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7 「紫電」一一型と二一型

1 「紫電」を低翼化すれば
2 全面的に設計変更
3 次期主力戦闘機めざす
4 「紫電」改はばたく
5 テスト・パイロット志賀少佐

 前にも述べたように、「紫電」のそもそもの狙いは、新規設計の手間をはぶいて、できるだけ短期間に、強い陸上戦闘機を造りあげ、戦争に間に合わせることだった。
 このためには、多小の不利や不便をしのんでも、試作進行中の「強風」を改造するのが最良の方法であった。
 そうすれば、設計は改造部分だけですむし、最も手間のかかる試作部品の製作も、かなりはぶけるから期間を大幅に短縮できる。
 この狙いは適中し、設計開始から試作一号機の初飛行まで一年たらずという、当時としては驚異的なスピードで「紫電」は造りあげられた。
 ところが、この快挙にホッとしたのも束の間で、社内テストが始まると、「強風」の設計を転用したことや強行試作の無理が、続々出てきた。
 おまけに、新しく採用したエンジン「誉」の調子が悪く、テストはしばしば中断される始未で、一刻も早く戦争に間に合わせるという、初めの望みは薄れてしまった。

1 「紫電」を低翼化すれば top

 元々川西の設計者たちは「紫電」の設計当初から、いずれは低翼にしなければと考えていたのだが、まさか「紫電」ができあがったばかりで、それを言い出すわけにはいかなかったので、これはむしろいいチャンスだった。
 前下方視界の不良、脚の不具合などは、低翼にすれば一挙に改善されることは明らかである。
 エンジンの不調が解決する間に、急いで低翼に改造してしまおう。
 「紫電」は、結果はどうあれ、海軍の目を川西にひきつけ、川西でも戦闘機が造れることを認めさせる役割を果たした。
 真価は「紫電」の低翼型で示そうではないか、と彼らは考えた。
 ところが、いろいろと検討してみると、単に「紫電」を低翼化しただけでは、「強風」を「紫電」に改造したときと同じで、間に合わせ的な部分が多くなり、多少の改善はできたとしても性能的にも生産上にも、新設計の魅力は少ないことがはっきりした。
 胴体の太い「強風」の設計の転用では、コンパクトな「誉」発動機の、せっかくの利点が生かされない。胴体は断面を「誉」に合わせてもっと細くすれば、空気抵抗が減ってスピードは増すし、低翼化とあいまって視界はさらに改善されるだろう。
 川西が戦闘機設計に不慣れだったこともあったが、「強風」そのものが、余り生産性のよい設計ではなかったのに加え、この転用型だった「紫電」は継ぎ足しや応急的な構造の多用によって複雑で造りにくく部品の数もやたらに増え、日本海軍の主力戦闘機として大量生産するには不向きだった。
 それに、次々と発生する「紫電」のトラブルを解決し、前線からの戦訓も取入れるためには少々の改造程度ではすまされない。
 すると、当初の目標である、短期改造計画はくずれ、ほとんど新設計に近くなってしまうが、時間を短縮するために、再び「紫電」と同じことを繰返してはならない。
 たとえ回り道のようでもここは腰をすえて、根本的に設計をやり直すことだ。
 時間は、めいめいの努力で、できるだけ短縮すればいい。
 社内の意見がまとまり、海軍もこれを認めてくれた。

2 全面的に設計変更 top

 「強風」の試作を一年でやり、「紫電」も一年たらずで仕上げた川西の技術陣は、「紫電」改の完成をめざして、またもや猛然とダッシュを開始した。
 昭和十八年二月、「紫電」の試作一号機が飛んで、わずか二ヵ月あとのことである。
 直径の大きな「火星」エンジンを収容するスペースに、コンパクトな「誉」を積んだ「紫電」の前部胴体は、スペースに余裕があった。
 上下はキャブレターやオイル・クーラーの空気取入口をつけると、ほぼ一杯の寸法になってしまうが、左右はかなり細くすることができる。
 右の上図でもわかるように「紫電」は胴体の肩に相当する部分のふくらみが大きく、これがまた前下方視界の妨げになっていた。
 ここは、元々胴体内七・七ミリ機銃を装備するスペースとして 「強風」の形をそのまま受けつぎ、のちに「紫電」一一型甲(N1K1-Ja)になって七・七ミリが廃止されても機首の形状はかわらず、機銃口もそのままだった。
 今度の「改」では、最初から二〇ミリ四挺でいく方針だったから、この部分もけずることができる。
 結果的には下図のように胴体前部の断面形状は、「紫電」より幅がせまく、肩の部分のやせたものとなり、川西の人たちにいわせれば“おむすび”型にかわることになる。
 もちろん、胴体後部もこれにならって幅が狭められたので、「紫電」に較べて、ほっそりとした胴体平面形となる。
 前下方視界の問題とともに、離陸の際に機体が左に向く癖(くせ)があるのも、「紫電」の欠点の一つだった。
 初めは、離陸時のエンジン全開によって発生した強力なプロペラ後流と地面とが空力的に干渉する、地面効果によるものと考えられていたが、風洞実験で調べてみると、ねじれながら吹きおろすプロペラ後流が、ちょうど尾部のあたりで左側から吹きつけることが原因だとわかった。
 そこで断面形状の変更だけでなく、胴体そのものも延長して垂直尾翼をうしろに下げ、方向舵は胴体下面までフルに使えるようにする。
 こうした尾部の改造によって、「強風」いらいの難点だった、離陸時の左旋の癖は改善され、さらに射撃の際の方向安定も向上する。
 実際には、胴体は前後部の継ぎ目、すなわち八番肋骨から後の部分が、ほぼ四〇〇ミリ延長され、水平尾翼の取付位置も四〇ミリ近く下げられ、一度の取付角がつけられた。
 主翼は、胴体ほど大きくかえる必要はなく、外形や基本構造はそのまま踏襲するが、新しい脚と二〇ミリ機銃の収容部分の構造は、かえなければならない。
 脚は、低翼になったおかげで、脚柱が短くてすみ、ちょうど主翼の小骨間隔で一個分スペースを節約できるばかりでなく、脚の出し入れのたびに脚柱を伸ばしたり縮めたりする、複雑な機構がなくなるので、構造が簡単になり故障は確実に減るだけでなく、脚関係だけでも重量をかなり減らすことができる。
 「紫電」は中翼の「強風」の改造であるところから、脚の引っ込みスペースを胴休構造に影響を及ぼさないように主翼の改造だけで処理しようとしたため、脚柱をいったん短くしてから引っ込めるという努力にもかかわらず、脚間隔はやや広過ぎるきらいがあった。
 これも応急改造の無理によるものだったが、「改」では胴休は新設計だから、こうした制約なしにやれるし、低翼になったことは、広すぎた脚間隔を修正するのに有利だった。
 これを数字で較べてみると、「紫電」の脚柱は、最も伸びた状態で一・七五二メートルあったものが、「改」では一・四二四メートルだから三〇センチ以上も短くなったことになり、車輪間隔も主翼小骨一個分だけ内側によせたので、四・四五〇メートルから三・八五五メートルに狭めることができ、長過ぎた脚柱と広過ぎた車輪間隔の悩みは、一挙に解決された。


「紫電」と「紫電」改の胴体断面形状の比較


低翼にしたため脚構造が合理化された。
上は「紫電」下は「紫電」改、ともに試作第一号機である

 脚がスッキリすると同時に、左右の翼下面にぶら下げられていた二挺の機銃も主翼内に入れることにした。
 幸い、この頃になると空技廠兵器部の努力で、円筒型弾倉にかわる二〇ミリ機銃用のベルト給弾方式が実用化される見込みがついたので、機銃を四挺とも主翼内に収容することが可能になった。


「紫電」改の射爆兵装配置図

@20ミリ2号4型機銃
A7.7ミリ機銃
  (実際には使用されなかった)
B写真銃
C射爆照準器
D吹流し切断器
E20ミリ電気発射管制筐
F索開閉器
G爆弾
H20ミり機銃前方支基
I20ミリ機銃後方支基
J20ミリ機銃給弾筒
K爆弾投下器および索
L20ミリ機銃弾倉
M20ミリ機銃打殼放出筒
N吹流し切断装置腕および索
O吹流し投下把手
P発射把手
Q発射管制把手
R爆弾投下把手
S索誘導管
21 20ミリ機銃手動装置
22 機銃発射速度増大金具
23 20ミリ機銃発射電纜

全幅 11.99m 全長 9.35m 自重 2,657kg 全備重量 4,000kg
エンジン 中島「誉」二一型 空冷二重星型18気筒 1990馬力(離昇)
プロペラ 定速四翅(直径3.3m ) 最大速度 595km/時/5600mで
上昇力 6000mまで7分22秒 実用上昇限度 10,760m 航続距離 1,720km
武装20m機銃×4 爆弾60kg×2       作図 渡辺利久

3 次期主力戦闘機めざす top

 こうした改良の基本プランに従って機体の外の外形や内部のアレンジが、空気力学や構造、強度などの検討を加えながら進められるわけだが、菊原や“まとめ役”として「紫電」改の設計主務者的な立場にあった足立英三郎技師らが、特に気をくばったのは、機体を構成する部品をいかに減らすか、そして造り易くするかだった。
 「紫電」より早く実用化されるはずだった「雷電」が、トラブル続きで遅れ、三菱の十七試艦戦「烈風」がまだ緒についたばかりの現状では、この飛行機こそ、次期の海軍主力戦闘機になるのだ、と川西の人たちは信じた。
 そうなれば当然、数千あるいは万という数を造らなければならないが、工場で働くのは、不慣れな未熟練工が大部分だ。
 従って、構造を簡単にして部品の数を減らすことは、改良や性能向上におとらず設計陣の重点テーマだった。
 「紫電の部品点数を六とすれば、紫電改はとりあえず四とする。
 最終的には二にしたいと考え戸塚君(戸塚栄技師)といろいろ話し合った」
 菊原は、こう語っているが、部品点数を初め三分の二に、次の段階で三分の一ほどにしようというのが狙いだった。
 実際に、川西の技術者たちは、この要求にこたえ、エンジン、プロペラおよびボルト、ナット、リベットなどを除く部品が、約六万六〇〇〇点もあった「紫電」に対し、「紫電」改は約四万三〇〇〇点で、まず第一目標を達成している。
 設計室は、コンクリートづくりの広い鳴尾工場本館の二階にあった。
 社長室も同じ階にあり、しんから飛行機の好きな川西龍三社長は、よく設計室に顔を見せた。
 すでに設計部門が組織がえになり、菊原は設計部長となっていた。
 当時の川西航空機の社員名簿からひろった設計部の組織は、次の通りである。
  設計部 部長菊原静男
  第一設計課 課長菊原兼務 一七二名
  第二設計課 課長戸塚栄   一七名
  第三設計課 課長竹内為信  一三名
  第四設計課 課長羽原修二   四名
 このほか強度機能課(課長小原正三)というのがあって五二名をかかえていたから、総勢では二五〇名を越える設計者たちが、新しい紫電「改」の設計に意欲を燃やす一方では「紫電」の改造設計も手がけ、「紫電」−「紫電」改とは別系列の十七試、十八試陸上戦闘機の基礎設計もやり、さらに二式大艇を輸送用にする「晴空(せいくう)」のほか、いくつかのプロジェクトにも取り組んでいたから、その忙しさは、まさに“戦場のよう”であった。
 これだけの仕事をこなすには、なみたいていの仕事のやり方ではすまないことが一ヵ月の残業二〇〇時間以上という、とんでもない数字となってあらわれた。
 一口に二〇〇時間の残業というが、これは今の一ヵ月の通常の労働時間より多く、彼らは一ヵ月で二ヵ月以上働いていた計算になる。
 こうした無理にたえられたのも、チーフ菊原ですら三十をいくつも越えておらず、あとはみな二十代という元気盛りだったというだけでなく、いずれも飛行機が“めしより好き”という情熱によるところが大きかった。
 彼らは、ひたすら飛行機に賭け、生活も趣味も、青春すらも飛行機に注ぎ込んでやまない男たちだった。
 そうした情熱と努力が、戦時下の悪条件にもかかわらず、設計開始からわずか一〇ヵ月後の十二月末に、試作第一号機を完成させた。


「紫電」二一型(紫電改)試作一号機

「紫電」改の量産型

4 「紫電」改はばたく top

 いよいよ、強敵F6F「ヘルキャット」と、まともに戦える“真打ち”登場となったわけだが、F6F試作一号機の初飛行が一九四二年(昭和十七年)六月二十六日だから、約一年半遅れたことになる。
 しかもF6Fは、すでに戦場に姿をあらわし猛威をふるっている。
 この遅れを、どれだけ縮めることができるかがこれからの勝負で、期待をになっての「紫電」改の初飛行は昭和十九年一月一日、会社の岡安操縦士によって約一五分、続いて乙訓操縦士によって約三五分間行なわれた。
 初飛行は全力上昇と水平飛行だけだったが、操縱に特に癖もなく、エンジンも好調で、この飛行機が順調に仕上かっていることを物語っていた。
 「紫電」改の完成を待ちわびていた海軍からは、早速航空技術廠飛行実験部の担当部員、志賀淑雄少佐が派遣され、試乗することになった。
 志賀少佐は、航空母艦「加賀」「隼鷹」と艦隊勤務が長く、一時錬成航空隊の教官をやった以外は母艦戦闘機隊の指揮官をやってきた戦闘機乗りで、飛行経験はながかったが、テスト・パイロットは全くの初経験たった。
 「紫電」以前に川西がつき合っていた水上機や飛行艇のパイロットたちは、
 「実に紳士的でおとなしい。しかし、任務とあらばみずからを犠性にしてかえりみない責任感もある。
 彼らこそ本当の海軍士官だ」
 ということで、前線の気分がまだ抜けきらない戦闘機乗りの志賀に、会社側もいささかとまどったようだ。

5 テスト・パイロット志賀少佐 top

 志賀は、この日までに横須賀で度々「紫電」に乗っているが、零戦の経験が長い操縦感覚には、どうもシックリしないものがあった。
 確かにパワーの手ごたえと重量感はすばらしいのだが、なんとなく洗練されていない。
 たとえば失速にしても、零戦はスピードが落ちて、そろそろあぶないぞ、というのがすぐにわかるが「紫電」では、ある点で急にガタガタとやってくるぎこちなさがあった。
 旋回にしても、しかり。
 それに、川西が小型機の生産に慣れていないせいか、主翼や胴体の表面などがでこぼこで、これではせっかく採用された高性能の層流翼型の効果も、疑問に思われるほどだった。
 今度の「改」も、表面工作のわるさはあいかわらずったが、さすがに根本的な再設計を行なっただけあって、胴体も贅肉をおとして引きしまり、「紫電」で問題となった前下方視界も改善されていた。
 「これは良くなっている!」
 コクピットにおさまった志賀少佐の第一印象だった。
 操縦桿やフット・バーを操作して、舵の動きを見る。ブースト・レバーを一杯に引く。
 エンジン回転があかって、轟音がひときわ高くなる。
 レバーを戻すと、なめらかに回転がおちる。レスポンスよろしい。
 「紫電」にしばしばみられた過回転の恐れはなさそうだ。
 これをやられると、たちまちエンジンの軸受が焼きついてアウトだ。


海軍のテスト・パイロットとして
「紫電」改を担当した志賀淑雄少佐

 不慣れなVDMプロペラも、どうやら問題なさそうだ。
 緊張して見まもる関係者たちに軽く手をあげて、OKの合図。
 チョークが払われ、タキシングで離陸線に向かう。
 コクピットの中で「テストは慎重にやれよ。ただし、会社の整備を余り信用するな」と言われたのを思い出していた。
 零戦の下川万兵衛大尉、「雷電」の帆足大尉らの事故のことがチラリと頭をかすめたが、整備については相手を信用するしかない。
 それに、まだわずかな接触ではあったが、社長以下、整備課長、飛行主任を初め、川西の人たちからは異常なほどの熱意が感じられた。
 初飛行は思ったより平穏で、いささか物たりないほどだった。
 一通りの基礎テストで、志賀はこの飛行機が、未完成の感が強かった「紫電」の欠点を克服して、見事に生まれかわっていることを強く感じた。
 彼は、これまでにこの飛行機を育ててきてくれた人々へのサービスをこめて、いささか荒い操作をやってみることにした。
 普通、このような試験飛行ではゆっくり高度を下げながら着陸のアプローチに入るのだが、志賀は高度 一五〇〇メートルあたりから機首を滑走路に向け、ゆるい降下に入った。
地上スレスレで引き起し、部隊への引き渡しのため滑走路わきにズラリと並んだ「紫電」の列線を、なめるようにして上空を通過、格納庫前で切り加えし、クルリと回って降りてきた。
 空母への着艦操作と同じ、あざやかな着陸だった。
 初めての試験飛行で、こんな飛び方をした前例はない。
 テストの情況いかに、と固い表情で見まもっていた人々は、颯爽たる「紫電」改の飛行ぶりに感激した。
 おまけに「今度のテスト・パイロットは、我々の整備を信頼してくれている」と、ひどくよろこんだ。
 だが、一回飛ぶごとに時間をかけて整備しなければならないほど調子が悪いのを知っていたエンジン関係者たちは、今にも異常が起りはしないか、とパラパラしどおしだったらしい。
 「今度の飛行実験部員は、ひとり者ですか?」
 中島の瀬川技師が、思わずかたわらの松崎少佐に問いかけたほど、その飛行ぶりは大胆で派手にみえた。
 当の志賀は、これまでやってきた艦隊の作法に従ったまでだ、とケロリとしていた。
 飛行後の所見として、志賀は
 「おおむね、よろしい。しかし、川西さんには悪いが、零戦はこれ以上に洗練されている。
 海軍が要求している空戦性能に対して、これではまだ物足りない」
 と述べた。
 重量もエンジン出力も零戦の倍あり、しかも局地戦闘機である「紫電」改を零戦と比較するのは、元々無理な話だが、菊原ら技術者だちとの間で真剣なやりとりを繰返すうちに、荒けずりだった「紫電」改試作機の操縦性も、しだいに角がとれて洗練されていった。

 《テスト・パイロットは、つねに飛行機の要求性能、性格が何であるかを頭に入れて評価をくださなければならない。
 ところが我々は、要求や設計の目的と反対のテストをやつたり、評価をしていることが多かったように思う。
 たとえば「雷電」は、堀越さんに言わせれば「私の設計した中で、一番いい飛行機」だったが、迎撃機としては今のジェット機なみの急上昇性を要求しておきながら、いざできあがると、格闘性が悪いの、視界が悪いの、と文句をつけた。
 戦闘機乗りは、特にこうした傾向が強く、零戦だって最初の半年か一年は鈍重で駄目だと言っていたのが、初陣で戦果をあげた途端にみんな「いい、いい」と言い出した。
 だから、この間が設計者の我慢のときだが、これは我々と我々の先輩たちの責任でもあった》

 志賀は戦後、こう反省しているが、反面では日本の戦闘機パイロットたちの、こうした欲ばった要求が、高速性と格闘性という、相容れない性能を、ある程度両立させた独特の戦闘機を生む原因となったことも否めない。

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