장래 전투기의 동체 관련 기술(2018연보고)
전투기 구조의 중요한 점은, 경량화 구조와 AAM(공대공 미사일)를 내장 하는 웨폰 베이 구조이다.
경량화
경량화는 다음의 3개의 기술에 의해 실현된다.
- 일체화·파스나레스 구조
복합재제의 부품을 접착(Glue)으로 성형 결합해, 금속제 볼트를 줄인다.그림 3에 나타내는 신전투기 중앙 부분을 상정한 5.2 m x 8.6 m의 공시체가, 2017년도에 미츠비시중공에서 제작되었다.지금까지의 시험에서는, 접착 접합부를 포함한 구조는 충분한 강도를 가져, 결함은 발견되어 있지 않다.동체 중앙 부분은 대부분이 복합재로 만들어지지만, 란데잉기아 결합부와 웨폰 베이 부분은 금속제가 된다.향후의 과제는 피로 시험이 된다.
- 히트시르드 기술
가벼운 열가림이 뛰어난 패널을 엔진 주위에 배치해, 주변의 구조를 무거운 내열합금으로부터 가벼운 복합재로 바꾼다.
미사일 내장 웨폰 베이
한쪽 편에서 미사일 3기, 양측으로 6기를 수납하는 웨폰 베이에 대해서는, 웨폰 발사와 스텔스화의 연구를 행해지고 있다.미사일을 내장화하는 것으로, 저항이 줄어 들어 고속 비행을 할 수 있어 레이더-물결 반사를 억제해 스텔스성이 향상한다.
수납하는 공대공 미사일은 일영 공동 개발중의 장 사정 「MBDA 메테오르」 및 우리나라 개발의 미츠비시 전기제 「AAM-4 B」를 상정하고 있다.양미사일 모두 길이는 약 3.7 m, 직경은 20 cm전후, 중량 200 kg정도, 사정은 100 km 이상, 속도는 마하 4이상, 으로 되어 있다.
방위 장비청에 의하면 발사 시험은 마하 1.4의 속도를 본떠 행해져 미사일의 발사, 즉, 발사장치전장·발사·발사장치 수납, 에 필요로 하는 시간은 0.3초였다, 라고 말한다.
웨폰 베이의 크기는 길이 6.2 m, 폭 2 m, 깊이 1.5 m이다.초음속 비행시의 웨폰 베이·도어의 개폐는 1~3초 이내인 것이 스텔스성 확보를 위해 필요하게 되고 있다.
도 4：(방위 장비청기술 심포지움 2018) 헤세이 29년도에 실시한 웨폰 베이의 풍동 시험에 사용한 실물 크기 모형.웨폰 베이에게는 장 사정 공대공 미사일 3기가 탑재된다.미사일을 발사하는 발사장치(3기), 개폐시에 큰 부하가 걸리는 베이문, 이 보인다.F-35의 웨폰 베이보다 꽤 크다.실기에서는 이 베이가 좌우에 장비된다.
将来戦闘機の胴体関連技術（2018年報告）
戦闘機構造の重要な点は、軽量化構造とAAM(空対空ミサイル)を内装するウエポンベイ構造である。
軽量化
軽量化は次の３つの技術により実現する。
- 一体化・ファスナーレス構造
複合材製の部品を接着(Glue)で成形結合し、金属製ボルトを減らす。図３に示す新戦闘機中央部分を想定した5.2 m x 8.6 mの供試体が、2017年度に三菱重工で製作された。これまでの試験では、接着接合部を含む構造は十分な強度を有し、欠陥は発見されていない。胴体中央部分は大部分が複合材で作られるが、ランデイングギア結合部とウエポンベイ部分は金属製となる。今後の課題は疲労試験となる。
- ヒートシールド技術
軽い熱遮蔽に優れたパネルをエンジン周囲に配置し、周辺の構造を重い耐熱合金から軽い複合材に変える。
ミサイル内装ウエポンベイ
片側でミサイル３基、両側で6基を収納するウエポンベイについては、ウエポン発射とステルス化の研究を行なわれている。ミサイルを内装化することで、抵抗が減り高速飛行ができ、レーダー波反射を抑え、ステルス性が向上する。
この研究は、平成29年度に北海道千歳「札幌試験場」内の亜音速・遷音速・超音速での飛行を模擬できる「三音速風洞」を使って行われた。試験は「ドア開扉」、「ミサイル発射」、「ランチャー収納」、「ドア閉扉」、のサイクルで試験され、高速でのミサイル射出が安全にできることを確認した。
収納する空対空ミサイルは日英共同開発中の長射程「MBDAメテオール」および我国開発の三菱電機製「AAM-4B」を想定している。両ミサイルとも長さは約3.7 m、直径は20 cm前後、重量200 kg程度、射程は100 km 以上、速度はマッハ4以上、とされている。
防衛装備庁によると発射試験はマッハ1.4の速度を模して行われ、ミサイルの発射、つまり、ランチャー展張・発射・ランチャー収納、に要する時間は0.3秒であった、と云う。
ウエポンベイの大きさは長さ6.2 m、幅2 m、深さ1.5 mである。超音速飛行時のウエポンベイ・ドアの開閉は1〜3秒以内であることがステルス性確保のため必要とされている。
図４：(防衛装備庁技術シンポ2018) 平成29年度に実施したウエポンベイの風洞試験に使った実物大模型。ウエポンベイには長射程空対空ミサイル3基が搭載される。ミサイルを発射するランチャー(3基)、開閉時に大きな負荷がかかるベイ扉、が見える。F-35のウエポンベイよりかなり大きい。実機ではこのベイが左右に装備される。