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8 音速に踏み込んだ「紫電」改
海軍は「紫電」改を領収すると、横須賀でテストを始めた。
ようやくテスト・パイロットとしての作業にも慣れ、「紫電」改のテストに励む志賀のところに、めずらしい友人がひょっこりあらわれた。
前線から帰ったばかりの周防元成少佐で、周防は志賀を航空技術廠飛行実験部員に推挙した張本人だった。
空技廠飛行実験部員から飛行隊長として第一線部隊に転出、以来ソロモン、ウェークなど南方の激戦地を一年余り転戦してきた周防は、敵のF6F「ヘルキャット」の脅威を身をもって体験した一人だった。
かつて飛行実験部員として過ごした一年半の経験を交えながら、彼は志賀に言った。
「最終速試験だけは、絶対にやれよ。
これをやらないから、実施部隊に引き渡されてから事故が起るのだ。
危険の多い作業だが、貴様なら絶対やると思うから推薦したんだ」
零戦は試作機時代、急降下テスト中に空中分解を起して、テスト・パイロットを二人も失っている。
飛行機のテストのうちで最も危険度の高いのが、錐揉みとこの急降下テストで「アメリカでは、これをやると何万ドルも手当てが出るのだが」といって周防は笑った。
1 八〇〇キロに迫る急降下テスト top
周防のすすめで最終速テストをやろうと決心した志賀は、急降下テストのやり方、最終速にどうやってもつていくかなどを先輩や経験者に聞いてまわった。
普通、緩降下から入り、昇降舵のタブを使って降下角度を深くしていく。
ところが、スキーで斜面を滑降するときなどに経験するように、自分ではかなり急な角度だと思っても、実際にはそれほどでないことが多い。
同様に飛行機での降下も、七〇度ぐらいで突っこんだ積りでも、五〇度ぐらいだったということがあり得る。
それに、加速すると揚力が増えるので、機体が浮き上がり勝ちになり、どうしても角度が浅くなる傾向かおる。
「紫電」改は、これまでの海軍機にくらべ「雷電」をのぞけば翼面荷重は最も大きく、単発機としては「紫電」とともにエンジン出力は最大だったから、最終速はかなり高い数値になるはずである。
おそらく、日本海軍の飛行機としては、いまだかつて経験したことのないスピードに達することが予想された。
急降下テストは三月はじめ、横須賀航空隊の追浜飛行場で、試作第三号機を使って行なわれることになった。
のちに統合されて飛行審査部となり横空の管轄下に入って、すべての試作機のテストが一本化されて行なわれるようになったが、当時は航空技術廠飛行実験部と横須賀航空隊とで、それぞれ分担する組織になっていた。
空技廠では軍の整備によって試作機の整備をやり、それを実験部員の手でひと通りテストし、よければ領収してデータをそえて横空に渡す。
何機かまとまったところで、横空で実戦部隊での使い方にちかい実用テストをやる。
従って会社側の鳴尾や伊丹では、余りひどいテストはやっていない。
海軍で引きとってから、苛酷なテストが始まるわけだ。
これまでのテストを、もう一度繰返して異常の有無を確かめてから、急降下テストが開始された。
浅い角度からはじめ、様子を見ながら少しずつ降下角度を深くしてスピードを上げていく。
最初は一〇ノット刻みで、そろそろ危険が近づく三八〇ノット(時速七〇四キロ)あたりからは五ノット刻みで上げることにした。
この頃になるとエンジンは全開、ダイヴ角度もほとんど垂直に近く、いわゆるターミナル・ダイヴである。
まともに地球に向って落下していく感じだ。
不慮のトラブルが発生したときに備えて、少なくとも二〇〇〇メートルでは引き起すようにしたい。
ところが、三トン半の機体を二〇〇〇馬力で引張って六〇〇〇メートルから逆おとしにしても、四〇〇ノット以上は出ない。
いろいろやってみるが、どうしても駄目だ。
そうしたことが、一週間ぐらい続いた時、志賀は、ふと考えた。
「飛行機を背面にしてからダイヴに入れたらどうだろう?」
これなら間違いなくスピードは出るが、もし万一トラブルがおきたら、まず脱出は不可能である。
「いま、俺はむずかしいテストをやっている。
危険なことは戦争以上かもしれない。
いつ死ぬかわからないから、よーく顔を見ておけよ」
三九〇ノットあたりから、志賀は鎌倉の自宅を出るとき妻にそういって、最悪の事態も覚悟していたが、いよいよ背面ダイヴで最後の可能性を試そうという朝は、今日こそは、の思いが頭の中をかすめた。
テスト開始。
「誉」は快調に回り、車輪が地面を切るとすぐ海にでた。
東京湾をめざして高度をとる。
軍港がチラッと目にはいる。
碇泊する艦艇の少いこと、最盛時の艦隊の姿は、すでに過去のものとなっていた。
上昇しながら、プロペラ回転、シリンダー温度、油温などをチェック、いつもより入念に一通りのテストをやる。
異常なし、高度を六〇〇〇メートルに上げ、緩降下からダイヴに入れた。
一回目、二回目と、四〇〇ノット近くを記録して、もう一度、高度をとる。
いよいよ三回目。六〇〇〇メートルでクルリと背面になり、操縦桿をひく。
天と地がひっくりかえり、すぐに空が見えなくなった。
時速四〇〇ノットは、秒速約二〇〇メートルに相当する。
だから六〇〇〇メートルの高度から二〇〇〇メートルまで降下するには、加速時間を考えると二五秒ないし三〇秒かかる計算である。
長いようだが、まだ写真計測のできなかったこの頃は、降下中のデータもすべてパイロット自身で書いて記録しなければならなかったから忙しい。
プロペラ回転数、ブースト、油圧、高度等々……。
さすがに加速は早い。ものすごいGで、体がしめっけられるような感じだ。
海面に向って、まっしぐらに突っこむ。
まだまだと思っているうちに、ヒョッと速度計を見ると四〇〇ノットを指していた。
2 原因不明の振動が発生 top
高度計指示は二五〇〇メートル、いつもより加速が早い。
このあとも加速の勢いはさらに強まり、みるみるうちに四三〇ノット(約七九六キロ)に達した。
と、突然カタカタと操縦桿に振れがきた。
「フラッターか!」
一瞬、いやな予感が脳裏をかけめぐったが、見回すと主翼も補助翼もちゃんとついている。
「空中分解は大丈夫だな」
操縦桿を左右に動かしてみる。補助翼の効きは、悪くない。振動はすぐにとまったようだ。
だが、どうも補助翼があやしい。この間にも機速は増し、高度はズンズン下がっていく。
と、再び操縦桿にガタがきた。
「あぶないっ!」
とっさに志賀は、テスト中止を決意した。
四六〇ノット(約八五〇キロ)までやる積りだったが、これ以上続けるのは危険だ。
エンジンを絞ると、それまで強引に空気抵抗を打ち負かして降下を続けていた機体の速度が急激におち、Gの減少によって、背当てに押しつけられていた体が、軽くなるのがわかる。
あせる気持をおさえながら、少しずつ操縦桿を戻す。急激にやっては、空中分解を起す恐れがある。
海面が徐々に回って空か視界に入ってきた。
「やっぱり、飛行機は空を見て飛ぶものだわい」
極度の緊張から解放されてホッとすると、志賀はしみじみとそう思った。
だが、まだ油断はならない。
万一に備えて脚、フラップを早めにだし、飛行場をキープして用心深く着陸した。
タキシングで列楾に近づいていくと、松崎少佐や樋口大尉がとんできた。
爆音にかき消されそうになりながらも、大声で怒鳴っている。
「やりましたなあ」
松崎少佐が指さした先を見ると、補助翼の羽布が小骨から剥離して、はためいているではないか。
テスト前、志賀は振動の権威である空技廠の松平精技師(戦後新幹線の開発を指導、のち石川島播磨重工研究所所長)に冗談まじりに、こういった。
「私を殺しなさんなよ。
急降下では零戦で下川さん(万兵衛少佐)も死んでいるし奥山(益美、空技廠テスト・パイロット)も死んだから、よく計算をして間違いのないようにしてくださいよ。
私は戦場でならいいが、テストで死ぬのはまっ平だから」
「今度は、絶対に大丈夫」と松平技師は太鼓判を押した。
その通り、今回の情況はフラッターではなく、機体のほうは四三〇ノットの高速にも、びくともしなかった。
早速、志賀少佐も加わって空技廠で事故原因の究明が急がれたが、二週間後に結論が出された。
松平技師と樋口大尉の調査によると高速になって補助翼の表面が負圧となり、小骨に止められていた羽布がマイナスの空気圧でひっぱられて耐えきれなくなって剥がれ、これによって生じた補助翼の異常振動(エルロン・バフェッティング)である。 |
戦後、鉄道技術研究所の
所長になった松平精
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志賀部員の経験した計器速度四三〇ノット(本当の機速は、換算しなければならないが)が、ちょうどこれの発生する限界ではないか、というものだった。
従って、対策としては補助翼の羽布の小骨への結合を強化するだけで足り、この飛行機に関するかぎり、フラッターも空中分解も絶対に起らない、との結論に達した。
「これで、俺を実験部員にえらんでくれた周防との約束を果たした」
おそらく、日本の航空界始まって以来の最終速を記録した志賀は、そうしたことよりも、僚友の信頼を裹切らなかったことが、何より嬉しかった。
3 実戦部隊で空中分解事故 top
その後、「紫電」改は頑丈な機体のおかげで空中での事故は、エンジンのトラブルを除けばほとんどなかったが、一年後に実戦部隊での訓練中に空中分解事故が発生した。
ところは松山、「紫電」改で編成された新鋭の三四三航空隊三〇一飛行隊の一機であった。
この日の訓練は、戦闘三〇一飛行隊全機による編隊同士の優劣位戦であった。
四機編隊を一単位として区隊とよび、第二第二区隊八機で第一小隊を編成し、二個小隊一六機が一飛行隊として行動する、新しい戦法だった。
この日の搭乗割で、第二小隊長は宮崎勇飛曹長、第二小隊第二区隊長には堀光雄上飛曹がいた。
一小隊ごとに離陸して、二つの小隊がたがいに視界外にさり、高度をとってから飛行場上空に引返し、実戦を想定した優位劣位の態勢で空戦に入り、あくまでも四機単位の編隊をくずさずに戦闘を行なう、というものだ。
この場合、列機は区隊長が突っこめば一緒に突っこみ、発射したら自分も発射するというふうに、区隊長のやる通り行動し、単機行動はいましめられていた。
堀上飛曹の第二小隊八機は、高度三〇〇〇メートルで基地上空に引返した。
相手の第一小隊を先に発見して高度をとり、後上方の優位から襲いかかった。
第一撃は完全に成功。機首を起して再び高度をとり、すぐ二撃目に入った。
編隊は少しも乱れず列機もピタリとついてくる。
この直後、思いもかけない事故が起った。
《模擬射撃をおえて私が上昇姿勢に移るべく操縦桿を引いた瞬間、エンジンの轟音に混ざって、キューンというカン高い異音が聞越えた。
「左だ」
反射的にふり向いた私は、そこに恐るべき光景を見た。
二番機の尾翼、方向舵がバラバラに吹っとび、機首を下にして錐揉みに入ろうとしているではないか。
「空中分解だ!」
こういう事故では、ほとんど助かったためしはない。
尾翼を失った「紫電」改が、右回りにゆっくり旋転し始めた。
すると、背を曲げ足を開いた姿勢の搭乗員が、操縦席から飛び出した。
細長い黒い索が伸びて白い索の束がスルスルと引き出され、パッと落下傘が開いた。
飛行機はと見れば、主翼がちぎれて胴体と別々に落ちていく。
飛散した機体が大地に吸い込まれるようにして落ちていったあと、取り残された白い落下傘が右に左にゆれながら降りて行くのが目にしみた。
訓練中止。
私の編隊は機首を下げて落下傘に近づいた。
見れば、吊索にぶら下がった搭乗員は頭を下げ、意識を失っているのか手足がダラリとしたままだ。
生きていてくれと念じつつ、私たちは編隊のまま落下傘の周囲を旋回しつづけ、着地するまでその降下を見とどけたあと基地に戻った。
機の滑走がとまるのももどかしく、とび降りて隊内の治療室に駆け込んだが、横たわっている彼の意識はすでに失われ、かすかに息があるだけだった。
機内から脱出する際に、頭や胸を強打したものらしかった。
残念ながら意識を回復しないままに息を引き取ったが、私より二期下の予科練出身で、おだやかで真面目な人物だった》 |
戦後、三上と姓を変え、全日空機長から現役引退後は後進パイロットの育成指導にあたった三上光雄氏は、自著『堀光雄・紫電改空戦記』の中でこう述べている。
4 超高速によるフラッターか? top
空中分解は、原因がつかみにくい。
特に機体が空中でバラバラに飛散してしまう場合は、なおさらである。
零戦がまだ十二試艦戦とよばれていた試作機時代、テスト・パイロットが殉職するという大きな空中分解事故を起したことはよく知られていたが、零戦の経験を充分に生かして、空気力学的にも強度的にも、まず万全と思われていた「紫電」改の事故については、意外というほかはなかった。
特に三四三空飛行長の志賀少佐は「紫電」改のテスト・パイロットとして最終速テストを行ない、この飛行機に関するかぎり、空中分解は絶対にあり得ない、と断言していたのだ。
ともあれ、一応はフラッター(動翼のアンバランスによって起る翼の異常振動)を疑ってみることとし、海軍側からは零戦いらいフラッターの研究で有名になった空技廠の松平靖技師(前出)と疋田遼太郎技師(のちトヨタ中央研究所副所長)、それに川西から菊原設計部長、羽原修二技師ら四人で現地調査することになった。
現地で、事故発生時一緒にダイヴした僚機の報告によると、高度五〇〇〇メートルくらいから激しいダイヴに入り、事故は三〇〇〇メートルあたりで起ったという。
この時の計器速度は三四〇ノット(時速約六三〇キロ)前後と確認されているので、この程度のスピードで「紫電」改が空中分解を起すとは考えられない。
しかし現実に事故は起っているのだ。
さすがの大家たち四人も首をひねった。
現場での調査をもとに、鳴尾に帰ってから風洞試験やフラッター試験をやってみたが、これらのテスト結果からはフラッターが原因という根拠は、何も出てこない。
結局、事故原因不明のまま時は過ぎ、八月十五日の終戦をむかえてこの調査は打ち切りとなったが、戦後、ジェット機が出現して、マッハ(音速を基準にした速度表示)の領域の問題が明らかになり始めてから、どうやら原因解明の手がかりがつかめたようだ。
飛行する物体が音の速度(地上で毎時一二二〇キロ、一万メートルで毎時一〇八〇キロ)を越える前後の速度領域を遷(せん)音速(サブ・ソニック)といい、マッハ〇・八から一・二ぐらいまでが含まれる。
ところで、いったん音速に達した空気の流れが音速以下におしもどされる時、空気が激しく圧縮される性質があり、衝撃波が発生する。
マッハ〇・七ぐらいの速度で飛ぶ飛行機でも、機体表面の流れの早い部分は音速を越えることがあり、「紫電」改が事故を起したときの対気真速度は、毎時八〇〇キロに達すると考えられるから、主翼から胴体のフィレットあたりが、部分的に音速を越えたために衝撃波(ショック・ウェーブ)が発生したとも考えられる。
戦後の研究で遷音速領域では、フラッター速度が低下する(もっと遅い速度でも発生する)ことがわかったので、フラッターが原因だったとも考えられるが、今は確かめるすべもない。
フラッターによる空中分解事故を防ぐため、これ以上の速度を出してはいけない、という制限速度が定められていたが、これについて菊原は戦後、次のように語っている。
「紫電改の事故は、訓練中に制限速度を越えてしまったことが原因だったのではないか。
計器速度が高度により真気速との間に差異があり、それをいちいち計算して操縦を加減するわけにはいかないから、知らずに制限速度を越えてしまうこともあり得る。
どんな飛行機でも、制限速度を越えてフラッターをおこさせようと思えばできる。
ダイヴから急激に引き起してぶっこわすことだってやれる。
しかし、実用の飛行操作中に制限速度を越えるということは、考えようによっては、制限速度の決め方が間違っているとも言えよう。
実用上必要なら、どんなことをやっても強度の制限内に入っているし、従って安全だ、というように制限を決めるべきで、そこまで考えなければ飛行機の仕様書の欠陥と言えるだろう。
たとえば、ボーイング727、BOAC111など、みなディープ・ストール以後のある大きな迎角にすると、そこから抜け切れなくなるところがある。
そうなるとそのまま墜ちてしまうから、間違ってそこに入ろうとするのを、自動的に防ぐような装置を付けてある」
また、この事故があったとき三四三空飛行長として現場にいた志賀少佐は、こう語っている。
「この飛行機に関しては、絶対に空中分解はない、と言って出したのに事故が起ったことについて、どんな原因にせよ、テストをやり残した、という自責の念にかられた。
それに、自分を推薦してくれた周防(元成少佐)との約束を果たせなかったという思いが、いつまでも念頭からはなれなかった」
さらに、ずっと後のことだがB29邀撃(ようげき)戦で、三〇一飛行隊の仲睦愛一飛曹が空中分解を起している。
この日、堀飛曹長(五月一日付で進級)の四番機として出撃した仲一飛曹は、目もくらむような背面からの垂直降下攻撃法でB29に一撃をかけた。
志賀少佐が、最終速テストで行なったのと同じやり方だった。
しかし、降下して引き起す時、胴体が真っ二つに割れ、仲は錐揉(きりも)み状態でおちる前部胴体から飛び出し、落下傘降下で助かった。
このほか、空中分解はしなかったものの、胴体がねじれて皺がよるという現象も起った。
この時は共同通信からきていた空輸パイロットが、九州から胴体がねじれたままの「紫電」改を鳴尾にもってきたが、ラダー・ペダルをふみっ放しで足がしびれてしまったという。
設計の羽原修二技師が、いろいろテストしてみたが「紫電」改の胴体は頑丈で、どうしてもつぶれなかったそうである。
これについても志賀少佐は「パイロットが、空戦中に敵の射弾を回避するために、急激な横すべり操作を行なったせいではないか?
やはりテストは、あらゆる場合を想定して無茶な操作もやっておかなければいけなかった」と反省する。
いずれにせよ、それまでの常識からすれば問題なく頑丈に造られていた「紫電」改が、高性能ゆえに遷音速という新しい領域に踏込んだために起った試練であったと言えよう。
ちなみに、音速に近づくといろいろ妙なことが起るということは当時でも大体わかっていたが、絶対に音速を越えることはできないというのが通説だったらしい。
実際に音速が問題になりだしたのは、これから後のことである。
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