 요구 성능은 서로 모순되는 요소이며, 설계자는 성능 요소를 밸런스 시키는 것에 고생했기 때문에 있다. 예를 들면, 보다 빠르게 날기 위해서 주 날개를 작게 하면 항속 성능이 저하한다.반대로 선회 성능 향상을 노려 주 날개를 크게 하면 최고속도가 저하한다.또, 시게타케장화하면 질량 증가에 의해서, 상승력이나 항속력이 저하하게 된다. 거기서, 상정되는 실전으로의 운용을 고려하고, 서로 모순되는 성능에 우선 순위를 붙인 설계를 실시한다.이 때문에, 같은 전투기여도, 우선시키는 요구 성능에 따르고 형태는 달라 진다. 이 요구 성능의 우선 순위의 붙이는 방법은 설계자의 사상이 반영되고 있다고도 말할 수 있어 이것을 총칭해 「설계 사상」이라고 불리고 있다.덧붙여 설계 사상은, 군용기에 한정하지 않고, 자동차, 카메라, 가전제품등 모든 제품 설계에 통하는 개념이며, 오늘로는, 「개발 컨셉」이라고도 불리고 있다. 또, 설계 사상은 단지, 속도, 고도, 항속력, 기동성, 무장이라고 하는 성능면에만 머물지 않는다. 독일의 멧서슈밋트 Bf109로는, 소형 경량의 기체에 대출력의 엔진을 탑재해, 최고속도를 제일 목표로 개발되었다.그 반동으로 이착륙시의 조종이 어려운 기체가 되고 있다.설계자의 멧서슈밋트 박사는, 「성능 제일 우선, 타기 어려운 기체를 타 해내는 것이 파일럿의 일」이라고 말하고 있어 기체의 안정성에 관한 하나의 설계 사상이다. 한편, 같은 독일 공군에 채용된 폭케우르후 Fw190로는, 개발자 탱크 박사는, 「기병의 말」을 설계 사상으로 했다.이것은, 가혹한 전장에서 살아 남는 터프함을 표현하고 있어, 방탄 장비, 연료 탱크 등에 그 배려를 볼 수 있다. 또, 제２차 대전으로는 전금속제의 기체가 대부분이었지만, 금속재료의 부족을 예측해 굳이 목제의 기체로 한 것도 있어, 재료면에 있어서의 하나의 설계 사상이다. 이와 같이 설계 사상은, 기본 성능, 제조, 운용등 다방면에 걸치는 개념이지만, 본고에서는, 특히 군용기에 한해서 설계 사상을 상술한다.

목차

증대 계수

군용기 설계의 기초 계획 단계에 있고, 항속 거리 요구와 무장 중량으로부터 기체 규모의 개산을 실시하는 방법.아래와 같이에 개요를 나타낸다.

2단계로 나누고 계산을 실시한다.

1. 브레게이의 항속 거리 산출식에 의해서 필요한 연료 중량비를 이끌어 낸다.다만, 이 식은 레시프로기에게만 적용 가능하다.

${\displaystyle R=75.0\times 3.6\times {\frac {\eta p}{b}}\times {\frac {L}{D}}\times \ln \left({\frac {Wi}{Wf}}\right)}$ 

다만, ${\displaystyle R}$  ：항속 거리(km)

${\displaystyle \eta p}$ ：프로펠라 효율

${\displaystyle b}$  ：연료 소비율(kg/HP/hour)

${\displaystyle {\frac {L}{D}}}$ ：순항 양항비

${\displaystyle Wi}$ ：순항 개시 중량

${\displaystyle Wf}$ ：순항 종료 중량

대체로의 이륙 중량에 대한 연료 비율은${\displaystyle {\frac {Wi-Wf}{Wi}}}$ 된다.

제트 군용기, 그것도 특히 전술기의 경우는 운용 고도로 따라 연비가 큰폭으로 다른 것부터 상기와 같이 단순하게 거리라고 하는 형태로 항속 성능이 요구되는 것은 드물고, 대체로는 비행 패턴, 비행 고도, 속도를 지정한 미션 프로파일이라고 하는 형식에서(이상을 대략적으로 말하면 CAP 임무에 HI-HI-HI, 지상 공격 임무로 HI-LO-HI등의 지정, 대기 시간, 급행 속도, 목표 수색 시간등이 포함된다) 항속 성능이 요구되어 엔진의 출력 성능, 연비라고 봐 비교하면서 연료 중량비의 견적을 붙이게 된다.

2. 아래와 같이 「증대 계수」의 식에 무장 중량과 연료 중량을 넣으면, 기체의 이륙 중량이 요구된다. 증대 계수의 원래의 의미는 「성능을 보관 유지한 채로 탑재량(무장, 혹은 연료)을 늘리려면 , 완비 중량이 얼마나 증가할까」를 나타낸 것이다.

${\displaystyle W_{TO}={\frac {W_{WEP}}{1-{\frac {W_{STR}}{W_{TO}}}-{\frac {W_{PROP}}{W_{TO}}}-{\frac {W_{SYS}}{W_{TO}}}-{\frac {W_{FUEL}}{W_{TO}}}}}}$ 

다만,

${\displaystyle W_{TO}}$ ：이륙 중량.

${\displaystyle W_{WEP}}$ ：무장의 중량.기관포나 폭탄, 기관총탄등의 중량.

${\displaystyle {\frac {W_{STR}}{W_{TO}}}}$ ：구조 중량비.전투기와 같이 고G운동을 실시하거나 급강하 제한 속도를 높이는 경우는 구조 중량비를 더욱 더 튼튼하게 만들 필요가 있다.강도를 유지하면서 구조 중량비를 감소시키려면 신소재나 구조상의 진보가 필요하다.구조 중량비를 띄우는 방법으로서는 그 밖에, 증조의 도입을 들 수 있다.공중전등의 고G기동에 들어가기 전에 증조를 투하한다고 하는 운용을 정하는 일로, 고G기동시의 기체 중량을 한정해 구조 강도 요구를 완화할 수 있다.

${\displaystyle {\frac {W_{PROP}}{W_{TO}}}}$ ：추진 계통 중량비.가속 성능, 상승 성능, 혹은 기껏해야 번성능을 높게 하는 경우는 보다 추진 계통의 비율을 높일 필요가 있다.기술상의 진보에 의해 출력 중량비가 향상하면 이 비율을 억제할 수 있다.

${\displaystyle {\frac {W_{SYS}}{W_{TO}}}}$ ：시스템 계통 중량비.유압이나 조종 계통, 다리등의 중량이 여기에 포함된다.

${\displaystyle {\frac {W_{FUEL}}{W_{TO}}}}$ ：1.그리고 산출한 연료 중량비.항속 거리 요구로부터 필연적으로 결정된다.

이 식은 원래${\displaystyle W_{TO}=W_{WEP}+W_{STR}+W_{PROP}+W_{SYS}+W_{FUEL}}$ (을)를 변형한 것이다.

전투기에 대하고는 구조 중량비가 약 0.35~0.25, 추진 계통 중량비가 레시프로는 약 0.4로 제트가 약 0.2, 시스템 계통 중량비가 0.1이 되는 것이 일반적이다.^[1]

구조 중량비, 추진 계통 중량비, 시스템 계통 중량비가 시대가 변천 해도 거의 일정하는 것부터, 군용기의 대체로의 규모는 「항속 성능과 무장 중량으로 정해져 버린다」 것여, 확실히 이 둘이 계획의 근간을 이루는 것이다.

무장

최초로 이용된 군용 항공기는 정찰기였다.최초기는, 서로 공격 수단을 가지지 않고, 적정찰기에 대해, 그대로 엇갈리거나 경례하고 있던 파일럿도 있던 것 듯했다. 그러나, 항공 정찰의 효과가 오르기 시작하면, 적정찰기의 행동은 방해하는 필요성이 나왔다.이윽고, 정찰기끼리로 피스톨을 교전하거나 돌이나 벽돌을 서로 던지게 되었다.그렇지만, 그러한 공격 수단으로는 불충분한 일은 분명하고, 머지않아 해 군용기에는 기관총(포)이 탑재되게 되어, 전투기의 탄생을 본다.

기관총 탑재 방법

안정성의 관점으로부터 최대의 중량물인 엔진을 기수에 마련해 프로펠라로 견인하는 견인식이 넓게 보급되어 있었지만, 그 일로부터 전투기에의 기관총의 탑재 방법은 여러 가지의 방법이 시행 착오 되었다.기수에 전방으로 향해서 고정 장비하는 것이 명중율이 높은 일과 조종사가 기체를 조종 하면서 동시에 선회 기관총의 조준을 붙이는 것은 곤란한 일로부터, 좌석이 하나 있음 전투기로는 전방으로 향해서 기관총을 고정 장비해, 기체 자체의 운동에 의해서 목표물에 조준을 맞추는 것이 이상적이라고 하는 결론이 되었다.그렇지만, 견인식의 단발 프로펠러기에 대해 기수에 기관총을 장비했을 경우는, 이 프로펠라가 탄도를 방해하므로, 장비에는 곤란이 있었다.그 대책으로서 이하의 방법이 있었다.

• 주 날개 장비

프로펠라의 외측에 기관총을 배치하기 위해(때문에), 주 날개에 기관총을 장비한다.복엽기의 시대의 대표예는, 상 날개 표면에 장비하는 포스터 총가.기관총을 장비하려면 주 날개 강도가 부족했기 때문에, 명중율의 저하・복수 장비가 불가능등의 문제를 일으켜 후술의 프로펠라 동조 장치의 보급 후는 소용없게 되는 일이 되었다.단엽기의 시대에는 주 날개의 강도와 두께가 더했기 때문에, 주 날개에 기관총을 내장하는 방식이 주류가 되었다(일부 대구경 기관포로 외장 하는 경우도 있었다).중량물을 중심축으로부터 멀어진 장소에 배치하기 위해(때문에), 롤율이 저하하는 것이 결점이다.또, 기관총의 위치가 중심축으로부터 멀어지기 위해, 설정된 사정으로 좌우 기관총의 탄도를 교차시켜 목표로 집탄 시키지만, 당연히 설정된 사정 이외로는 집 켜지 않기 때문에, 관측 난도의 높은 경우는 큰 결점이 된다.

• 프로펠라에의 장갑 첨부

프로펠라에 장갑판을 첨부케라고, 스스로의 공격한 기관총탄을 뒤집는다고 하는 것.프로펠라를 통해서 엔진에 충격이 전해져, 고장의 원인이 되므로, 단기간으로 쓸모없게 되었다.

• 프로펠라 동조 장치

프로펠라의 미래 위치가 기관총탄으로 교착할 때만, 자동적으로 사격을 정지해, 프로펠라를 기관총으로 쏘는 일을 방지한다.제1차 세계 대전 전기에 이 장치가 발명되자, 머지않아 해 넓게 보급한다.기관총이 대구경의 경우에는 대응할 수 없는 것이 결점이지만, 소량지름 기관총의 탑재 방법으로서는, 프로펠러기의 시대를 통해서 주류가 되었다.

• 모터 캐논

V형 엔진의 실린더간에 기관총을 배치해, 프로펠라 샤프트를 중천 구조로 하고, 거기로부터 기관총탄을 발사한다.기관총의 배치 장소가 기수의 중심 축으로 가까운 일, 발사의 반동을 기관총과 결합한 엔진 중량으로 흡수할 수 있으므로, 가장 이상적인 배치가 된다.공랭식에서 주류의 성형 엔진에는 대응할 수 없는 것과 기본적으로 기관총은 1문에만 한정되는 것이 결점이다.

• 리어엔진 방식

엔진의 출력축을 연장해, 프로펠라축과는 감속 기어로 결합한다.기관총탄은 중천의 프로펠라축을 통해 발사한다.상기 모터 캐논에 비해 커지는 점으로는 불리하지만, 모터 캐논으로는 V형 엔진의 뱅크간의 치수를 고려하지 않으면 안 되는데 대하고, 이 방법은 총포의 사이즈에 제약이 적고, 대구경포의 탑재가 하기 쉽다.주된 양산예는 P-39, P-63.

• 푸시맨 방식

프로펠라와 엔진을 조종자리의 뒤로 배치하는 일로, 프로펠라와 탄도의 간섭을 회피한다.비행기의 기체 형상으로서는 주로, 쌍동형식, 앞뒷날개 형식, 무뒷날개 형식을 취한다.전투기의 여명기에는 쌍동기의 원형이라고도 말해야 할, 붐으로 뒷날개를 지지한 형태로 몇개의 기체가 설계되었다.그러나 이 시대의 목제포장복엽기에 푸시맨 형식을 채용하는 일은 구조상의 문제가 있어, 기체 성능을 크게 저하시켰기 때문에, 상기 프로펠라 동조 장치의 보급 후는 소용없게 되었다.전금속제 단엽기의 시대가 된 제2차 세계대전기에 다시 시도되었지만, 실용화할 수 있던 것은 쌍동형식의 서브 21뿐이다.일본에 있어 유명한 해군의 진전은 시험중에 패전을 맞이했다.난점으로서는 프로펠라가 조종자리의 후방에 위치하는 이상, 비상 탈출 때에 탑승원이 프로펠라에 말려 들어가지 않는 듯한 구조(사출 좌석・프로펠라의 파괴 장치등 )가 필요한 일, 불시착시에 엔진이 콕피트를 누를 가능성이 높아지는 것이다.

• 쌍발 형식

엔진을 쌍발로 해 주 날개에 배치하면, 반대로 기수는 기관총의 탑재 장소로서 사네, 한편 프로펠라와 간섭하지 않는다.그렇지만, 엔진이라고 하는 기관총 이상의 중량물을 중심축으로부터 멀어져 배치하는 일은, 현저한 롤율의 저하를 부른다.한편으로 한편 식보다 기수에의 탑재의 자유도는 더해, 대구경, 혹은 다수의 기관총의 배치가 하기 쉽다.이 방식은 야간 전투기에 대해 채용예가 많지만, 하나에는 관측 난도가 크기 때문에, 전술의 주 날개 장비의 결점이 컸으니까이다.

덧붙여 상술한 대로 전투기의 기관총 장비는, 전방으로 고정 장비가 주류이지만, 소수파면서 그 이외의 방식도 존재한다.

• 선회 기관총

초기는 좌석이 하나 있음 전투기에도 선회 기관총은 있었지만, 기본적으로는 복좌 전투기, 혹은 그 이상의 규모의 기체의 장비이다.제１차 대전에 있어서의 복좌 전투기 브리스트르파이타는 성공했다고 말할 수 있다.또 이 성공 체험으로부터 후계기의 호-카・악마등도 만들어져 또 제２차 대전 직전에는 블랙번 락・보르톤포르데파이안트의 2기종이 개발되어 실전에 투입되었다.일차 대전으로의 브리스톨기의 성공은 좌석이 하나 있음 전투기에 필적하는 속도와 운동성, 전방 고정 기관총을 갖춘 다음의 선회 기관총 장비에 있었지만, 락과 데파이안트로 놓친 4 연장 동력 선회총탑만이라고 하는 전방 화력의 결여와 중량 과대한 후방 화력은 습격 기동의 곤란함과 운동성 저하를 불러 실패에 끝났다.

• 경사총/슈레이겜지크

야간 전투기로 행해진 특수한 장비 방법으로서 일본의 야간 전투기의 경사총, 독일의 야간 전투기의 슈레이겜지크가 있다.일독에서 별개에 발상되어 같은 장비에 이르렀지만, 앙각에 차이가 있다.

어쨌든, 프로펠라와 기관총의 문제는, 제트기에의 세대 교체에 의해서 해결을 본다.

기관총의 구경

탄환의 중량에 대해서, 탄환에게 줄 수 있었던 운동 에너지가 큰 만큼, 기관총탄의 초속은 높아진다.공격측, 피공격측 모두 격렬한 기동을 하고 있는 전투기끼리의 공중전으로는, 초속의 빠른 기관총(정도)만큼 피공격측의 회피 시간을 빼앗아, 나아가서는 명중율을 높이는에 유리하다고 된다.구경의 작은 기관총은 초속을 높이기 쉽고, 탄환이 작기 때문에 탑재할 수 있는 탄환의 수도 많이 하기 쉽다.그 한편으로 대구경의 기관총은 초속을 조금 비싸게 희생물의, 포구로부터 나온 후의 공기 저항에 의한 속도 저하가 소량지름보다 적은 것으로부터, 운동성의 낮은 표적에의 원거리 사격에 향하고 있다.또, 탄환 1발근처의 위력이 크고, 작렬탄을 사용할 수 있는 일도, 위력 증대에 공헌한다.

이 마디의 가필이 바람직하고 있습니다.

미사일 만능론

자세한 것은 「미사일 만능론」을 참조

전투기의 경우

공대공 미사일의 발달에 의해, 종래의 기관포는 불필요해져, 전투기는 단순한 미사일의 운반 수단에 지나지 않게 된다고 하는 론이다.공대공 미사일이 첫투입된 실전, 금문포격전에 있어서의 화들주위 전과도 이것을 지지했다.이것이 위해(때문에) 1950년대의 미군의 제트 전투기는 운동성・격투전 능력이 일시 모면적으로 되어, 또 기관포를 중지해 미사일 장비만의 기체도 존재했다.그렇지만 초기의 미사일은 명중율이 작고, 기관포의 폐지는 시기 상조였다.또 적외선 유도식의 미사일은 엔진의 폐열을 쫓을 필요가 있기 위해, 적기의 배후를 잡을 필요가 있어, 오히려 종래의 기관포보다 격투전 능력이 요구되는 것이었다.이것은 베트남 전쟁에 대해 씁쓸한 경험이 되어, 이 이후의 전투기는 기관포의 탑재는 필수로 여겨져 격투전 능력을 중시하는 일이 되었다. 또, 미사일 만능론의 좌절전은 지대공미사일이 요격기를 완전하게 옮겨놓는 것과 상정되고 있어 F-99 보마크는 당초, 무인 전투기 취급으로 F넘버를 붙일 수 있어 개발되었다.이것에 의해서 북미의 XF-103이나 CF-105등의 요격기 개발 프로젝트의 몇개인가는 캔슬에 몰렸다.그러나 평시에 있어 요격기의 스크램블 임무는 즉석에서 위협기를 격추하고 전쟁의 발단을 여는 것은 아니고, 어디까지나 위협기에 압력을 가하고 전쟁의 발단을 열게 한 없게 기관총・로켓탄의 경고 사격등으로 적성기의 의도를 미리 막는 것이 주임무였다.미사일로는 당연히 이러한 격렬한 승부를 연기할 수 없는 것, 만일 지근 거리로의 자폭으로 경고를 실시하는 것이라고 해도 고가에 대하고 코스트 퍼포먼스에 뒤떨어지는 것부터, 이 면에서도 미사일 만능론은 막을 닫는 일이 되었다.

폭격기의 경우

제２차 대전의 전승국은 핵폭탄을 실용화시켜, 냉전시대에 돌입했다.가상 적국의 중추에 폭격을 실시할 수 있는 전략폭격기가 다수 개발되어 이러한 배치가 억제력을 상징하게 되었다.그러나, 예산을 서로 빼앗는 경합 관계에 있는 육군, 해군이 이 사태를 좌시 하고 있는 것도 없고, 육군은 탄도 미사일을, 해군은 당좌에 함상 공격기의 핵운용 능력을 실용화해, 계속 되어 잠수함 발사 탄도 미사일을 실용화해 이것에 대항했다.

이렇게 해 전략폭격기, 탄도 미사일, 잠수함 발사 탄도 미사일은 핵의 세 기둥을 형성했다.

시대의 경과와 함께 지대공미사일의 발달에 의해서 폭격기의 침공은 곤란을 일으킨다고 생각할 수 있게 되어, 세 기둥 중(안)에서 전략폭격기만이 큰폭으로 입장을 잃게 되었다.이 때문에 적영공에의 침입 없고 핵공격을 실시할 수 있는 수단으로서 공대지 미사일을 탑재하게 되어, 이것이 만능 병기이다고 보이게 되었다.또, 폭격기 그 자체에 고속 성능은 구할 수 없어져, 많은 초음속 폭격기가 불채용이 되는 한편, 아음속의 구식의 폭격기가 현역에게 머무는 경향이 생기고 있다.

그러나, 동서간의 핵의 대립의 한편으로 베트남 전쟁등의 대리 전쟁이 발발해, 핵을 사용하지 않는(혹은, 사용할 수 없다) 전쟁이 발생하는 일도 분명해졌다.이러한 전쟁으로는 통상의 폭탄이나 유도 폭탄이 가격 성능비가 뛰어나 미사일보다 많이 사용되고 있어 미사일 만능과는 먼 사태가 되고 있다.

걸프 전쟁의 사막의 폭풍우 작전으로는 이하의 투하 내역이 되고 있다. ^[2]

공격 종별	투하 수량	코스트계	(단순 계산한 1발근처의 코스트)
무유도 폭탄	210,004	$432.0M	$2,057
유도 폭탄	9,342	$298.2M	$31,920
대방사원 미사일	2,039	$510.9M	$250,564
공대지 미사일	5,448	$549.1M	$100,789
TLAM	297	$861.3M	$2,900,000
CALCM	35	$52.5M	$1,500,000

주목받는 것은 TLAM, CALCM의 맹렬한 가격이다.F-16에 의하면, F-16 C의 단가는 1880만 달러이며, TLAM를 7발 박으면 F-16을 1기 추락시키는 것보다 코스트를 소비하게 된다.이 때문, 코스트의 대부분을 차지하는 유도 장치와 엔진을 재이용할 수 없을것인가 라고 하는 시도가 무인 항공기로 연결되어 간다.

중전투기와 경전투기

중전투기와 경전투기(가로줄과 우기와 괘선과 우기)란, 전투기의 설계 사상의 하나.

총론

군이 요구하는 전투기의 성능은 통상, 가상 적국의 항공기에 비해 유리한 공중전을 실시하기 위해 성능 제일 주의에 달리는 것이 많다. 제공권의 확보가 전투를 우세하게 이끌기 때문에(위해)의 필수의 프로세스이며, 그 때문에는 적전투기에 우수한 공중전 성능을 가지는 것이 필요하기 때문에이다.경전투기란, 기술상의 한계에서, 혹은 경제적인 한계, 군수 생산의 형편등에 의해, 성능을 타협해 기체 규모를 축소한 전투기를 가리킨다. 이하에 몇개인가경전투기로 여겨지는 기체를 나타낸다.

• 일식 전투기 「하야부사」
• 3식 전투기 「비연」
• XP-77(시작만)
• SAI.207
• 하인켈 He162
• 포란드낫트(본국으로는 연습기로서만 채용)
• F-5 자유 파이터/F-5 E타이거 II
• 서브 JAS39 그리펜

일본 육군[³]

일본 육군은 쇼와 12년도의 병기 연구 방침으로부터 종래형의 연장선상에서의 신전투기와 기관포 탑재의 시게타케장 신전투기의 병행 개발을 모색해, 다음 13년에 경좌석이 하나 있음 전투기와 중좌석이 하나 있음 전투기(각각 경전투기, 중전투기라고 생략해진다)의 용어를 규정 15년에 그 내용을 명확화시켰다.열강에 비교해 대출력화에 늦어를 취한 발동기 개발이 경무장의 경전투기와의 동시 상영의 개발을 필요로 하고 있던 한편, 경전투기는 전력적인 매력이 부족하고 쇼와 17년경에는 이미 버림을 받은 존재가 되고 있었다.해군계의 발동기인 하 45의 도입에 의해서 대마력 발동기를 손에 넣은 육군은, 쇼와 18년도 연구 방침에서 중전투기가 경전투기를 병탄하는 형태로 「근거리 전투기」를 정의하고 양자를 옮겨놓아 중전투기와 경전투기의 병행 개발 시대는 종료했다.

쇼와 10년 4월부터 다음 11년에 걸치고, 육군 항공 본부 기술 부장 이토 슈 지로 소장을 단장으로 하는 구미 항공 시찰단이 독일・폴란드・영국・이탈리아・프랑스・미국에 파견되고 있다.요즘은 전투기보다 빠른 폭격기 일브레님 폭격기의 첫비행과 거의 시기를 같이 있어, 폭격기의 전금속 단엽화에 의해서 육군 뿐만 아니라 일본해군이나 열강 제국에서도 전투기 무용론이 주창되고 있었을 무렵이다.

• 폭격기가 고속으로 되었던 것 뿐만 아니라, 전금속화에 의해서 복엽 시대의 전투기로 상식적인 7.7 mm기관총2정으로는 파괴 곤란한 일이 사격 실험으로 판명하고 있었다.
• 다만 이 일은 요격 전력의 의의를 부정한 것은 아닌 것에 유의해야 한다.이 시기는 전투기에 취해 곤란한 적은 적전투기보다 고속 폭격기였다, 라고 하는 것이어, 이 문제 의식이 각국 각각의 시게타케장전투기로 연결되어 간다.영국에서는 8총장비의 허리케인 카이하츠, 미국에서는 탑재총의 7.7 mm와 12.7 mm의 혼재 상태로부터 12.7 mm에의 통일화나 P-38 개발, 일본해군으로는 영전 개발이라고 하는 형태로 결실 한다.

시찰단의 보고는 전투기에 한정하지 않고 항공병비전반에 걸치는 것이었다.본항에 관한 물건을 뽑아내면

「폭격기는 각국이 가장 힘을 쏟고 있는 분야에서, 속도의 증진과 공기 저항 감소를 위한 장비법의 개선을 하고 있다.근처 400내지 450킬로의 속도의 것 출현이 예상된다.전투기는 여전히 속도의 증진에 노력이 경주 되어 근처 450내지 500킬로의 것이 출현하려고 하고 있다.이 때문에, 종래와 같은 선회 성능을 요구하는 것은 불가능이 되고, 전투법에도 자연스럽게 변화가 발생할 것이라고 생각된다.」

「발동기의 마력은 순서대로 증대해 1000 마력 혹은 그 이상의 것도 출현하고 있지만, 당분간은 대마력 발동기로서는 700내지 800 마력급이 가장 신뢰성이 있는 것으로서 넓고 실용 되자.무장은, 전투기로는 4총 또는 6총의 기관총을 장비한 것, 혹은 경포 및 기관총 병용의 것이 근처 제식기로서 출현하는 기운에 있다.경포장비의 비행기는 장래 더욱 더 증가해, 20내지 25밀리 부근이 가장 다용되어 38밀리급은 당분간 연구 시대로서 경과하는 모양이다.」

이토 소장은 귀국후, 항공 기술 연구소 소장으로서 연구 방침 심의에 참가하고 있다.쇼와 12년도의 육군 항공 본부 병기 연구 방침 가운데, 좌석이 하나 있음 전투기에 관한 것은 이하대로였다.

 1, 주로 적기 공격용에 이용해 총, 포를 탑재의 2종에 대해 연구스2, 이웃나라에 비교해 항상 성능의 우위를 보관 유지하는 여구노무3, 행동 반경은 300킬로를 표준으로 해 대체로 30 분의 여유를 가져 더 본래의 성능을 해칠 수 있는 바구니 범위에 어라고 할 수 있는 한 400킬로로 연장하는 수단을 강두4, 주요 장비   1, 고정 기관총(포) 2(1)   또한 총수의 증가 줄총, 포의 병용에 관계되어 연구스 2, 무선 장비 일식 

상기의 방침을 기초로 일식 전투기 「하야부사」나 2식 좌석이 하나 있음 전투기 「종규」의 요구가 되고 있다. 13년도 연구 방침으로는 경좌석이 하나 있음 전투기, 중좌석이 하나 있음 전투기의 용어가 등장한다.

 1, 주로 적기의 공격에 용우2, 경좌석이 하나 있음 전투기에 있어라고는 특히 격투전 성능에, 중좌석이 하나 있음 전투기에 있어라고는 특히 속도에 탁월 하게 해      한편 예상 적국의 것에 비교해 항상 성능의 우위를 보관 유지하는 것에 무무3, 행동 반경은 300킬로를 표준으로 해 대체로 30 분의 여유를 가져, 본래의 성능을 해칠 수 있는 바구니 범위에 어라고 할 수 있는 한 600킬로로 연장하는 수단을 강두4, 주요 장비 고정 기관총(포) 장비    경좌석이 하나 있음 전투기총2    중좌석이 하나 있음 전투기포일총2    무선 전화 장비 일식 

중좌석이 하나 있음 전투기가 격투전 성능을 단념해 속도 성능에 좁힌 이유는 중량 문제가 크다고 생각된다.89식 고정 기관총2문에서 약 25 kg인데 대해, 후에 육군 최초의 주력 기관포가 된 일식 12・7모고정 기관포는 한 집안으로 23 kg이며, 상기 「증대 계수」를 그대로 적용한, 경전투기 같은 수준의 격투 성능을 가진 포일총2의 기체를 설계하면 중좌석이 하나 있음 전투기는 경좌석이 하나 있음 전투기의 대략 배(탄환 중량을 계산에 넣으면 한층 더 차이는 벌어진다)의 이륙 중량이 되어 버리는 위, 그런 대중량 전투기에 어울리는 대출력 발동기도 존재하지 않았다.또, 여기까지 중좌석이 하나 있음 전투기의 포장비가 한 집안으로 되어 있는 것도 눈을 끈다.이것은 프랑스의 드보아틴 D520등의 모터 캐논에 영향을 받고 있었다고 생각할 수 있지만, 실시에 불가결이 되는 대마력 수냉 발동기의 입수가 가능성이 희박하다고 보였기 때문에인가, 이 부분은 다음 해의 부분적인 개정으로 포2(혹은 1)로 고칠 수 있었다.

쇼와 15 연도 방침으로는 경좌석이 하나 있음 전투기와 중좌석이 하나 있음 전투기의 방침은 명확한 것이 되었다.겉(표) 형식에서 대비해 본다.

	경좌석이 하나 있음 전투기	중좌석이 하나 있음 전투기
일	주로 적기, 특히 적전투기의 공격에 용우	주로 적폭격기의 공격 및 경좌석이 하나 있음 전투기와의 공동 전투에 용우
2	특히 격투전 성능에 탁월세시무루와 함께 수평 속도도 중시스	특히 속도와 화력취중포력을 탁월세시무 더 상승 속도도 중시스
3	행동 반경은 300킬로를 표준으로 해 500킬로로 연장 할 수 있는 수단을 강두 어느 경우에 있어서도 행동을 위해 1시간의 여유를 유세시무 (여유 시간은 순항 마력에 응하는 시간을 나타내는 이하 같다)	행동 반경은 400킬로를 표준으로 해 600킬로로 연장하는 수단을 강두 어느 경우에 있어서도 행동을 위해 1시간의 여유를 유세시무
4	상용 고도는 4000내지 7000미 토스	상용 고도는 경좌석이 하나 있음 전투기에 준않다
5	주요 장비 1.사격 장비 고정 기관총2 2.라디오 커뮤니케이션 장비 일식 3.기관포 장비 및 경멸 되는 분 정도 측정기 장비에 대해 연구스	주요 장비 1.사격 장비 고정 기관포2 고정 기관총2 2.라디오 커뮤니케이션 장비 일식 3.총수의 증가, 경멸 되는 분 정도 측정기 장비 및 특수 폭격 장비에 대해 연구스 4.주요부를 장갑스
6	특별 장비로서 우기 장치, 설상 장치 및 이착륙 제한 장치에 대해 연구스

상기표로부터 읽어낼 수 있는 것은

• 중전투기를 일부러 별도 기준으로 기술하고 있다고 하는 일은, 이 시점에 이르러도 더 전금속 단엽의 고속 폭격기의 격퇴가 일대 곤란일이다, 라고 인식되고 있는 것
• 경좌석이 하나 있음 전투기여도 시게타케장화가 바람직하다고 여겨진 것
• 중좌석이 하나 있음 전투기는 「경좌석이 하나 있음 전투기와의 공동 전투」에 용우, 어떤 이상 대전투기전을 버린 것이 아닌 것
• 중좌석이 하나 있음 전투기는 경좌석이 하나 있음 전투기보다 고속으로 행동 범위가 넓고, 화력이 크게 방탄이 뛰어나 또 전투 폭격기적인 용법까지 희망되고 있던 일종의 만능 전투기인 것

이다.반대로 말하면 중좌석이 하나 있음 전투기가 순조롭게 대량 장비할 수 있다면 대전투기전 밖에 도움이 되지 않는 경전투기는 쓸데없는 것이 된다.

이 방침아래에서 중전시중간기키 60및, 경전키 61( 후의 3식 전투기 「비연」), 경전키 62, 중전키 63, 중전키 64가 우선 요구되었다.키 60이 중간기로 되어 있는 것은 「중전투기는 우선 20밀리포를 쌓은 중간기를 완성시킨다」라고 할 방침이 존재한 것에 의한다.

이렇게 해 한 번에 5기종이 요구되었지만, 순조롭게 계획이 진행한 기종은 하나도 없었다.

• 키 60은 당초부터 DB601 및 그 국산화 발동기는 중 싸움에 사용하려면 마력 부족하다라고 보이고 있었다
• 키 61은 계획하고 있던 이스파노계의 미츠비시 수냉 발동기가 미완성이었다
• 키 62는 발동기를 하 115로 지정해 있었지만, 이것은 현시점 심사로 고전하고 있던 키 43의 성능 향상 계획( 후의 하야부사2형)과 같은 이상, 얻을 수 있는 성능도 동일한 정도이며, 신규에 계획하는 의미가 불명했다
• 키 63은 탑재 발동기의 후보조차 좁힐 수 없었다
• 키 64는 실험기로 성격을 바꾸고 있었다

15 연도의 계획이 거의 모두 좌절이라고 하는 상황하, 16년 봄에 육군은 미츠비시에 요구한 키 65 습격기를 계획 변경해, 중전투기의 요구로 전환하고 있다.이것은 해군의 14시국지전투기를 육군에 맞춘 작은 변화갱으로 채용해, 만주 비행기로도 전환 생산하자고 하는 것이었지만, 14시국지전투기의 개발 난항에 의해서 계획은 흘렀다. 이 시점에서 개발 전망이 없을 계획 번호의 재검토, 집약도 시작되어 있었다.

• 키 60중좌석이 하나 있음 전투기로서는 성능 부족, 경좌석이 하나 있음 전투기로서의 채용이 검토되는 것도, 불채용에
• 키 61 DB601의 국산화에 목표가 붙어, 게다가 그 발동기를 최우선으로 할당할 수 있고 있던 키 60이 불채용이 된 것으로부터 하 40 탑재로 시작에.16년반바에는 발동기와 무장의 강화로 중좌석이 하나 있음 전투기화 계획이 부상한다
• 키 62하 45를 쌓아 중전과 경전의 중간적 기체로 하는 일도 일시 검토되었지만, 키43-Ⅱ( 후의 하야부사2형)를 키 62로 간주해, 사실상 계획 중지
• 키 63키44-Ⅲ를 키 63으로 간주한다

유럽 전선의 양상도 전해져, Bf109 수입 계획(심사 결과에 따라서는 국산화를 검토)등도 진행되는 상황하로, 육군 항공 본부와 항공 기술 연구소는 경좌석이 하나 있음 전투기에 열의를 잃어버리고 있었다. 16년말에 첫비행, 590킬로를 기록해 중좌석이 하나 있음 전투기보다 빠른 경좌석이 하나 있음 전투기가 된 키 61은 무장 강화되어 배치되어 발동기 강화와 호 5 탑재가 이루어진 키 61Ⅱ, 키 61Ⅱ개( 후의 비연2형)는 항공 본부에 의해서 중좌석이 하나 있음 전투기로서 다루어지고 있다.

또 하나의 제식화 된 경좌석이 하나 있음 전투기인 하야부사도 남방 진출용의 장 항속 거리 전투기가 필요라고 하는 판단으로 채용된 것을 생각하면, 결국 육군은 연구 방침 그대로의 순수한 경좌석이 하나 있음 전투기를 만들 수 없었다고 말해 좋다.

그리고 키 61의 탑재하는 하 40, 하 140에도 문제가 있었다.그것은 발동기의 공정수로 말하면 미츠비시, 나카지마의 공냉 발동기에 비해 3~4배 가까운 가공 시간을 필요로 하는 생산성의 낮음이어[⁴], 키 61은 주력인 자리를 담당할 수 없는 존재였다.

이러한 안, 키44-Ⅲ와 「키 62의 하 45 탑재안」의 두 개의 계획을 통합한 형태로 키 84( 후의 질풍)가 16년말에 요구되고 있다.시작을 17년 5월에 명한 이 계획은 일본해군식에 말하면 17시의 계획이며, 해군이면 예가 아니고, 그 개량형을 일제히 지정되어 있던 참이지만, (전단층의 계획인 키44-Ⅲ가 하 145로 계획되고 있었음에도 불구하고) 키 84는 하 45를 지정되어 화력을 20 mm포2문, 12.7 mm포2문으로 한, 소극적이고 실현성을 중시한 계획이었다. 4식 전투기 질풍 제식까지의 육군 전투기 전력은 이하의 문제를 떠안게 되어, 키 84의 요구는 태평양전쟁중에 육군 항공 행정이 내린 결정 중(안)에서 결과적으로 가장 유익했다고 말할 수 있다.

• 일식 전투기 「하야부사」(제식제)：화력과 속도 부족.
• 2식 좌석이 하나 있음 전투기 「쇼키」(제식 직전)：발동기의 신뢰성 부족.2형의 하 109도 정비에 난이 있는 저신뢰성 발동기이며, 육군이 요구한 중전투기에도 불구하고 「순조롭게 대량 장비」에는 멀었다.
• 2식복좌 전투기 「도용」(제식 직전)：속도 부족하고 대전투기용의 기재로서는 실격했지만, 대폭격기 전투 및 습격기로서 간신히 활약.
• 3식 전투기 「비연」(제식전)：발동기의 정비성 뿐만이 아니라, 생산성에도 난유리로, 2형이 등장해도 대량 장비는 기대할 수 없다.

해군계의 하 45의 도입이라고 하는 형태라고 해도, 대량 배치에 응할 수 있는 대출력 발동기에 전망이 붙은 것으로 쇼와 18년도 방침에 대해 육군은 요구 전투기의 분류를 지금까지의 「경좌석이 하나 있음 전투기/중좌석이 하나 있음 전투기」(복좌 전투기의 방침은 쇼와 15 연도 방침으로 소멸하고 있던[⁵])(으)로부터 「근거리 전투기/원거리 전투기」로 변경하고 있다.경좌석이 하나 있음 전투기는 중좌석이 하나 있음 전투기에 병탄되는 형태로 「근거리 전투기」에 분류되어 20밀리포2문, 30밀리포일~2문을 가진다고 여겨지고 있는 것이다.경전투기의 존재가 소멸한 것으로 성능 제일 주의가 되었던 것이 명확하게 아는 연구 방침이 되고 있다.

 근거리 전투기 임무 적기 특히 적전투기의 공격에 임두 기초 요항 1.적국 최우수 전투기에 대해 필승을 기할 수 있는 것 2.수평 속도에 탁월 하게 해 한편 상승력을 중시해 경쾌성을 해 이것에 조화세시무 3.행동 반경은 500 km로 해 800 km로 연장해 이득 해 무 　어느 쪽의 것한 경우에 대해도 행동을 위해 1시간, 공중전투이기 때문에 30 분의 여유를 유세시무 4.상용 고도는 400 m내지 11000 m토스 5.무장은 20 mm기관포 2 30 mm기관포 1~2를 표준토스 6.경멸 되는 항법 및 통신 장비를 구비세시무 7.주요부의 방호에 유의스 적용 1.수평 속도는 750 km를 목표토스 2.40 mm기관포의 장비에 대해 연구스 3.설상 장치에 대해 연구스 4.쇼와 21년 3월을 목표로 해 심사 완성에 노무루의 토스 

이 분류의 뒤에 3식 전투기2형의 목없음기 문제가 다루어져 5식전이 태어나게 된다.속도가 저하한 이 기체는 경전투기로 되어 있지만, 이것은 예외적인 것인 것과 동시에 육군이 「경전투기」라고 하는 용어에 「임시적인 존재」 「대용 전투기」라고 하는 의미를 담고 있던 일도 알아 흥미롭다.

미 공군

제트기의 발달과 함께 기체가 대형화, 고가격화하는데 대해, 한정한 성능으로 현유 주력 전투기보다 염가로 정비 가능한 것을 목적으로 한 간이적 전투기를 경전투기(경량 전투기)라고 부르는 일이 있다.의식해 이 방향으로 턴 서쪽 전투기는 F-104 스타 파이터[⁶]이 영국의 포란드낫트와 함께 최초기의 물건이다.F-104의 초기형은 M61 가트링포와 익단의 Sidewinder 2발(따라서 익단 포인트를 증조와 교환하면 무장은 M61 가트링포에만 된다)에 무장을 둔 대신에, 높은 가속 성능, 상승 성능을 발휘해, NATO 제국에 있어서의 요격기의 표준이 되었다.

그러나, 미국에서는 SAGE 시스템과의 링크 능력이 부족해 레이더 유도 미사일을 장비하지 못하고, 항속력도 짧은 F-104는 F-106의 전에 그림자의 얇은 존재가 되었다.그 후도 F-5 자유 파이터/F-5 E타이거 II는 도상국 전용으로 대부분을 수출해 히트작이 되고 있다.

미국 공군은 F-15의 조달을 목론 그리고 있었지만, 고비용등에 허덕이는 의회의 압력에 의해서 1972년, LWF:Light Weight Fighter(직역하면 경량 전투기) 공모를 실시했다.1위로 선택된 제너럴 다이내믹스안, 2위로 선택된 노스롭안에 실용성유리와 의회는 판단해, ACF( Air Combat Fighter )로서 실용화를 도모할 수 있다.이것은 그대로 F-15의 조달수삭감이 되기 위해 국방총성은 반대했지만, 의회에 잘라져서 F-16을 제식화했다.당초는 레이더 유도 미사일을 탑재하지 않는 낮격투 전투기라고 하는 위치설정이었다.그러나 개발이 진행되는 것에 따라 대지 공격 능력이 부가되어 당시의 주력 레이더 유도 미사일인 AIM-7을 유도할 수 없는 것으로부터 오는 사정이 짧은 결점은 미사일 자신이 레이더를 가져, 자기를 유도하는 AMRAAM가 등장하는 것으로 보충해져 당당한 멀티 롤 파이터라고 부를 수 있는 기체가 되었다.

F-16은 이미 경전투기라고 하는 장르에서는 탈각했다고 말해 좋지만, 이상의 개발 경위를 가지기 위해서 경전투기로 불리는 것도 드물게 있다.

F-15가 고가의 일로부터 수출이 한정된 것에 대해, F-16은 NATO 제국으로부터 개발 도상국까지 세계 각국에 수출된 베스트셀러 전투기가 되었다.바로 그 미국 공군에 대해도, 수상으로는 F-16 쪽이 압도적으로 많아, 주력기가 되었다.F-15는 고가이지만이기 때문에 손모율의 큰 근접 지원 임무에의 투입은 경원되어 거의 순수한 제공 전투기, 그리고 발전형의 F-15 E는 F-111 후계의 저공 침공형 전투 폭격기로서 운용되고 있는데 대해, F-16은 제공 부대 뿐만이 아니라, F-15에 비교해 염가로 있기 위해 손해가 허용 된다고 하여 A-10의 후계기로서 근접 지원 공격에도 충당되어 공존해가 되고 있다. F-15도 통상 폭탄이나 유도 폭탄을 장비 가능하고, 근접 지원을 실시하는 능력은 가지고 있다.실시하지 않는 것은 단순하게 손모 리스크와 조달 코스트의 문제이며, 그 의미로는 F-16은 F-15에 대한 경전투기로 계속 있고 있다고 말할 수 있다.

쌍발 호위 전투기론

쌍발 호위 전투기론(쌍발 호위 공중 목욕탕 와라 )이란, 적지에 침공하는 폭격기를 호위 하는 전투기의 필요성・유용성에 대한 논의이다.

1930년대 중반부터 폭격기의 항속 거리가 장 타이카 해, 요격 전투기의 발동기 출력을 따라잡을 수 없는 상황이 일시적으로 태어났다.저출력 발동기 밖에 없다고 하는 것은 상승에 시간이 걸리는 요격측은, 고도와 속도를 확보해 주어 오는 침공측을 포착할 수 없다고 하는 것이어, 여기로부터 침공 측에는 호위 전투기는 불필요하다라고 하는 전투기 무용론이 태어났다.

그 한편, 역시 호위기는 필요하고, 그것을 위한 전투기로서 전방이나 후방에 기관총좌를 붙인 쌍발의 소형~중형기가 필요・유용하다라고 하는 의견이 있었다.발동기의 저출력을 쌍발로 하는 것으로 커버하면서, 중량물인 엔진이 날개에 존재하기 위한 운동성의 저하를 복수의 총좌로 사각을 없애는 것으로 커버하려고 하는 생각이다.이렇게 해 독일에서는 Bf 110, 일본에서는 달빛이나 도용이 만들어졌다.쌍발 호위 전투기에 영향을 받은 미국기로서는 YFM-1(시작만)이나 그 후의 XP-58등을 들 수 있다.

그러나 실전에 대해서는, 쌍발 호위 전투기는 경쾌하고, 속도가 거의 동등한 단발 전투기에는 대항하지 못하고, Bf 110에 대해서는 Bf 109가 호위에 붙는 등이라고 하는 사태가 되어, 후에 호위 임무로부터 떼어졌다.달빛이나 도용도 정찰기나 야간 전투기로서 사용되게 되었다.최종적으로 이 계통으로부터 나온 기체는 수반호위가 없는 상황하의 대형기에의 요격, 지상 해상 습격에 대해서만 성공으로 간주해지게 된다.

결국, 가변 피치 프로펠라의 실용화에 의해 순항시의 항공기의 연비가 큰폭으로 개선된 결과, 폭격기와 동등의 항속 거리를 가져 동일 행동을 잡히는 단발・좌석이 하나 있음 전투기로서 영전이나 하야부사, P-47, P-51이라고 하는 기종이 출현한 것으로, 이 논의에 종지부가 맞은 것이 된다.덧붙여 유사한 「아이디어 넘어져」에 끝난 기종으로서 폭격기를 베이스로 다수의 기관총좌를 장비한, 익단 원호기가 있다.

덧붙여 성공한 쌍발 전투기로서 알려진 미국의 P-38은, 폭격기에 수반 하는 호위기로서 필요한 능력을 갖추고 있었다.그러나 같은 비행기는 원래 육군이 제시한 요격기의 요구에 대해, 필요한 속력과 대화재력을 확보하기 위해서 쌍발폭격기로 여겨진 것이어, 유래에 대해 1930년대의 쌍발 호위 전투기론과는 전혀 관계가 없다.좌석도 쌍발 호위 전투기가 복좌, 혹은 3좌였는데 대하고, 원래가 요격기인 P-38은 좌석이 하나 있음이며, 장거리의 비행은 파일럿에 고통을 강요하는 일이 되었다(이것은 전술의 단발・좌석이 하나 있음 전투기에도 말할 수 있는 일이었고, 또, 그런데도 P-38은 록히드측의 재량으로 장거리 비행의 부담을 경감하는 콕피트 설계로 하고 있었다).게다가 튼튼하고 급강하 속도가 빠른 반면, 선회 성능이나 급상승 성능이 단발 좌석이 하나 있음기보다 낮기 때문에, 전투기 상대에게는 급강하 돌격으로부터의 일격 이탈 전법을 중심으로 싸우지 않을 수 없지 않고, 그것을 실시하면 재상승할 때까지 일시적으로 폭격기의 호위 요원이 적게 되어 버린다고 하는 문제도 가지고 있었다.

또, 제2차 세계대전 말기에 시작된 일본군의 쌍발 전투기에 대해서는, 선회시에 있어 좌우의 엔진의 한쪽의 출력을 올린다고 하는 방법으로, 단발 전투기 이상의 운동성을 발휘한 기체도 볼 수 있던[^{요점 출전}]이, 결국 그것들 기체는 제식 채용이 이루어지지 않은 채 종전이 되었다.

또, 독일에서 야간의 대폭격기 전투기로서 쌍발 전투기가 등장하면, 다시 쌍발 호위 전투기의 요구가 생기게 된다.쌍발 전투기는 단발 전투기에 운동성으로는 미칠 수도 없었지만, 적이 쌍발 전투기이면 같은 쌍발 전투기로 대항 가능해졌던 것이다.유럽전에서 야간 폭격을 담당한 사카에 공군은, 원래 고속 폭격기로서 만들어진 모기의 야간 전투기형을 만들도록(듯이) 명해 폭격기에 수반 시켰다.

미국의 P-61 야간 전투기는 요격 전투 뿐만 아니라 야간에 있어서의 폭격기의 호위 전투기라고 해도 계획되었지만, 완성 시기가 늦고 유럽전에게 주는 영향은 대부분 없고, 주로 일본의 야습을 요격 하는 것으로 활약했다.

제２차 대전 말기부터는 제트 전투기 시대로 들어가고 있었다.이 때 미 육군은 전략폭격기 B-36을 개발하고 있었지만, 이 시대의 제트 엔진에 유리한 기껏해야 번순항을 했다고 해도 더 연비가 나쁘고 제트 호위 전투기의 실현은 곤란하다고 보여지고 있었다.또, 장대한 항속 거리는 단발 전투기로의 호위도 곤란하다고 보여지고 있었다.그 때문에 장거리 호위 전투기로서 P-82 전투기가 개발되고 있다.이것은 쌍발 호위 전투기론의 재탕이라고 볼 수 있을지도 모른다.

덧붙여 운동성에 대해 쌍발폭격기는 단발기에 이르지 않는다고 하는 것은, 중량물인 엔진 블록을, 프로펠라의 도망을 고려하고 좌우에 떼어 놓지 않을 수 없는, 통상 형식의 레시프로기에 있어서의 상식이다(실기로의 큰 성공은 보이지 않았지만 곶형 쌍발이라고 하는 형태이면 운동성에의 영향은 줄일 수 있다).제트 엔진의 경우는 소형이면 있는 만큼 출력 효율이 높은 경향에 있는 것으로, 동체내에 넣는 것조차 가능하고 롤 방향의 운동성을 저해하지 않기 때문에, 대형 엔진 단발보다 소형 엔진 쌍발 쪽이, 보다 경량에 결정되어 운동성도 높다.F-5 전투기나 MiG-19 전투기는, 쌍발이지만 높은 운동성을 가지는 일로 알려진다.현대 전투기로 소형기에는 단발의 것이 많은 것은, 코스트와의 균형에 의하는 것이다.

전천후 전투기

이 마디의 가필이 바람직하고 있습니다.

속도 성능

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운동성과 안정성

항공기의 비행에 있어서 중요한 것은, 조종자의 의사에 반하고 기체가 움직이는 무사히 안정되어 비행을 계속하는 능력과 조종자의 조작에 반응하는 능력, 운동성이다.이 양자는 오랫동안 모순되는 것이었다.조종자의 조작에 기민하게 반응하는 항공기는, 횡풍 등 외력에도 기민하게 반응하기 위해(때문에), 안정성에 뒤떨어진다.그러나, 최저한의 안정성조차 없으면 원래 비행 자체가 어려워진다.

안정성

자세한 것은 「비행기의 안정」을 참조

제일 단순한 예로서 1 G의 수평 균형 비행을 계속하는 경우를 상정해 본다.후술 하는 CCV 설계 이전에 행해지고 있던 컨벤셔널인 형식의 비행기의 경우, 이하의 조건이 필요하다.

• 각 익의 양력의 합성 벡터가, 중심점으로부터의 중량 벡터와 서로 매다는 것
• 공력 중심이 중심보다 뒤로 존재하는 것

공력 중심이 중심보다 전에 존재하는 경우, 미소한 옆미끄럼을 일으킨 것만으로 풍향계계와 같이 회전해 버려, 사실상 비행할 수 없다.이것을 풍향계 안정의 부족이라고 한다. 같은 것은 수평면 뿐만이 아니라 수직면에서도 말할 수 있다.

기체 중(안)에서 가장 공기력을 받는 부분은 양력을 발생시켜 기체 중량을 지지하는 주 날개이며, 주 날개의 풍압 중심은 중심보다 뒤로 둘 필요가 있다. 그리고, 이 일은 중심과 양력과의 벡터가 서로 매달지 않는 것을 의미하기 위해(때문에), 중심의 전방으로 양력을 발생시키기 전익이 필요한가, 주 날개의 후방에 아래로 향한 양력을 발생시키는 수평꼬리, 혹은 그 양쪽 모두가 필요한 일을 의미한다.

그러나, 전익으로 양력을 부담시키는 것은 기체 전체의 공력 중심이 전진하는 것이어, 풍향계 안정을 보상하기 위해서 중심을 전진시키는지, 큰 수직꼬리를 마련할 필요가 있어, 전자는 더욱 더 큰 전익을 요구해 설계가 발산한다.후자는 저항의 증대로 연결된다.또, 중심 위치에 따라서는 동체의 강도가 요구된다. 이것에 대해, 주 날개 후방에 수평꼬리를 마련하기 위해서는 후부 동체가 필요하지만, 이것은 공력 중심이 한층 더 후퇴하는 것을 의미해, 안정성을 확보할 수 있다.또, 동체에 걸리는 힘은 중심으로부터 주 날개 부착부까지 특히 집중해, 구조 강도(나아가서는 중량)를 최적화할 수 있다.그 때문에, 많은 기체로는 수평꼬리와 수직꼬리를 기체의 후단에 마련하고 있다.단점으로서는,

1. 기체 중량 이상의 양력을 주 날개가 발생시킬 필요가 있어, 항력이 증대한다
2. 수평꼬리가 부의 양력을 항상 발생시키기 위해, 여기에서도 항력이 발생한다

이 2점부터 비행기로서의 효율은 전익식보다 저하해 비행에 필요한 출력도 많아진다.특히 후자는 기체 전체로 보았을 경우, 부양하기 위한 양력을 탕진하고 있던 것이라도 있어, 순수하게 손실에 지나지 않는다.그러나, 안정성을 얻기 위한 거래로서 CCV 설계가 실용화되기 전은 어쩔 수 없는 것으로 되어 있었다.

음속 전후로는 공력 중심이 전후 해, 또 양력의 발생 메커니즘이 아음속으로는 날개 주변의 소용돌이를 이용한 것으로부터 초음속으로는 유체가 날개 밑면에 해당되는 반력을 이용한 형태에 가깝게 된다.이 일로부터 주 날개의 뒤류도 격렬하게 변화해, 뒷날개 기로는 격렬한 탁 언더나 피치 업을 발생해 안정을 잃는 것이 있다.직선날개의 경우, 공력 중심이 아음속으로는 전연으로부터25% 부근이었던 물건이, 음속으로0% 부근에, 초음속으로는50% 부근으로 이동한다.그 때문에 비록 탁 언더나 피치 업을 억제해 넣는 것에 성공해도, 모멘트의 관계로 초음속의 수평꼬리는 하향 양력을 크게 하지 않으면 안 된다.

이 음속 전후의 공력 중심 이동이 비교적 적게 안정되어 있는 것이 델타날개로 되어 있는[⁷].다만 무뒷날개 델타의 경우는 뒷날개에 상당하는 부분으로서 날개 후부에서 부의 양력을 발생시킬 필요가 있어, 역시 효율을 벌기 어려운 일과 고양력 장치를 가질 수 없는 것으로부터 이착륙 거리가 길어지는 것이 결점이다.

중심 위치가 후퇴했을 경우는 안정성을 잃어, 비행을 할 수 없게 된다.중심 위치가 극단적으로 전방으로 옮겼을 경우도 수평꼬리로 기수 인하를 지울 수 없게 되어, 비행 불가능하게 된다.민간기로는 연료 탱크는 중심 부근에 놓여져 연료 소비가 안정에 영향을 주지 않게 배려되고 있는 것이 많지만, 군용기는 더해 드롭 탱크나 폭탄, 기관총탄을 탑재해, 전장에서 소비, 투하하기 위해(때문에), 이것도 설계에 대해 충분히 고려해야 할 점이다.그 때문에 많은 기체로는 이러한 탑재물은 중심 부근에 놓여져 있다.이것들 공격을 중심 부근에 둘 수 없는 경우, 혹은 중심과 공력 중심이 떨어져 있는 설계로 기외 공격을 탑재하는 경우, 안정성에 마진을 확보할 필요가 있다.

중심 위치의 변동에 신경을 쓰는 항공기로서 잊을 수 있는 쉽상이지만 낙하산 투하를 실시하는 수송기도 들 수 있다.투하구에의 병원・차량등 이동, 그리고 투하와 단번에 중심 위치가 변동하기 위해(때문에), 뒷날개 면적을 크게 취할 필요가 있다. 또, 피탄 기회가 많은 근접 항공 지원기 등은 뒷날개의 일부를 잃어도 안정을 유지할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.

그 한편으로 안정성은 운동성과 트레이드 오프의 관계이며, 안정성이 과잉인 기체는 운동성이 저하하기 위해, 쌍방의 밸런스를 취하는 일도 설계의 소중한 포인트가 된다.운동성이 요구되는 전투기나, 레시프로기 시대의 급강하폭격기, 뇌격기의 설계는, 다른 기종부터 안정성을 타협한 설계로 하는 예가 많다.

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CCV 설계

군용기의 설계에 대해 제２차 대전 종료후의 1940년대 후반부터 천음속~초음속 전투기의 개발을 시작할 수 있고 있다.동압의 증대로부터 인력으로의 조타는 곤란하게 된다고 생각할 수 있고 있어 F4D는 유압 조타와 인공 감각 장치를 도입한 최초기의 기체에 해당된다.상기의 천음속으로부터 음속 돌파까지의 특성 변화에 연구 부족의 면이 있어, F4D는 세로 안정을 보정하는 장치가 부가되어 실용화된[⁸].

1949년 개발 개시, 1953 연초 비행의 F-100에 의해서 초음속 시대는 막을 열었지만, 그 1953년에 개발 개시된 캐나다의 CF-105는 조종간과 유압 장치와의 사이에 완전하게 컴퓨터를 개입시킨 플라이・바이・와이어(FBW)로 1958년에 첫비행했다.CF-105는 후에 예산 상승으로부터 개발 중단이 되지만, 항공기의 제어 기술에 큰 발자국을 남겼다고 말할 수 있다.

시대를 병행해 가변익의 도입도 시도되었지만, 후퇴각의 변화에 의해서 비행 특성이 변화하기 위해(때문에) 조종성이 현저하게 뒤떨어지는 것이 문제가 되었다.그렇지만 SAS나 CAS라고 한, 조종 계통에 전자 제어를 더해 자동 보정하는 시스템이 도입된 일에 의해, F-111에 대해 간신히 가변익이 실용화를 보았다.그리고 F-15는 가변익은 아니지만, CAS의 도입에 의해, 공력적 설계만 울리는 전자 제어로 기체의 안정성을 높이고 있는 일로 알려진다.

이러한 시도와 디지털 컴퓨터의 능력 향상으로부터, 안정성을 공력으로 수동적으로 확보하는 것이 아니라, 동익제어로 「만들어 낼 수 있는 것은 아닌가」라고 하는 발상이 태어난다.그것이 동익등에 의한 제어(컨트롤)를 기체 형상 정의(배치)에 포함시켜 설계한 기체(비클), CCV(Control Configured Vehicle) 설계이다.

CCV 설계를 실시하는 것으로 이하의 메리트를 얻을 수 있다고 여겨지고 있다.

1. 안정성을 부록 할 수 있게 되므로, 자유도의 높은 기체 형상을 잡히는 것
2. 중심 위치 변동에의 허용도를 더할 수 있는 것
3. 뒷날개 면적 삭감, 혹은 뒷날개 철폐에 의한 저항 감소
4. 운동성의 향상
5. 구조의 경량화
6. 승차감의 개선

(3-6에 대해서는)[⁹]

수동 안정성을 버리기 능동 제어를 실시하는 것으로 고효율인 항공기를 낳는 것이 근저에 있는 개념이다.

이렇게 해 기존기를 개조하는 형태로 CCV 실험기가 몇개인가 시작되었다.최초로 실용화된 CCV 설계기는 F-16이며, 이 기체는 아음속으로의 공력 중심 위치가 중심 보다 약간 전에 위치해, 돌풍등으로 피치 업을 일으키면 그대로 실속 각도까지 피치 업을 계속하는 공력적 불안정함을 가져서까지 기동성을 추구하고 있다.그 때문에, 발산전에 컴퓨터가 적당 누르는 조타를 자동으로 실시하는 것으로 정상 비행하고 있다.

항공 자위대의 F-2로는 더해 조종간을 동익에의 입력으로 간주하는 것이 아니라, 기체의 운동 방향을 지시하는 장치이라고 간주 최적 제어를 컴퓨터가 판단해 동익을 복수 제휴시켜 기동성을 향상시키고 있다.(조종간을 당겨 기수 인상의 입력에 승강타 뿐만이 아니라 플랩・엘 론까지 활용해 자세 변화를 실시하는 등 )

또, F-117과 같은 공력에 의한 수동 안정성을 방폐해, 스텔스성을 최우선 한 설계의 기체를 비행시킬 수 있는 것도, CCV 설계 있던 이야기이다.B-2 폭격기는 첫 실용 전익기이지만, 컨벤셔널인 전익기의 설계로는 중심 위치와 공력 중심의 관계로부터 후부의 날개-후퇴각을 가지는 경우는 익단측-로 부의 양력을 얻어 안정성을 확보하도록(듯이) 반전 캠버날개, 혹은 익단 비꼼 인하를 사용할 필요가 있어, 효율이 저하하게 된다.그러나 공표 도면, 공표 사진으로는 익면에 그러한 날개 단면 형상 변화는 보지 못하고, 안정성은 CCV 설계와 FBW로 확보하고 있다고 판단 가능하다.

F-16이후의 전투기・공격기의 상당수는 CCV 설계아래에서 개발되는 것이 일반적이 되었다.오늘로는 그 움직임은 수송기, 여객기에도 퍼지기 시작하고 있다.

운동성

핸들을 자르면 그대로 선회할 수 있는 자동차와 달라, 비행기의 수평 선회는 이하의 순서를 밟는다.

1. 선회하고 싶은 방향으로 엘 론이나 스포일러로 뱅크를 잡아 양력을 비스듬하게 발생시켜, 수평 성분을 선회 방향에 향해 구심력을 만든다.
2. 그대로는 양력의 연직 성분이 감소해, 고도를 잃으므로 승강타로 기수 인상 자세를 만들어, 양력을 늘린다.항력도 증가하므로 속도를 유지하는 경우는 스로틀을 더욱 열 필요가 있다.
3. 기수가 목적 방향으로 향하면, 뱅크를 되돌려, 승강타로 자세를 되돌린다.

제１차 대전시는 전투기간의 속도차이가 작고, 대부분이 최대 180 km/h전후, 참가 전투기중 최고 속도였던 프랑스의 스팟드 S.XIII에서도 218 km/h이며, 선회율의 대비는 선회 반경의 대소라고 하는 형태로 거의 파악 되어 있었고, 작은 회전이 효과가 있는 기체가 격투전에 강하다고 하는 도식도 직감적으로 알기 쉬운 것이었다.

제２차 대전에 이르러 선회 반경에 가세해 선회율도 선회 성능의 기준으로 여겨지게 된다.선회율과는 선회에 있어서의 각속도이지만, 군에 따라서는 각속도를 360도 선회에 걸리는 시간(선회초시)의 형태로 파악하고 있는 것이 있다.역수의 관계가 되는 것만으로 본질은 변하지 않다. 그리고, 속도를 유지한 채로 선회할 수 있는 최대 선회율을 최대 유지 선회율 이라고 하여, 속도를 잃으면서에서도 더욱 선회권의 안쪽에 들어가 발휘할 수 있는 최대의 선회율을 순간 최대 선회율이라고 한다.

구심력 F를 요구하는 식은 ${\displaystyle F=mr\omega ^{2}}$  하지만, 이 식의 양변을 질량으로 나누면 ${\displaystyle a=r\omega ^{2}}$  되어, 즉 선회율의 제곱에 파일럿에 걸리는 향심 가속도 a는 비례한다.여기로부터 선회의 귤나무 사노 표현에 가속도를 사용하는 일이 있어, 그 때의 단위로서 중력가속도 G, 즉${\displaystyle 9.8m/s^{2}}$ 하지만 다용된다.

선회중은 저항이 증가하므로, 유지 선회를 하려면 직선 비행보다 많은 출력을 낼 필요가 있다.반대로 말하면, 최대 유지 선회율이 0이 되어, 선회 반경이 무한대가 되는 속도가 그 기체의 최대 수평 속도라고 하는 것이 된다.무엇보다, 대추진력으로 마하 2를 넘는 전투기의 경우는 기체 구조의 내열 온도와 터빈 입구 온도로 최대 속도가 제한되어 최대 속도에서도 가속이나 선회 여력을 남기고 있는 것이 대부분이다.

선회율에는 이하의 이유로 발휘 가능치에 상한도 있다.

• 파일럿의 생리적 한계.내G슈트 없이는 5 G전후가, 내G슈트를 착용해 훈련한 인간이라도 9 G가 한계에서, 그 이상의 G를 걸치면 블랙 아웃에 빠진다.
• 기체의 구조 강도의 한계.제２차 대전기로는 7 G~8 G전후의 요구에 안전률을, 현대의 전투기로는 9 G의 요구에 안전률을 곱해 만들어져 있는 것이 많다.
• 실속 한계.저속으로 대양력을 내려면 영각을 늘릴 필요가 있지만, 실속영각에 이르면 그 이상의 양력은 낼 수 없게 된다.

비행기의 저항은 형상 항력이 속도의 제곱에 비례해, 유도 항력이 발생 양력의 제곱에 비례, 속도의 역수의 제곱에 비례한다. 즉, 2 G의 선회로는 유도 저항이 4배, 4 G의 선회로는 16배가 되어, 선회로는 유도 저항이 지배적인 파라미터가 된다.

최대 유지 선회율을 높게 하기 위해서는

• 주 날개 면적을 늘려, 기체 중량을 줄여 익면하중을 낮게 하는 것
• 양력의 증대에 수반해 유도 항력도 증대하므로 주 날개의 어스펙트비를 늘리는 것
• 항력 증대에 지지 않게, 대추진력의 발동기를 탑재하는 것

하지만 유효하게 된다.그러나

• 어스펙트비의 높은 주 날개는 롤율을 저하시켜, 뱅크 확보에 시간이 걸려 불리가 되므로 어스펙트비를 늘리기에도 한도가 있다.
• 주 날개 면적을 늘리는 것은 기체의 저항을 늘린 것이라도 있어, 속도 성능을 저하시키기 위해, 이것에도 한도가 있다.

딜레마가 없는 선택사항은 대추진력의 발동기 탑재 밖에 없다.

순간 최대 선회율은 속도가 저하해도 더 선회율을 끌어올리는 것이 허용 되므로, 고속측에서는 기체의 강도나 파일럿의 한계에서, 저속측에서는 주 날개의 실속 한계에서 결정된다. 고속측에서는, 향심 가속도의 식${\displaystyle a=v^{2}/r}$  에, v=rω를 대입하면, a=vω가 된다.즉, 걸칠 수 있는 G의 상한이 일정한 때문에 순간 최대 선회율은 속도에 반비례 해, 저속이 되는 만큼 선회율은 증대한다.이렇게 하고 급선회를 계속하고 속도가 저하한 결과, a=(현재 속도/수평 실속 속도) ²가 되었을 때에 선회율의 증대는 종료한다.이것을 코너 속도 라고 하여, 기체가 발휘 가능한 가장 높은 선회율을 발휘할 수 있는 속도이며, 코너 속도의 순간 최대 선회율이 가장 높은 선회율이 된다.저익면하중의 전투기는 실속 속도도 낮아지기 위해, 코너 속도도 낮아져 순간 최대 선회율을 크게 취할 수 있다.

실속 속도가 코너 속도, 즉 순간 최대 선회율에 영향을 주는 것부터, 실속 속도를 저하시키는 고양력 장치를 공중전에 사용할 수 있으면 격투전에서 유리하게 세운다.전 간기에 실용화된 플랩은, 제２차 대전시의 전투기로는 공중전 플랩으로서 적지않은 기체로 이용되었다.공중전 플랩은 아니지만, Bf109는 고양력 장치로서 전연 스랏트를 갖추어 스핏트파이아는 커녕, 허리케인보다 작은 선회 반경에서의 선회를 가능하게 하고 있었다.^[10] 주 날개영각을 늘리고 양력을 늘리는 것보다, 플랩을 전장 해 동일한 정도의 양력을 발생시키는 것이 양항비가 개선하는 영역도 있기 위해, 공중전 플랩은 유지 선회 성능을 향상시키는 경우도 있었다.플랩의 전개는 항력도 증대시키기 위해 선회에 따라 필요 최저한의 개도를 유지할 수 있으면 속도 감소를 억제할 수 있다.그것을 실현한 것이 카와니시 항공기의 강풍으로부터 실용화되어 자전・구일본해국의 국지전투기에도 탑재된 자동 공중전 플랩이다.

수평 선회는 항력 증대에 수반해 기체의 속도 에너지를 소비하기 위해(때문에), 수평 선회를 사용하지 않는 방향 전환 방법으로서 임멜 맨 턴이나 스프릿트 S와 같은 방향 전환도 다용된다.이 경우, 방향 전환은 롤에 의해서 행해진다. 롤율을 올리려면

• 어스펙트비의 낮고, 면적의 작은 주 날개를 이용한다
• 연료 탱크등의 중량물을 주 날개내에 두지 않는, 두는 경우는 가능한 한 안쪽, 동체 모여에 배치한다

제２차 대전의 폭케우르후 Fw190는 국정으로부터 요구된 행동 반경이 작고, 동체내에 연료 탱크를 마련한 것만으로 끝난 것과 설계자 클트・탱크가 롤율을 특히 중시한 것으로부터 동시대로는 지극히 양호한 횡전 성능[¹¹]을 가지고 있었다.

일본의 영전이 높은 운동성을 가지고 있었다고 말해지지만, 이것은 저익면하중을 살린 높은 선회성을 가지고 있었다고 하는 것이어, NACA Report 868에 의하면 횡전 성능으로는 미영의 기체에 비해 약간 낮은 레벨에 있던 것 같다.

횡전 성능의 향상과 선회 성능의 향상으로는 특히 주 날개 형상으로 상반되는 부분이 많아, 군의 요구하는 싸움기술에 적절한 형상을 선택하는 것이 필요하다.

횡전 성능의 높은 Fw190가 일본에 수입되었을 때에는, 일본 육군의 조종사(쿠로에 야스히코)에 의한 테스트로는 그 점이 평가되지 않고, 선회 성능의 낮음이 문제시되고 있고, 횡전 성능이 낮다고 여겨지는 영전인 것의 선회 성능의 높이를 미국은 위협시 해, 공중전을 피해 삿치위브나 일격 이탈 전법으로 대항한 것은 사실이다.

덧붙여 상술은 모두, 공기 역학적인 운동성의 확보에 대해이다.제트기에 대해서는, 근년, 엔진 배기의 추진력 편향도 도입되게 되었다.실속 속도에 가까운 포스트스톨 영역에서는 동압이 적고 동익조타로의 기체 조종에 곤란이 있었지만, 추진력 편향의 도입으로 포스트스톨 영역에서도 기체의 운동성을 확보하는 것이 가능해졌다.

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스텔스성

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슈퍼 크루즈

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무인기계

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관련 항목

• 항공-항공기
• 군용기
• 에너지 기동성 이론

참고 문헌

1. ^ New World Vistas -Materials Volume 링크처 PDF내의 Figure3. 11보다
2. ^ http://www.fas.org/man/gao/nsiad97134/app_04.htm Table IV.2 Desert Shield and Desert Storm Air-Related Ordnance Expenditures by U.S. Forces보다
3. ^학연 「역사 군상」태평양 전사 시리즈 464식 전투기 질풍
4. ^학연 「역사 군상」태평양 전사 시리즈 464식 전투기 질풍으로는, 일본 항공 공업회 조사부 조사의 겉(표)가 실려 있다.발췌하면 하 112는 총가공 시간이 2410시간으로, 하 104는 3160시간, 하 115는 3621시간, 하 45는 4220시간에 대해, 하 40은 11800시간, 하 140은 12200시간이 되고 있다.
5. ^학연 「역사 군상」태평양 전사 시리즈 일본 육군 군용기 퍼펙트 가이드 1910~1945보다
6. ^문장 하야시도우 세계의 걸작기 No. 103 F-104 스타 파이터
7. ^문장 하야시도우 세계의 걸작기 No. 104 록히드 F104J/DJ "영광"
8. ^문장 하야시도우 세계의 걸작기 No. 12 더글라스 F4D 스카이 레이
9. ^ http://www.jal.co.jp/jiten/dict/p041.html#04-06 항공 실용 사전보다
10. ^렌・데이 톤저 「전투기」보다
11. ^ NACA Report 868의 166 페이지로부터

이 항목은, 군용기나 공군에 관련한 쓰다 만 항목입니다.이 항목을 가필・정정등 해 주시는 협력자를 요구하고 있습니다(PJ군사/P군사).

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