| いままさに着艦しようとする靖風一一型を捉えた一葉。艦上機に必須の高い離着陸性能を求められた本機だが、高揚力装置そのものは大スパンの一段ファウラーフラップのみであり、あまり凝ったものではない。しかし、その簡素化も含めた機体全体の軽量化と大直径プロペラのおかげで低速時の推力重量比は高く、離艦に必要な加速性能、着艦に必要な低速バックサイド領域の操縦性ともに良好なものとなっている。 |
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昭和10年代半ばから、空技廠を中心とした海軍当局は、各航空機メーカーの技術交流とノウハウの共有化を進めようとしていた。これは、従来から空技廠が行ってきた技術指導に加え、各社から固有の技術を提供させることで、国内の航空機開発・生産能力を均質かつ一体的運用が可能なものとし、殊に戦時において、いかなる機種についても性能・品質・数量が安定して確保されるようにするためであった。 むろん、得意分野を守りたいという各社の抵抗はあったが、航空本部への各社の申請に基づき、海軍の現行の開発計画に関連する限りにおいて、希望する他社の技術を資料・実物はもとより人材派遣まで含めて無償又は安価で提供させる制度が動き出していたのである。 十六試艦戦で全金属製単葉戦闘機を初めて手がけることとなった川西は、この制度を利用して、三菱から胴体構造の軽量化や翼胴間整形の手法を中心とした小型機設計技術を導入している。これには、前年に三菱が水上戦闘機の開発契約を獲得した際、川西の有する水上機関連技術が提供されたことの見返りという面もあった。 また、この水上戦闘機開発をきっかけにしばらく零戦の改良と派生型の開発に注力せざるをえなくなった三菱が戦闘機設計のノウハウを抱え込んだままというのは、海軍当局にとっても望ましくない事態であったから、この技術移転にはかなり積極的であったという。 さて、十六試艦戦の設計にあたり、川西の設計陣は「運動性」の概念を見直すことにした。なにしろ、新戦闘機は現用の零式艦上戦闘機よりも６割近く重い発動機を積み、その高出力に見合った構造強度と燃料搭載量も必要となる。さらに、この重量を支え、安定して飛行させるためには、翼面積をはじめとする機体寸度も大きくならざるをえない。いくら発動機出力が倍になるとはいえ、このように大きく重い機体に零戦と同じ運動ができるはずのないことは、動かしがたい物理の必然である。 ありていにいえば、従来と同じ条件で得られる運動性能の極値を追及しても達成は無理なのである。ならば、「いかなる飛行条件でも機体がいうことをきく」ことを「運動性」の評価において優先すべきである。すなわち、
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試作１号機は昭和18年２月に、この２号機は３月初旬に完成した。当初は開口部の大きなカウリングを装着していたが、空気抵抗が大きくて速度性能を損ねたうえ、それまで川西が作ってきた水上機・飛行艇では考えられないほど高速・高高度で巡航する本機ではエンジン過冷却の傾向があったため、ほどなく開口部を絞り込んだ改良型のカウリングに換装され、量産仕様となった。 外側銃として小型軽量の二式13mm機銃を装備しているため、20mm機銃の装着位置が量産機より約16cm前になっていることに注意。 |
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九七式飛行艇を成功させ、その後継となる大型飛行艇（後の二式大艇）も完成させつつあった川西にとって、高い航続性能を要求された十六試艦戦に6.77という高アスペクト比の主翼を採用したのは自然ななりゆきである。また、日本海軍自身が高度8,000m以上からの水平爆撃が可能な陸上攻撃機の配備を進めつつあったから、これを護衛し、あるいは出現が予想される敵同級機を迎撃するのに必要な高高度性能の面からも、アスペクト比は高い方がよかった。 さて、横転率の最大値をある程度妥協するなら、高速での持続上昇・持続旋回には高アスペクト比の主翼が有利である（現代のホームビルトエアレーサーにもこの手法がみられる）。しかし、細長い翼で高速性能を追求して翼厚比を小さくすると、捩れ強度の確保が難しくなる。飛行艇や連絡機ならいざ知らず、激しい横操縦を行う戦闘機の主翼にとって、捩れ強度の不足は補助翼の効き低下や逆効きをもたらし、運動性はおろか安全性までも損ねる致命的な弱点となる。 |
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操舵により翼本体に生じる捩れの模式図。翼本体の捩れ強度が不足していると、捩れは操舵を打ち消し、甚だしきは舵の逆効きに至る。高速時にも操縦性を保とうとすれば、翼本体の捩れを防ぐ方策が必要になる。 |
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この問題に対して川西がとった方策が、横操縦に抗力板（現代でいうフライトスポイラー）を使うことである。捩れ強度中心に近い位置に動翼を置けば、主翼にかかる捩りモーメントは低下し、したがって捩れ変形による操縦性への影響も抑えられる。ただし、抗力板は高速時にこそ効果を発揮するものの、低速時には極端に効きが低下する欠点がある。そこで、補助翼と抗力板を併設し、低速時には補助翼のみ動かし、対気速度の上昇とともに抗力板の動きを大きくし、逆に補助翼の作動角は小さくする機構が考えられた。 対気速度の検出には、水銀式差圧系よりも小型で、部品交換や調整も容易なアネロイド型気圧計を使用し、その示度に応じて電気信号を発生させて原始的なサーボ機構を制御することとした。すなわち、気圧計の示度によって操縦桿から補助翼・抗力板両系統への腕比を制御する「自動腕比変更装置」である。 川西の記録によると、この装置の採用によって主翼に要求される捩り剛性を低くできたため、自動腕比変更装置本体と抗力板操作系統による重量増を相殺し、さらに20kg程度の軽量化ができたという。 |
| 靖風が採用した自動腕比変更装置の模式図。ピトー管から測定筐に導入された圧力を空盒の伸縮によって指針の動きに変え、扇状電極板の接点に制御信号を伝える。実際には逆転防止機構や多動抑制機構、手動調節装置などが付加されており、また、カムプロファイルもこのように単純なものではない。測定に動圧ではなく総圧を用いるのは、抗力板を大きく作動させると特に高高度では揚力の損失が大きく、高度を喪失することになるのを防ぐためである。 |
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むろん、横操縦系統以外にも、本機には広範な飛行状態で操縦性を確保するための工夫が凝らされている。主翼端は下向きにカーブした鋭い形状とされ、殊に大迎角時において誘導抵抗の元となる渦流の発生を抑えることで上昇・旋回中の速度低下の防止を図っている。また、垂直尾翼は前方に寄せた背の高いものとして離着艦時等の大迎角での効きを確保するとともに、付根前方を延長してひれを設けることで横滑り時にも方向制御を失わないように配慮されている。さらに、本来は離着艦時の推力向上のために採用された大直径（3.5m）のプロペラも、機動後の再加速を良好にする意味で機動性の向上に寄与していたといえよう。 余談になるが、川西は翼内燃料タンクの艤装法についても飛行艇の設計を通じたノウハウを蓄積していたから、本機の試験から実戦運用にいたるまで、燃料タンク及びその配管にまつわる特段の不具合は生じなかったとされている。 |
| 飛行中の一一型。右翼日の丸白フチが切れているので、抗力板（フライトスポイラー）が作動していることがわかる。抗力板は等価対気速度150kt付近から作動するように調整され、超過禁止速度（一一型前期で370kt）付近での横操縦は抗力板のみによるようになる。 |
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試作機１号機は昭和18年４月に初飛行した。カウリングの空力設計に修正が施されたり、自動腕比変更装置の作動スケジュールを決定するまでに多くのテスト回数を要したりはしたものの、機体設計そのものに大きな問題はなかった。ただし、軽量化を追及して搭載した二式13mm機銃改造型翼内銃は威力不足と製造困難のために海軍側が採用を断念、やや大型の三式13mm機銃に換装されることとなったため、主翼内部構造の手直しが必要となったり、技量の低いパイロットが速度を十分に落とさずに着艦するのに備えて後部胴体下面の外板を増厚したりといった改設計が必要であった。このため、量産型では翼面荷重が要求仕様の150kg/m2を若干上回ることとなったが、そのために主翼を増積するようなことはなかった。 一一型の部隊配備は、仮量産仕様をもって19年２月ごろから試験的に始められた。本機は、誉発動機、自動腕比変更装置、九九式二号機銃やその発射管制機といった繊細な取扱いを要する部位が多い機体であったため、部隊における整備・調整の慣熟に手間取ったり、転換製造工場に指定された愛知時計電機に供給された図面に不備があって一部機体の回収騒ぎに発展するなどの問題はあったが、強力な武装を備え、従来の日本戦闘機が苦手とした高速横転を伴う機動も容易、何よりも高速（試作機が要求仕様の335ktを超えたのはメーカーの非公式測定でのみだが）であったことで、攻防双方に優れた機体との評価を得るのにそう時間はかからなかった。 |
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離昇する二二甲型。302空のマーキングからも分かるように、最終期には事実上の局戦となっており、着艦フックが省略された機体も多い。この機体は統一型増槽を下げており、懸吊梁もドイツのETC503に似た従来型のものから統一型増槽対応型に代わっている。ただし、これは生産時期によるものであり、既存機へのレトロフィットも行われたため、二二型の外見上の識別点とはならない。 維持旋回性能と離着艦性能のために採用された高アスペクト比の主翼と渦流抑制形状翼端だが、高高度性能の確保にも有効であったため、局戦化されても改修や簡易化の対象とはならなかった。ただし、武装強化に伴う主桁開口部の大型化による強度低下の影響を受けやすかったことも確かで、二二甲型では荷重倍数の制限値が下げられた可能性もあるが、現存のマニュアル等では具体的な数値ともども確認できない。 |
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本機は局戦としても使用可能な性能を有しており、実用化が難航していた三菱J2Mの代替としての需要も生じたことから、初期から転換生産に携わっていた愛知に加え、J2Mに充てられる予定だった三菱の工場においても生産されることになった。一時は中島飛行機での生産も検討されているが、陸海軍の主力戦闘機生産を一社に集中させるリスクを回避し、また、金星の搭載と爆戦化によって延命を図った零戦にはまだ生産ラインを維持する価値があるとされたことから、実施には至っていない。 本機がその愛称とともに新聞紙上にその姿を現したのは昭和20年１月。川西の地元、神戸日報には次のような紹介記事が載っている。 この新鋭戦闘機を称して「靖風」と云へり。「靖」の字は「静」と「制」に通ず。即ち「静」は機体に秘められたる最新の流体力学の知見を以て空気を乱さぬ飛行ぶりを、「制」とは押し寄せる敵機の波を制して之を皇国の御威に服せしむる力たらんことを示す謂也。 サブタイプは以下のとおりである。
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| 十六試艦戦（A7K） | 一一型（A7K2） | 二二甲型（A7K3a） | ||
| 翼幅 | 10.93m（収納） |
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| 全長 | 9.82m（三点） |
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| 全高 | 3.98m（三点・零燃料） |
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| 翼面積 | ||||
| 自重 | 2,603kg | 2,634kg | 2,728kg | |
| 総重量 | ||||
| （正規） | 3,747kg | 3,833kg | 3,986kg | |
| （過荷） | 4,171kg | 4,257kg | 4,421kg | |
| 発動機 | ||||
| （離昇出力） | ||||
| 武装 | ||||
| （機銃） | 九九式二号20mm機銃 （各銃100発×２） 二式13mm機銃改 （各銃250発×２） |
九九式二号20mm機銃 （各銃120発×２） 三式13mm機銃 （各銃250発×２） |
九九式二号20mm機関砲 （各銃125発×４） |
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| （爆弾） | 最大500kg（胴体下） | |||
| 最高速度 | 327kt（606km/h）/6,000m 298kt（552km/h）/3,000m |
333kt（617km/h）/6,000m 308kt（571km/h）/3,000m |
359kt（665km/h）0/6,400m 349kt（647km/h）/10,000m |
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| 上昇時間（高度6,000mまで） | ６分45秒 | ６分51秒 | ６分20秒 | |
| 実用上昇限度 | 11,400m | 12,300m | ||
| 航続性能（余裕30分） | ||||
| （正規：機内燃料のみ） | 巡航2.5時間＋戦闘30分 （巡航175kt/5,000m） |
巡航2.0時間＋戦闘30分 （巡航180kt/6,000m） |
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| （過荷：400l増槽装備） | 巡航4.5時間＋戦闘30分 （巡航200kt/5,000m） |
巡航4.0時間＋戦闘30分 （巡航210kt/6,000m） |
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