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3 高度一万メートルに挑む

　日本を破滅に追いこんだ日本本土無差別爆撃の始まりであり、その攻撃は日本軍からうばったマリアナ諸島の基地完成とともに急速に激化していった。

1 高空性能の低かった日本戦闘機 top

　Ｂ29は全備重量四七・五トン、高度七六〇〇メートルで時速五八五キロ、七トン以上の爆弾を積んで九三五〇キロを飛べる高性能爆撃機で、初めて関東地区に偵察にやってきたその日、これを迎え撃ったのは東京防衛の陸軍飛行第四七戦隊の二式戦「鍾馗（しょうき）」と第二四四戦隊の三式戦「飛燕（ひえん）」の、それぞれ一個編隊だった。
　空気のうすい高空で性能のおちるエンジンに、十分な酸素を供給する排気ガス・タービンをもったＢ29は、一万メートルの高度をゆうゆうとやってきたが、それのないわが「鍾馗」や「飛燕」のエンジンでは出力がおち、その高度に達するのがむずかしかった。
　仮に達しえたとしても、飛行機は浮いているのがやっとで、一撃をかけると高度は二〇〇〇メートルも三〇〇〇メートルも下がり、再び高度をとって次の攻撃をかけることなど、思いもよらなかった。
　Ｂ29はやってきたが、現用の戦闘機の性能では攻撃困難という事実に軍は衝撃をうけた。
　そこで、手っとりばやい対策として、各戦隊に体当り専門の飛行小隊を編成することになった。
　一万メートルに上がれるよう機体をできるだけ軽くするため、二〇ミリ機関砲（海軍は機銃とよんだ）や防弾鋼板をはずし、ほとんど裸同然でぶつかることになった。
　しかも、これでもまだたりず、残った一二・七ミリ機関砲一門につき三〇〇発の弾丸を五〇発に減らし、しまいには機体の迷彩塗料まではがした。
　一万メートルの高度では、空気密度が地上付近の約三分の一となり、ピストン式エンジンに機械駆動式（エンジンで直接駆動する）の過給器で強制的に空気を押し込んでやっても、八〇〇〇メートル程度で戦闘をするのがやっとだった。
　排気ガス・タービンは低空では無駄に排出されている排気ガスのエネルギーでタービンを回し、吸入される空気を圧縮してエンジンに濃い空気を送ってやる装置で、直接にエンジンで駆動する過給器に較べると、エンジンに負担がかからないので、出力の低下が少ないという利点がある。
　いまでこそ乗用車ですら“ターボ”の名でこの排気ガス・タービンを装備しているが、当時の日本の技術では、これは手にあまる難物であった。
　まず、数百度の高熱にさらされながら、一分間に一万回転以上の高速回転に耐えられる金属ができていなかったし、かりにできたとしても、それを量産できる設備もなかった。
　白金や特殊鋼など、エンジンそのものに使う材料すら不足して代用材を使わなければならない有様だったから、排気ガス・タービンどころではなかったというのが、偽りのないところだった。
　アメリカは、早くから排気ガス・タービンに注目して研究を初め、太平洋戦争が始まった頃、すでにＢ17やＢ24などの爆撃機に使っていた。
　日本は開戦直後に、この排気ガス・タービンつきエンジンを装備したボーイングＢ17を捕獲したにもかかわらず、その重要さに気づかず、研究には、それほど熱心ではなかった。
　高空に上かって酸素不足でパワーがおちるのは、エンジンだけでなく人間も同様だ。
　酸素を補給するために、初めは酸素ボンベを積み酸素マスクで呼吸する方法をとっていたが、これが故障しがちで五〇〇〇から六〇〇〇メートルあたりで苦しくなった。
　なかには勇敢なパイロットがいて、酸素なしで九〇〇〇メートルまで上がった例もあるが、そんなのは例外中の例外だし、上がることは上がっても、戦闘などとてもやれたものではない。
　しまいには酸素発生剤を使ったが、それでも上がれるのはせいぜい八〇〇〇メートルどまりだったから、わずかにエンジンなどに被弾して高度のおちた敵機にむらがっておとすのが、せい一杯だった。
　Ｂ29のほうは、一万メートルの高度を飛んでも乗員室は、すべて気密で三〇〇〇メートルくらいの高度と同じ状態に保たれ、搭乗員は楽に空中任務を遂行できた。
　気密室のないわが戦闘機の操縦席内は零下の気温となり、防寒用のぶあつい電熱被服を必要とした。
　ところが電源が貧弱なので、ヒーターを入れるとたちまち電圧が下がり、射撃もできず無線機も聞こえなくなった。
　かといって上昇性能を良くするため武装まで減らそうというのに、余分なバッテリーなど積むことはできなかった。
　撃墜したＢ29の搭乗員がシャツ一枚という軽装だったのを、アメリカは物資不足で飛行機搭乗員ですら満足な飛行服を着ていない、と宣伝した日本側であったが、実は逆で、搭乗員の被服の違いは日米の高空飛行に関する技術の差を、はっきり示すものであった。
　酸素も防寒も不十分で、エンジンのパワー低下も補う方法もないまま、防空戦闘機隊はＢ29にたいし、無理な戦いを挑んでいたが、決して高々度迎撃専門の戦闘機の開発がなおざりにされていたわけではなかった。
　パイロットのための防寒気密室と、エンジンの酸素不足を補う排気ガス・タービンをもった戦闘機の開発は、おそまきながら昭和十七年秋にＢ29の情報をキャッチした軍部が、高々度からの日本本土爆撃の可能性を予測したことから始まった。
　中島のキ87、立川飛行機のキ94がそれで、どちらもわが国の航空技術としては未経験のことが多く、設計試作は難航した。
　初めてサイパン島からＢ29がやってきた昭和十九年十一月一日の時点で、中島のキ87がやっと図面完成、立川のキ94は途中の計画変更がたたって、まだ設計途中という状態だった。

　大正時代の甲式三型、甲式四型戦闘機に始まり、制式になったものだけでも九一式、九七式、一式「隼（はやぶさ）」、二式「鍾馗（しょうき）」、四式「疾風（はやて）」があり、このほかにも研究機として自主試作したものも含め、設計室では常に二、三機種が平行して開発試作途上にあった。
　これは技師長・小山悌技師が採用した専門別の研究開発システムで、基礎設計をやる第一設計課と具体的な実機の設計課に分かれ、このほかに空力、構造、油圧、艤装などの専門班があり、必要に応じて各課あるいは専門班が開発チームを組むというやり方だった。
　チームのメンバーは、自分の分担が終ると、すぐ他のチームに移るか、あるいは自分の専門の基礎的な研究に戻ることができた。
　従って、何々設計チームといったようなものはなく、全体のまとめをやる機体主任を除きメンバーは、常に流動的だった。　だからいくつかの機種を同時に、あるいは少しずらして、次々に設計することが可能だった。
　キ87の試作指示があったのは、ちょうどキ84の設計の最終段階であったが、システムの機動力を生かして中島では、すぐにこの戦闘機の基礎計画をまとめ上げた。
　だが“大東亜決戦機”と期待されたキ84の設計が優先されたことと、日本陸軍として初めての高々度戦闘機ということもあって、さすがの中島設計陣もてこずり、設計が終ったのは昭和十九年十一月、つまり二年もかかってしまったのである。
　これは、設計開始から試作機完成まで、わずか一年だったキ84はもとより、ほぼ同時期に設計を開始した海軍の十七試艦戦「烈風」より半年以上も遅く、この遅れはキ87にとって致命的ともいえた。
　設計は太田製作所にあった陸軍機設計部門と三鷹研究所機体部の協同で進められ、試作は三鷹研究所で行なわれた。
　この間、キ84の改良や性能向上、六発の超大型爆撃機「富嶽（ふがく）」などの作業も加わり、全体の責任者としての小山技師長は、太田にあった自宅にほとんど帰るひまもないほどの激務であった。

　前作キ84甲の全幅一一・二三八メートル、全長九・九二メートル、翼面積二一平方メートル、総重量三七五〇キロにたいし、全幅一三・四二三メートル、全長一一・八二メートル、翼面積二六平方メートル、総重量六一〇〇キロという、日本の単発戦闘機としては異例の重量級大型戦闘機になってしまった。
　これはアメリカのＦ6Ｆ5「ヘルキャット」に較べ主翼面積は五平方メートルも小さいが総重量は三〇〇キロ以上も重く、Ｐ47「ザンダーボルト」より主翼面積で二・六〇メートル小さく、総重量で約五〇〇キロ軽い。
　このあたりが軽量設計の得意な日本機の特徴だが、それでも翼面荷重は二三五（キログラム／平方メートル）となり、ほぼ同時期に計画された海軍の十七試艦戦「烈風」の翼面荷重一三〇〜一五〇に較べると、たとえ陸上用の迎撃戦闘機と艦上戦闘機という違いがあるにせよ、その開きの大きさに驚かされる。
　別に翼面荷重の大きいことがいいわけではないが、総重量四七二〇キロでキ87に較べて一三八〇キロも軽いＡ7Ｍ2「烈風」が、逆に主翼面積で五・三平方メートルも大きい三一・三メートルであったことを思うと、「烈風」の設計者たちが軍の要求する低翼面荷重ならびに格闘性の要求のために、必要以上の苦心を強いられていたことがわかる。

　高々度戦闘機ということから、キ87も最初は操縱席まわりを円筒形の気密室にすることが考えられたが、中島はこの分野での経験に乏しいことと、被弾したときの心配から、従来通り電熱服と多量の酸素を携行することにした。
　しかし、その液体酸素ですら日本は技術的に遅れており、機体設計以外の飛行機の運用を助けるための機器類や基礎技術の遅れが、常に新型機種開発の足を引張るという宿命からキ87も、逃れることはできなかった。
　キ87は試作三機、増加試作七機が要求されていたが、完成したのは昭和二十年二月の一号機のみで、終戦時に三鷹で二号機が完成まぢかというのが実情だった。
　審査と平行して、すぐに三〇〇機の量産準備という早手回しだったが、肝心の排気タービンつきエンジンが不調の上に脚の引き込みすら行なえない状況では、量産どころではなかった。
　「高度一万メートル付近では、確かに速度は出るかもしれないが、一足先に完成していた双発のキ83やキ102で、ある程度は間に合うから、キ87の生産はとりやめ、試作機は研究続行程度にとどめる」というのが陸軍航空審査部の意見であった。

5 ユニークな形式で始まったキ94 top

　キ87とほぼ同クラスの高々度戦闘機キ94は、最初、操縦席をはさんで前後にエンジンを二基装備し、二本の細いビームで尾翼を支持する、戦前のオランダのフォッカーＤ23戦闘機と同様な形式で計画され、キ94�T型戦闘機と呼ばれた。
　エンジンは離昇出力二二〇〇馬力のハ211ル排気ガスークービン過給器つき二基を装備し、操縦室は気密式で、日本ではめずらしかった前輪式降着装置を採用、総重量は九トンを越える巨大な単座戦闘機となるはずであった。
　昭和十八年初め、陸軍の指示をうけた立川飛行機は、東大航空科を出て入社五年目の長谷川龍雄技師（トヨタ自工専務）を設計主務者として、大変な意気ごみで設計をスタートさせた。
　もともと立川飛行機は、陸軍機専門工場として陸軍の戦闘機生産の系列に入っていたが、それまでは中島の一式戦闘機「隼」の転換生産が主で、戦闘機を自社で設計してみたいというのは、技術陣のかねてからの悲願のようなものだった。
　当時、立川飛行機はＡ-26長距離機（キ77）を基礎とした遠距離爆撃機キ24の試作中であった。
　この爆撃機は与圧気密室を装備しており、それ以前に試作した高々度研究機「ロ式」Ｂ以来の高空飛行に関する多くの経験をもっていた。
　陸軍では、このころ試作中の三菱のキ83および中島のキ87が、ともに気密室をもたない高々度戦闘機であるところから、気密室に経験のある立川に高々度戦闘機をやらしてみてはどうか、と考えたのだった。
　キ94�Tは昭和十八年末にモックアップが完成したが審査で、不時着時にはパイロットはエンジンに挟まれて押しつぶされる恐れがある、落下傘脱出のさい、後のプロペラで叩かれて危険ではないか、などの意見がパイロット側からでた。
　設計側でもタンデム双発形式では排気ガス・タービンなど高々度用エンジン艤装に無理があることがわかったので、キ94�Tの計画は中止となった。

　一八個の排気管を胴体下面で一個に集め、三・七メートルの道中を経てタービンに入るようにした。
　これだけタービンまでの距離を長くしたのは排気ガスの温度を下げてタービンの過熱を防ぐためである。
　キ94と同様な排気ガス・タービン艤装をやっていたＰ47「ザンダーボルト」は、タービンの位置を操縦席よりずっと後の胴体下面とし、排気管はさらに長くなっていた。
　高々度戦闘機の、もう一つの重大な要素である気密与圧室もまた、キ94の他機種にないすぐれた点だった。
　気密室は胴体構造とは別個のもので、単座機のパイロットの肉体的負担を、できるだけ軽くすることを目標とし、気密の度合いもそれほど大きくはなく、酸素を併用することにより与圧条件は最小限度にとどめられていた。
　これは被弾して気密室の空気がぬける場合を考慮したためであった。
　与圧のための気密室の換気量は毎分一〇〇〇リットルに調整され、いまの自動車のデフロスター同様、送入空気は風防ガラスに吹きつけて曇りどめの作用をもたせてあった。
　全幅一四メートル、全長一二メートル、主翼面積二八平方メートル、総重量七トン、中島のキ87やリパブリックＰ47「ザンダーボルト」より一まわり大きい、日本で最大の単発単座戦闘機キ94は、立川飛行機が初めて設計を手がけた戦闘機であるにもかかわらず、空襲による妨害と戦いながら試作が進められた。
　地上試験、重量重心測定も予想以上の好成績をおさめ、初飛行を待つばかりとなった。
　昭和二十年八月十四日には試作二号機もはとんど完成し、飛行場に運ぶため機体の本塗装を開始した。
　そして翌日、運命のときを迎えた。
　「八月十五日、終戦のラジオを聞いた時は終戦の悲しみよりも、むしろキ94が最後の瞬間において、大空に飛立つチャンスを永久に失った悲しみに自分を支え切れなかった」（「航空ファン」昭和五十年十月号）と長谷川技師は述べているが、キ94�U型の一機は戦後、アメリカに運ばれたのちスクラップとされた。
　未完成ではあったが、航空本部技術部、航空審査部を通じてずっと陸軍戦闘機全般の開発にたずさわった木村昇技術少佐は、
　「本機には層流翼型が初めて（陸軍機として）実用され、高々度における安定および装備上の諸問題など、極めてこまかくゆきとどいた名設計だった」
　と賞讃しており、Ｂ29を阻止できる本格的な高々度戦闘機として多大の期待をかけられていた。
　だが、キ87にせよキ94にせよ、すでに敵Ｂ29が頭上に来襲しているときにまだ開発途中であり、高度一万メートルは、日本の航空技術にとって、こすにこされぬ恨みの“ハードル”であった。
　キ94�U型の性能は、最高速度、高度一万二〇〇〇メートルで七一二キロ、上昇力一万メートルまで一七分三八秒、上昇限度一万四八〇〇メートル、航続時間、高度九〇〇〇メートルで二時間プラス戦闘三〇分（いずれも空戦重量）で、武装は「ホ5」二〇ミリと「ホ203」三七ミリ各二門を翼内に装備していた。