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推力可変ノズル装備

現代の戦闘機は、LEXやカナード、推力可変ノズル装備などにより、第四世代よりもさらに機動性の向上を図っている。また、スーパークルーズが可能な機体も多い。 最近では、機体を空力的に不安定にさせて、意図的に安定性を劣化させている機体もある(運動能力向上機)。安定性が悪ければ、それだけ機動性が良くなるので、空戦時には有利になる。通常の飛行中は機体制御が困難になるが、高性能なフライ・バイ・ワイヤの登場により問題は解決された。

現代の戦闘機の最高速度はマッハ2程度で、マッハ3級の戦闘機が試作・実用化されていた60年代より速力が下がっているが、エンジン推力が低下した訳ではない。むしろ推力は上がっており、最高速度低下は別の要因にある。

例えば、F-15戦闘機の場合は、第4世代機の項でも述べた通り、涙滴型キャノピーを装備しているが、樹脂一体成型であるため、高速飛行時の空気との抵抗はもちろん、摩擦や発熱に耐えられない。そのため、安全上の問題によりマッハ2.3以上を出す事が禁じられている。(エンジンパワーはその速度でもまだ余裕がある)。 F-16・F/A-18戦闘機の場合、エアインテークが可変式でなく単純形式であるため、マッハ1.6以上の速度域では効率が大きく低下するのが、最高速度がマッハ1.8?2.0に留まっている原因である。

現代の戦闘機の最高速度が下がった要因は、以下のような理由が挙げられる。

基本的に戦闘機の巡航速度は、音速以下であり、戦闘速度もマッハ0.7?0.9程度の亜音速である。そのため、超音速で飛翔する能力が必要な機会が実質的に無い。にも係らず、70?90年代の戦闘機の多くがマッハ2以上の高速性能を持つのは、格闘戦時に急激な機動を行う余力がある大推力エンジンを要したのと、一撃離脱の高速性能を重視する思想が残っていた為である。
運動エネルギーは速度の二乗に比例する。飛行中に機体に掛かるさまざまな負荷も概ね同様である。したがって、最高速度が高くなればなるほど、殆ど使わない速度のために、機体を無駄に補強する必要がある。それは飛行機にとって重量の面で大変な無駄である。そもそも、パイロットが高速高機動時にかかるGに堪えられなければ無意味である。
マッハ2を超えると急激に機体表面温度が上昇して行く為、高性能の耐熱材料を使用する必要がある。だが、チタン合金は加工性に難があるために高価であり、ニッケルやステンレスは、コストの面は現実的だが重い。最近主流の複合素材は、重量比で見れば金属より強度の面で優れた特性であるが、基本的に複合素材は炭素繊維などを樹脂系の接着剤で固めたものであるため、絶対的な耐熱性は金属よりむしろ劣る。
最高速度を上げるためには可変エアインテイク等の装備が必要であるが、その為にレーダー反射面積(RCS)が広がり、ステルス性が低下する。当然、エンジンにも高速時の耐熱・冷却機構が必要になる。
高速度発揮の為に必要なアフターバーナーには、燃料を大量消費する、エンジン後部から炎が視認できるので被発見率が高まる、高熱を発する為に赤外線誘導ミサイルに追尾され易くなる。また、高速度域での特性が優れるエンジンは、現在の技術では、低速域で圧縮が掛からないスカスカのエンジンにしかなりえないため、実用性が非常に悪化する。

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2008年12月27日 10:00に投稿されたエントリーのページです。

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