局地戦闘機雷電その8

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1名無し三等兵
垢版 |
2019/01/12(土) 22:02:50.28ID:MAQBzsQy
先代
局地戦闘機雷電その7
http://itest.5ch.net/mevius/test/read.cgi/army/1543328863
2019/01/31(木) 21:33:51.43ID:HU/4m1J5
>>547 前縁にスラット装備して、STOL性能高めた、陸軍機「三式指揮連絡機」が、
「陸軍空母」あきつ丸に搭載されて、日本近海で対潜哨戒実施してる史実あるからね。
2019/01/31(木) 21:44:04.05ID:HU/4m1J5
>>551 自分で探せば(笑)
三菱の倉庫に、古い記録が残ってるかもしれないゼ。

ただ、飛行機は物理法則に従う以上、機体の個体差(空気抵抗)が生じるにしたって、
J2M1の飛行テスト時に火星13がどれだけの出力を発生していたか、については、
J2M2のカタログスペックが信頼できる前提なら、かなりキッチリ試算できる。
2019/01/31(木) 21:46:37.84ID:/7UpVpe1
>>552
だから?
2019/01/31(木) 21:48:37.20ID:/7UpVpe1
重量増に伴う速度の変化を大雑把に出した上での試算なんかアテにならん
間違った前提から計算しても無駄
2019/01/31(木) 21:52:20.40ID:HU/4m1J5
アンチが捨て台詞を吐くことに必死だこと(笑)
2019/01/31(木) 22:00:15.20ID:/7UpVpe1
主翼のバルジの有無や風防の改修を無視してざっくり出した値をアテにしてる時点でだめなんだよ
2019/01/31(木) 22:19:24.93ID:/7UpVpe1
当時の専門家が推算まては実測した数値が似通っていれば違う機種同士を比べることもできるし

逆に速度に影響を与えるための改修(風防の改修、バルジの有無)を無視して
単純な重量増による変化とみなしてるのがおかしい
それで重量増以外の要因を無視できるなら誰も風防の設計や 100発ドラム搭載で悩まない
2019/01/31(木) 22:29:07.81ID:/7UpVpe1
ちなみに、推力式単排気管による効果はどのくらいと見積もったの?
2019/01/31(木) 22:31:13.19ID:7/o3Ealy
何で読んだかアヤフヤなんだけど、100発ドラムって結構な貴重品だったんじゃなかったっけ?
そのせいでなかなか配備が進まなかったとかなんとか昔読んだような…
2019/01/31(木) 22:34:13.51ID:/7UpVpe1
例えば離昇1500馬力と火星一〇型シリーズとにた出力の金星六二型のデータだと
二速全開の公称出力で1250馬力と1190馬力など諸々見かけるから
ちっとは面白い話が聞けると思ったらこれかいな
2019/02/01(金) 06:57:53.54ID:AtMAIfXU
わざわざ無用の争いを誘発させる理由が解りましぇん
軍オタは絶滅危惧種なんだから
絶滅危惧種同士仲良くできんのかね

>>547
前縁スラットが効果を発揮するのは3点静止角から先の大きい迎え角だから
雷電じゃ視界がきかない領域になる
すでに空戦性能の観点から翼端の翼形を選んでるし捩り下げもあるから
翼面積を減じるのでなければ前縁スラットを付ける必要性はあまり高くない
重量も生産工数も増えるからね
ただ不慣れな操縦者が零戦のつもりで着陸周回して速度を落とし過ぎた時
エルロンの効きが残ってるのは大きいかも知れない
高度が低いからどうせ助からないかもだけど

あとは着陸方法
尾輪も同時に接地する3点着陸にこだわらず
陸軍式に主輪だけ先に接地する方式で
滑走路をたっぷり使って着陸すれば前縁スラットは要らない
風防が低い雷電にはその方が合ってる
まあ海軍戦闘機乗りは着艦操作を忘れんなって意味が3点着陸にあるのかも知れないが
2019/02/01(金) 10:09:53.08ID:I2pn2Crd
それほど難易度は高くはないだろうが、2200ps級を叩き出せ、
【雷電】や烈風などで、無理なく性能を引き出せそうな可能性があるエンジン改良とは、
低燃費の栄21(4/10公称の燃料消費 200g/ps/h!)をベースにした空冷22気筒ではないか、
と自分は思う。
慣れない日立がハ51で(無理して)離昇2450ps級目指して、道半ばで敗戦になったけれど、
中島が誉2xでモロモロ難儀してる中では、案外あっさりと、だとマジに思う。

出力は、水メタ無しで離昇2000-2200ps級、重量は1000〜1100kg程度。
ハ43(金星18気筒)でターボ過給だと1280kgと言われるわけで、重量はそう重くなるわけでない。
火星Φ1340mmと比較すれば、Φ1280mmと小さくなり、正面抵抗面積縮小に寄与。

11気筒複列のノウハウがある会社だったら、そう無理なく試作できるだろう。
中島が145mm以上のボアの各種シリンダーエンジンの改良に精を出さずに、取り組めば、リソースがないワケでもない。
海軍だって、水冷94式900馬力のエンジンを開発製造した広工廠という拠点がある。
空技廠設計/広工廠で試作、というやり方だってあるだろう。

中島が史実で22気筒(11気筒の複列)に手出ししてない、という部分を除けば、
ボアもストロークも、ピストンスピードも、平均有効圧力だって、何一つムチャ(ジャンプ)してない方向性である。
こういうエンジンなら、原設計が栄・瑞星で、600kg前後のエンジンを想定してたゼロ戦よりは、
700-800kg想定の【雷電】、900-1000kg想定の烈風に相応しいエンジンになろう。

瑞星で22気筒なら、もうチョイΦを小さめにできるかな?
中島よりは初期の信頼性を高く、早期に実用化できるかもしれない。実際に火星22気筒試作をこなしたメーカーだし。
2019/02/01(金) 12:16:09.59ID:7FzaqRA/
誉の混合気調整器の試験開始がようやく昭和20年
燃料噴射ポンプも実用化せず
もし18気筒と並行で進めても十分な信頼性を持った上での実用化は
昭和20年より早いとは思えない
ハ45の運用で47戦隊の実際ありといえど、
あれは昭和20年、内戦部隊だからやっとまともに使えただけで
結局本土防空でしか使えない発動機として
資源を夥しく浪費してしまった(おなじ工数で栄装備機作れば機数×稼働率が倍以上くらいあったのでは?)

栄系の弱点は混合気配分と調整だから(許容範囲が狭い)
14気筒で1400〜1500馬力の方が現実性高いと思う
誉の問題の本質だって、よく取り沙汰される高過給圧での運転だけではなく
栄の初期不調と同じものが、18気筒ゆえに長引いたものだ
(さもなくば運転制限だけで稼働率が劇的に改善したはず)
だがそれだと金星六〇型の登場と共に退場またはその代替品と見做されるだろう
2019/02/01(金) 12:23:38.74ID:7FzaqRA/
栄は混合気の濃度を厳密に管理しなくてはならない
それで気筒を増やすのは予想外に難しかった
栄の実用で判明したその問題を考え、昭和16年以降は
その視点を持ってNK9の未来を占うべきだったが
実用試験をきちんとやらず(手続き上だけは満たしてるのだけど)安易に量産してしまった
それで量産され「実用化」された2000馬力級発動機という称号だけは貰えたという
2019/02/01(金) 12:24:13.88ID:9k12MRdu
四式戦と雷電ってどちらも陸海軍の陸上の「主力戦闘機」という計画があった訳だけど、四式戦はその通り計画スタート時点でそうだったけど、雷電は当初はインターセプターとしてスタートした
雷電も四式戦みたいに、汎用陸上機的なスタートを切れていれば、本当に(艦載以外の)零戦の更新が出来たかもしれない
雷電だって、航続距離は陸上機としてみれば十分長い
あとは格闘性能が無かった。これが痛い
さしあたり延長軸やめて普通の胴体で軽量化していれば、登場時期は遅くなるが四式戦的なポジションに付けたかもしれない
2019/02/01(金) 12:30:17.64ID:7FzaqRA/
雷電の設計段階だと
海軍は十四試局戦と十三試双発陸戦の二本立て
陸軍はキ44(汎用の主力機)とキ43(遠距離進出の対戦闘機専用戦闘機)の二本立て

一機種で汎用可能な戦闘機は想定されてなかった時代

零戦が思いがけずそれを達成するんだけど、当の海軍の反応が鈍かった
2019/02/01(金) 13:03:27.83ID:9k12MRdu
二式戦も九七戦からみれば十分航続距離長いんだったな。つまり陸上機としてみれば二式戦も十分長い部類に入るんだよ
ゼロだの隼だのが長く飛び過ぎなだけ、それもチンタラと巡航しながら
雷電を早期に陸上基地の主力としての方向で進めるべきだった
遠距離の陸上機はまた別でやればいいし、結果として双発戦闘機がコケてボツになる、晴れて雷電の生産とかち合う邪魔ものはいなくなるだけの事
インターセプターとしてスタートしてしまった事が、四式戦との違いだろうな
569名無し三等兵
垢版 |
2019/02/01(金) 13:03:56.20ID:RyCj2gMR
>>563
誉の22気筒化を>>16で潰されたら
今度は栄で22気筒化を主張するのか

おまえヤバいな
2019/02/01(金) 13:13:06.70ID:I2pn2Crd
J2M1の着陸速度128kmって、十分に空母離発着のポテンシャルあるんだけどな。

着艦フックとかつけてないし、初期の性能試算では、
>三菱の火星版初期見積りに対して実際のJ2M1は、
>速度315ノット→312ノット、自重約1900kg→2191kg、全備約2600kg→2861kg、翼面積19u→20u、と悪化
と遥かに軽かったらしい。

堀越の重量設計の初期見積精度、甘いと厳しく評論するか、
新規設計で+10%以内なら上出来、と評論するか?

とにかく、火星2x+VDM4枚ペラ(J2M2)が重すぎの一言である。
2019/02/01(金) 13:17:00.16ID:I2pn2Crd
>>569 一気筒110-120psの誉ベースと、90-100ps以内の栄21ベースの違いは存在する。
そもそも、試作が遅れたとはいえ、火星22気筒試作完成できるレベルの技術、
当時の日本でもあったわけだしね。

更に言えば、栄誉よりは、Φ1280mmゆえにそれなりに大きめの想定はしてるけれど。
2019/02/01(金) 13:30:09.40ID:9k12MRdu
>>570
ダメだ、1500馬力でそのスペックだと鍾馗と被る
目指すべきは鍾馗ではなく疾風だ
雷電は一一型(J2M2)では、全備3210kg
主力生産型のJ2M3より、全備で300kg、自重で200kg軽い
つまり、おそらくだが改善点と一緒に何らかの改悪が加えられている!
本来の雷電は、火星2x型でもクソ軽いのだから、いよいよ本来のキレを失った堀越の手による改悪か、あるいはとっくに堀越の手を離れて後輩にやらせていたかのどっちかだろ
2019/02/01(金) 13:35:39.61ID:9k12MRdu
bunより引用

昭和17年9月21日決裁の航本機密第一一二五四号「航空兵器製造並ニ供給ニ関スル応急処置ノ件仰裁」には次の如く記載されています。

十四試局戦

1. 多量生産は十四試局戦改(J2M2)にて実施しJ2M1は生産せず
(理由)
(イ) 速力310節程度にて零戦と大差なく空戦並着陸視界不良、操縦性良好とは言い難く局戦として価値少なし
(ロ) 局戦改の多量生産機出現(18年4月に予定)に比し一ヶ月早きのみ
(ハ)J2M2装備発動機実験成績不良なる場合は改めて研究す

1500馬力なんて、多少軽量でも、この程度じゃねぇか!

本来の軽量な雷電一一型こそ、これぞ正統雷電だろ?
二一型は300kgもダブった改悪も加えられちゃってるし、無印十四試局戦は鍾馗のパチモン的なスペック

こりゃ、一一型を何とか汎用運用方向に持っていくしかないだろ
3210kgで1850馬力の火星2xだから、これなら独ソ戦の戦場に持っていっても余裕で通用する
2019/02/01(金) 13:48:16.32ID:9k12MRdu
すまん、少々ヒートアップした

ともかく、1500馬力の無印十四試局戦はウンコと海軍が評価下した。なんと二号零戦で良いじゃんという辛口っぷりだ。クソ以下だ
雷電の本領発揮は十四試局戦「改」から。

二一型で突然300kg増えてデブった、ここらへんの真相は俺にはよく分からんが、雷電の軽量さがスポイルされてしまった

つまり雷電一一型こそ至高の雷電
火星1x型を搭載したものは十四試局戦、二一型以降は改悪もされている
火星1x型の十四試局戦が最高だったなんて言わせねぇ
2019/02/01(金) 14:11:15.01ID:wInBmZwg
漢字の多い小文字
ほんとそれだけ
2019/02/01(金) 17:07:07.41ID:8t/fniGb
>>571
火星は高回転数を狙わなければだけど
簡単に18気筒、22気筒にできた

栄はそれができない
たとえ高回転数での運転に有利な構造でも
気筒を増やすのが極めて困難
理由は混合気配分と調整に敏感だから
2019/02/01(金) 17:09:53.14ID:8t/fniGb
J2M3とJ2M2の違いだって調べれば簡単にわかる
武装が20ミリ4挺に強化され、燃料タンクが防弾タンクになってる
武装強化と燃料タンクの防弾はB-17との空戦で零戦にすら要望されていたこと
雷電には必要な装備であり、これを改悪としては
何のために雷電を生産するのかわからなくならないか
2019/02/01(金) 17:16:01.50ID:8t/fniGb
翼面荷重で大して変わらない四式戦と雷電の違いは
胴体の幅だろうと思う
前の方で揚げ足取りのしょうもない論争をしてたけど
雷電の太い胴体がおなじ主翼面積の主翼に対して
揚力の観点で不利なのは明らかだ
もし人手があって胴体の幅だけ絞り込み、推力式排気管で乱流を制御できれば
雷電は汎用機とみなされたかも
2019/02/01(金) 17:37:59.44ID:8t/fniGb
雷電の失敗の原因は極端な紡錘型胴体の追求で
重量増、空気抵抗の増大、視界の悪化、揚力の相対的な低下
実戦用の機体開発でいきなり試したのが悪いとしか言いようがない
当然何の実家による実験実証もされてないメカニズムを全面採用した設計側にも問題はある

だがこれは戦争が近いと想定するならの話
「平時の計画」として新技術で挑んだ十四試局戦に意義はある
対米戦が決まった時点で零戦の改良に劣後する優先順位を与えられていれば
評価はずっと違ったに違いない

その点では、これを無理やり引っ張って主力にしようとした海軍の方針が諸悪の根源

きたいそのものの失敗は設計に問題があるが
それが実用機の生産計画を妨げたりしたのは現実が見えない海軍の失敗
2019/02/01(金) 17:53:43.13ID:8t/fniGb
ぶっちゃけた話水噴射付の発動機を搭載してなお
速力325ノットなら雷電である意味も薄いくらい
340ノットが欲しい
さもなくば零戦の改良の方が良かったねという話になる

まして兵装が零戦並なら、J2の存在意義自体無くなるからJ2M3は必然
2019/02/01(金) 18:59:59.55ID:I2pn2Crd
>>574
火星13→23 △90(770→860)
3枚ペラ→4枚 △100 前後

その他の改修項目
・単排気管
・風防(防弾ガラス)
・フラップ
・胴体タンクなど
○翼内タンクに自動消火装置を付す

エンジンとペラで、180〜200kgヘビーになるのがネ…
推力式単排気管なら、出力向上効果は△10〜15%と、研三の実験結果からも明瞭に出てるなか。

最高速517km/h程度のB-17を迎撃する時代に、J2M2がデビューするなら意味がある改修。
しかし、644km/h@30000ftのB-29迎撃するとなると、当然軽量化が必須。
高高度性能を上げるためには、酸素噴射などを用いないなら、
軽く仕上げること、3速過給機・フルカン無段変速、アスペクト比増、翼面荷重を小さめに、などなど
モロモロと工夫がいる。

例えば、20mm 4門装備の重い雷電は使いモノにならぬ。
それこそ、「例えば」30mm斜め銃1丁+12.7mm2丁とか、妥協を用兵側に求めなきゃ。

ターボ過給も、フルカンも、3速過給機も、酸素噴射も全て間に合わない以上、
防弾タンクは残すにせよ自動消火を捨てるとか、前面の防弾ガラスを取り止める(ある程度はプロペラが防弾なり得る)とか、
「何かしら」を諦めないと。
更なる高出力エンジンの開発に失敗してる厳しい現実を目に前にする以上。

高性能機から引き算する事例は、上手くバケる。
足し算するなら、エンジン出力向上は必須。
340節(630km/h)が真剣に欲しい代替に、何かしらの機能の諦められないなら、当時の「日本海軍のバカ」と同一人種。
2019/02/01(金) 19:07:02.38ID:I2pn2Crd
雷電の振動問題、最終的には、
発動機の一次振動が、(VDM4枚)プロペラ翼の曲げ方向二次振動と共鳴し、機体の前後方向の振動となったとのことで、
【空力特性を犠牲】にプロペラ翼の厚みを増し、固有振動数をずらすことによってこれを解消。

エンジン側で振動対策ロクにない(バランサーとかない)火星で水メタ過給した場合は、
VDM4枚ペラ 3.xメートルとの相性がムチャクチャ悪かった、ということ。
雷電をトラブルフリーで性能向上するのを考えるにあたり、「火星2xはベスト」とも言い難い。
2019/02/01(金) 19:11:58.75ID:9k12MRdu
>>581
じゃあ栄22気筒2000-2200馬力とか滅茶苦茶なこと言うんじゃねぇ、手前の舌は何枚あるんだよコラ

離昇1850馬力で3210kgの雷電一一型、このスペックなら独ソ戦でも通用する
何が火星2x型が重いだこの野郎、重くなったのは二一型で設計を改悪したからに決まってるだろ
2019/02/01(金) 19:25:20.57ID:I2pn2Crd
>>583 オマイさんの妄言より、遥かにマシな選択肢(IF)だけどな(冷笑)

栄10にしても(制式採用は栄12)、栄20(制式採用は栄21/22)にせよ、
初期不良なり、エコノマイザーの最適設定が決まるまでは暴れたエンジンとはいえ、
「ネガ潰しが(比較的短期に)終わったあと」は、当時のベストエンジンだわな、栄21までは。

誉(栄31)あたりになると、中島が技術的知見がロクに溜まってないなか、無理くりチャレンジするから、
栄1x/2xあたりで短期で解決できたワケには行かなくなってるけれどね。
そういう史実を踏まえて、控えめな提案してるんだゼ、キミとは違って(笑)
2019/02/01(金) 19:31:58.04ID:9k12MRdu
>>584
2200馬力のどこが控えめなんだよ
誉以上に無茶苦茶だよ

雷電一一型
2019/02/01(金) 19:32:52.78ID:8t/fniGb
雷電が20ミリ4挺になれたのは
ベルト給弾のおかげでバルジがなくなったから
ちゃんと速度とのトレードオフを意識してるよ、ということ
対戦闘機なら機動力や速力がものをいうかもしれんが
防御火器に飛び込むなら防弾は必然だろう

ちなみに雷電の兵装には30ミリ機銃×2というのがある
これが20ミリ機銃同様ベルト給弾化されてればバルジの悪影響を考えなくてよく
2挺のスペースで済むから主翼をさらに削れたかもしれない

機銃の高性能化や生産拡大にもっと早くから投資してれば
機体の開発が後押しされただろうけど
2019/02/01(金) 19:36:58.23ID:9k12MRdu
途中で出ちまった

雷電一一型で3210kgだから、めちゃくちゃ軽い部類
これなら低空ならそこそこの戦闘機を一蹴できるスペックだ
むしろ全リソースを雷電の故障箇所特定に費やすべきだったと言っているんだよ

あと、十四試局戦は横空での模擬空戦で二号零戦に簡単にケツ取られ、急降下で追尾されて最後まで振り切れないという醜態を晒している
もちろんこの時の二号零戦も推力排気管なんて付けてない
クソ雑魚、こんなもん妥協してもしょうがないし、何なら鍾馗とキャラが被ってる
2019/02/01(金) 19:43:58.89ID:I2pn2Crd
↑ カルシウム不足? ヨーグルトなり牛乳なり、毎日摂取しろよ(笑)

B-17を迎撃する時代と、B-29を迎え撃つ時代じゃ、要求性能の厳しさはハンパじゃないんで、
キミの感情を満たすハナシなんか「そうそう」ない。
2019/02/01(金) 19:49:01.76ID:8t/fniGb
>>581
帝国海軍が掴んでた情報によれば
B-17の最大速度260ノット、B-29なら320ノット
とほぼ正確な値
実際もそのくらいだ

逆に聞くけどこのレスの数字は何の根拠があって出してるの?
誤った前提から出発する議論は無意味
2019/02/01(金) 19:53:35.11ID:I2pn2Crd
疾風は、糸川センセの遺産(鐘馗)があるから、比較的早期にまとまった(試作命令はS16.12.29)わけで、
鐘馗のような高速機を一度も作ってない堀越チームが「いきなり追いつく」のも、
かなり非現実的だろうね。

火星13+推力式単排気管改修で、600kmオーバー。
ここからどうやって630km相当、エンジン出力15%相当の性能向上図るかね。
水メタ+VDMにすれば、振動問題にブチ当たるわけで、
まぁ自分の見立て通り、吸気設計ミスで、J2M1の火星13は1100ps台しか出てなかったなら、
20mm x2、7.7mm x2であっても、615km前後には届きそうだけどね。

繰り返すけれど、100kg単位の増量したら、誘導抵抗の増加を招いて10km単位の速度低下を引き起こす。
ゼロ戦だって同様。
B-29迎撃が任務の戦闘機、重く作っちゃイカンの一言。
それこそ、比較的現実的な2200ps級エンジンの予定が見えていない限り。
または酸素噴射の実用化の早期化を行わない限り。
2019/02/01(金) 19:54:49.03ID:I2pn2Crd
>>589 煽るなら、グブレカスの一言。
2019/02/01(金) 20:02:26.63ID:8t/fniGb
>>591
たったひとつのサイトから結論を出さないことが大事だ
戦中の帝国海軍よりは物を調べるのが便利な環境なのにね

帝国海軍の認識ではB-17は260ノットB-29は320ノットというのはどのみち覆らんしw
2019/02/01(金) 20:09:05.35ID:8t/fniGb
主敵のスペックからしてテキトーな検索しかしてないウィキペディア厨にグーグルは100年早い

みたいな煽りはともかくとして
零戦を例にしても100kg程度の重量増と速度低下の因果関係を示すデータなんてないでしょ
あるなら教えてよ
もちろん五二型の性能が〜という与太話はなしで
2019/02/01(金) 20:51:07.88ID:I2pn2Crd
誘導抗力は、翼幅荷重(重量÷翼幅)の二乗に比例するわけなんだし、
胴体面積(主に摩擦抵抗)なり、形状抵抗が削りづらいなかで、
「重量の二乗に比例」する誘導抗力を積極的に増やすことを厭わないバカは、高速機を評論するに値しない。
重い機体で高速機作るなら、土井武夫のアプローチは極めて正当。

97戦の3社コンペの時代から、アスペクト比7超えの主翼を継続して用いてた土井武夫、
飛燕・五式戦になって、ようやく時代が彼の設計コンセプトに追いついた、とも言える。
中島よりもアスペクト比は1ポイント以上、高い。
勿論、3.8tでも強度設計やり直す必要ないぐらい、頑丈過ぎるぐらいの主翼だが(苦笑)
事実、陸軍機の中では、五式戦(だけ)が、B-29に第二撃をかけうる性能あるってコメントだし。

現代だって、旅客機の巡航燃費を稼ぐため、
翼端にウイングレットを装着して、翼端渦(≒誘導抗力)を推力にしようって工夫するぐらいだしね。

高高度のB-29を迎撃するにあたり、幾ら20mm4門持っていようが、
その高度に届くのにアップアップするぐらいの重量は無意味。
2019/02/01(金) 21:02:29.76ID:gD8vI85h
事実誤認、捏造、捻じ曲げのオンパレードで笑えばいいのか?
素人計算でドヤ顔するしか能のないスットコドッコイの相手をいつまで続けてやるつもりだ?
2019/02/01(金) 21:03:44.23ID:8t/fniGb
>>594
実機における重量と速度との定量的な考察抜きでは意味がない
2019/02/01(金) 22:47:36.26ID:I2pn2Crd
さて、高高度性能を高めないと、【B-29迎撃は難儀】だ。
昭和16年以降、陸軍も海軍も、高高度迎撃機を、単発双発、色んな試作機作るが、死屍累々。

高度8000なり10000mにラクラク届く「卓越した上昇速度」、そしてそんな空気が薄い「高高度における出力確保」。
クルーの肉体的影響(酸素補給とか耐寒)を、一旦考慮の外に置くと、
先ずは、上記2条件を、どう満たすか、って話。
しかも、エンジンというかパフォーマンスナンバー100超えの優良ガソリンを量産できない日本、
という極めて厳しい制約条件に置いて。

上昇速度に影響を及ぼす、主翼面積・実馬力・重量、という意味では、
@「馬力÷重量」に比例
A「重量÷馬力」と、「重量÷主翼面積」のルート、の積をゼロに近づける

@については、素直に軽ければ軽いほど、分母が小さくなり、素晴らしい。
Aについては積であるから、「」内の前者または後者いずれかがゼロに近づけば素晴らしい。
言い換えれば、馬力がデカクなること、または主翼面積がデカクなること。
馬力上昇にキツい制約条件あるから、A手法で性能向上図ると、主翼面積拡大に向かう。
従って、高速性を担保すること(空気抵抗削る)と矛盾が発生。
この物理の原則に基づいて、日本の高高度迎撃機は、死屍累々となる。エンジン出力向上がキツい制約条件だから。

従って、史実とは別ルートで、キツい制約条件の中で、上昇速度向上を図るには、【重量軽減】が最有力の道。
現場でも、例えば12.7mm2丁降ろす、防弾鋼板外す、弾薬数を半減、などの涙ぐましい努力。
重い機体は、B-29迎撃機の最大の敵!

ついで、現場が手が出せないレベルであれば、プロペラ効率の向上。
翼厚12%程度のClark‐yやNACA4412あたりが当時の主流だし、NACA4409とかRAF5など翼厚9%ペラを積極的に開発すること。
高レイノルズ数におけるプロペラ翼素の揚抗比を高めるために、翼型を変える。
さもなくば、最適角度で空気に当てるために、ピッチ角の変更範囲を広くする、20-30度で目一杯なら、
上昇速度における最適ピッチ角を、ピッチ角可変範囲に納める設定にすること、である。
20度可変ピッチでは、500km台に入ると、最適ピッチ角が、可変範囲の外に飛び出るから、プロペラ効率が高いまま維持できない、
という悩みも抱える日本である。
2019/02/01(金) 23:18:49.51ID:I2pn2Crd
B-29を迎撃するための軽い機体に仕上がるためには。

まずは、軽量かつそれなり出力のエンジン選びである。
更に搭載燃料だって重量だから、徹頭徹尾、低燃費がベストである。
そういう意味で、熟成した栄12や栄21は、高高度迎撃機のエンジンとして、
極めていい素材である。機体を軽く仕上げる意味では。
共振対策ゼロの方火星2x+VDM4枚ペラ(しかもペラ効率落とした3.3m)は、最悪の組み合わせ。

武装や防御装甲は、「必要最低限」だけ用意する形になって行くだろう。
下手すれば30mm斜め銃1丁だけ、との割り切りだって必要かも。
硫黄島が陥落するまで、昭和20年第一四半期の本土防空戦に投入する機体なら、コレもありだろう。
後部風洞の防弾ガラスを省略し、座席後部の鋼板だけ残すとか。ゼロでもやむを得ない。
必要最小限の武装だけ残して、零戦21レベルの艤装に後退させて、軽量化目指す方向。
アスペクト比だって、川崎戦闘機のように7台に伸ばす方向必要だろう。
空気抵抗削りながら、翼厚確保するなら、LB翼を原型に改修するのは必須となる。

翼面馬力の向上は最高速度に対し立方根で比例する関係で言えば、
馬力向上に限度あるなら、「ある程度」主翼面積縮小必要だろう(やり過ぎると上昇速度にネガティブ)。
プロペラ効率高めるため、糸川センセを東大から呼び戻して、佐貫センセと一緒に、
中島KシリーズなりNACA4409なりを用いて、高効率9%薄翼プロペラを新規設計させないとね。キ27のように。

史実の雷電では、B-17キラー足りえても、B-29向きではない。J2M5であっても…
2019/02/02(土) 00:04:54.34ID:Yby4bbfj
零戦52型で計算
b = 11.00m
s = 21.30m2
AR = 5.68
e = 0.85 (仮定)
M = 2733kg
p = 980 x 1.10 = 1078ps (排気推力による増加分を10%と仮定)
μ = 0.75 (仮定)
h = 6000m
ρ = 0.0673(kg・s2/m4)
v = 157m/s (565km/h)

D = 75 p・μ / v = 386kgf
Cd = 2 D / (ρ・s・v^2) = 0.02185
CL = 2 M / (ρ・s・v^2) = 0.1547
Cd0 = Cd - CL^2 / (π・e・AR) = 0.02027
誘導抗力の割合 = 1 - 0.02027 / 0.02185 = 0.0723(7.23%)
抗力と重量の関係は D2 = D1(1 + 0.0723(1 - (M2/M1)^2))
重量が100kg増えた場合の抗力は1.0054倍(+0.54%)
重量が200kg増えた場合の抗力は1.0110倍(+1.10%)
重量が300kg増えた場合の抗力は1.0167倍(+1.67%)
300kg増加の場合でさえ565km/hから3km/hしか低下しない
つうか重量ゼロ(=誘導抗力ゼロ)でも579km/hにしか上がらない
2019/02/02(土) 00:28:45.20ID:zKdM2Ln9
>>599
零戦のアスペクト比、5.68って「有効アスペクト比」、単純な「アスペクト比」?
推力排気管の馬力換算は、最低レベルで置いたわけね。
プロペラ効率75%って、堀越が何かしら言及してるんだっけ?
eの定数だって、怪しいな。

つまりCd0の数値にズレがあれば、誘導抗力の割合は変わるし、
試算結果も変わるわな。
まぁ、そういう前提において、多少のパラメーターのブレにおいては、目くじら立てないとして。

抗力△1.67%増から、速度3km/hの減産推定ロジックは?
2019/02/02(土) 00:36:27.93ID:Yby4bbfj
565 / 1.0167^(1/3) = 561.9
2019/02/02(土) 00:39:08.60ID:zKdM2Ln9
誘導抗力は、翼幅荷重の二乗に比例するなら、
同一機体で重量増加モデルなら、翼幅一定であるが故、重量の二乗に比例する。
零戦52で、2733kgから10%以上、重量増加する計算モデルで、
誘導抗力が+1.67%ってのは、この時点で物理法則に反する計算式が、エクセルに入力されてね?
121%「前後」の数字ならまだしも。

ぁゃcなぁ…
2019/02/02(土) 00:41:13.71ID:zKdM2Ln9
>>602は、抗力と誘導抗力を読み間違えた。一旦取り消し。
2019/02/02(土) 01:54:26.02ID:zKdM2Ln9
>e = 0.85 (仮定)

推力式単排気管以外のデータがソコソコ信用できるものであれば、
実機データにぶち込んでの計算結果が、0.85なのか、
0.75〜0.95の範囲の中央を見込んだのか?
実機データあれば、推力式単排気管の効果、10-15%増のレンジの中に、eは追い込めそうだね。

ここがそれなりの精度の数字になれば、有効アスペクトレシオも堅めの推定になるし、
Cd0推定もそれなりの精度になるだろうね。

「厳密に言えば」速度低下するなら、誘導抵抗増えるから、誘導抵抗と全機抵抗の比率は変わるハズだが、
実際に設計するわけじゃなし、それなりの精度あればいいんじゃね。
2019/02/02(土) 05:34:29.21ID:AH65GXXR
新語誕生
キタ━━━━(゚∀゚)━━━━!!

有効アスペクトレシオ

ナニソレ?((((;゚Д゚))))ナニソレ?
2019/02/02(土) 09:45:26.82ID:Yby4bbfj
e・ARのことかな>有効アスペクトレシオ
でも式の中にeは入ってるから違うかな

もしかしたらテーパー比からeは求められるのかもしれないが面倒くさいから真ん中へんの値にした
Me323ギガントのeが0.83か0.84というのはどこかで見た

プロペラ効率が不明なときに0.75にするのは暗黙の了解だと思ってた
キ84がプロペラ効率0.77で最大速度の見積もりをしてるのは知ってる
「僕が考えた最強の戦闘機」なら0.8以上にしたい

最初推力排気管を考慮せずに計算したらCd0が小さすぎたので馬力を+10パーセントにしたが、0.02027でもまだ小さい
堀越二郎の「零戦」に載ってた設計時のCd0はもっと大きくて、翼面積を減らした52型はCd0がそれより大きいはず
本当はプロペラ効率か推力排気管の効果のいずれか、または両方とももっと高いのだろう
そうすればCd0は大きくなる(そして誘導効力の割合はもっと小さくなる)
でも結果は大して変わらんと思うからそのままにした

型違いで機体形状は変わらないのに重量増加で最大速度が何十キロも落ちているケースは、高度は同じなのかな?
2019/02/02(土) 10:48:18.65ID:zKdM2Ln9
誘導抵抗について。
現代の機体で言うと、ウイングレット装着が流行りだ。
(巡航)燃費が5-10%改善するからである。
つまり、翼端渦・誘導抵抗が小さくなるし、翼端渦を用いて部分的に推力に転換してるから、
である。

という意味において、現代機の巡航速度よりも低い、500km台の当時の機体、
それが零戦であれ、雷電であれ、誘導抵抗の比率は「それなりに存在」してるだろうし、
Cd0の数値は、も少し小さいんじゃないか、って自分は見てるんだけどね。
だから、推算過程を見てると、eの設定と単排気管の効果のいずれかの精度の問題かな、と思う。

堀越が零戦のペラ効率0.76ぐらいだった、と書いてたのは見てたので、0.75程度においてたのはオーライ。
雷電、特にVDMペラだともっと小さいらしいけど。

単排気管の効果、ブースト圧高いと効果高い、という論文は自分は見てる。
だから+10%というよりは+13〜15%の範囲にありそう、というのが自分の「ダロ勘」。
最高速、2速公称のフルブースト状態だからね。
2019/02/02(土) 11:02:18.86ID:zKdM2Ln9
ちなみに、100m刻みの標準大気、現在用いられてる数値はコチラ。
当時、これぐらいの精度で測定されていたかどうか、までは知らない(笑)
http://ebw.eng-book.com/pdfs/a5cee5b2ba4081d74c629e07908ffe18.pdf
2019/02/02(土) 11:50:57.19ID:zKdM2Ln9
さて、一般論、ρはその高度における流体(空気)密度である。
単位は、kg/m3。
高度6000mの標準大気の空気密度は、0.60111 kg/m3。

さて。>>599のρ、単位が(kg・s2/m4)だから、空気密度の単位(kg/m3)に s^2/m が掛け算された数値である。
だから標準大気の空気密度と比べて、「一桁」数字が小さくなっている。
そういうことか…
2019/02/02(土) 11:58:08.18ID:Yby4bbfj
力の単位がkgfからNに変わる前の知識だからだ
2019/02/02(土) 12:03:35.95ID:zKdM2Ln9
D = 1/2 ρ V^2 S Cd

D: 発生する抗力
ρ:流体の密度 (海面高度の大気中なら、気温15℃で 1.2250 kg/m3)
V:物体と流体の相対速度
S:物体の代表面積 (一般的に主翼面積)
2019/02/02(土) 12:10:49.85ID:Yby4bbfj
「僕の考えた最強の戦闘機」なら動圧で吸気圧縮して馬力を2〜3割アップさせたい
2019/02/02(土) 13:16:06.97ID:nWbfqGHB
雷電、座席を前進させ胴体の横幅だけ絞り込めば
視界の良い艦戦にならないだろうか?
胴体の正面面積が減った分主翼を拡大すれば燃料タンクも確保できそう

まあ局地戦闘機として出発してるから最初からそうはならんけど
18気筒発動機をが前提の無茶な計画を海軍が自粛してれば
強風→紫電みたいな流れで
局地戦闘機→A戦闘機兼用のB戦闘機はありかなと
金星零戦とどっちがいいかは要検証だが
2019/02/02(土) 13:26:56.65ID:nWbfqGHB
雷電と比較して性能劣るとされた
五二型の8割の航続力で翼面荷重134kg/m2の金星零戦案

巡航速度がA6M8と同じ200ノットとして
五二型の8割の航続力に相当する燃料を搭載するならば燃料80立と
金星六〇型なので水60〜80立増載が必要

大規模な改良を伴わない計画なので、どう考えても翼は
翼幅12メートルの二二型ベースとわかる
発動機換装、機体後部の燃料タンク増設のための補強、燃料と水の増載
これだけでもう翼面荷重134kg/m2に達する

というところから
速度が12ノットしか増えない理由もわかる

325ノットが期待されたa6m8と違い

翼端を詰めてないので5ノット遅いのは確実

あとの5ノットは
武装を機種に残したままなので(機種武装を翼に移すだけの補強分の重量増してない)機首を高くして正面面積が増える予定だったのか
100発ドラムによるバルジ(4〜5ノット低下)で計画されていたかの違いだな
2019/02/02(土) 13:37:26.05ID:nWbfqGHB
金星搭載機は機種を問わず巡航馬力はほぼ同じようで
1時間あたりの燃費は巡航で135〜138立毎時

それで「リッター何キロ」に換算すると違いが出るのは
機体ごとに同じ馬力で出る巡航速度が違うから
という算数が理解できる前提だけど

これから算出した巡航時の滞空時間(搭載燃料/1時間あたりの燃費)に
巡航速度を掛け合わせるとその機の航続力が出せる

零戦の場合、金星搭載で巡航速度は200ノットだから
搭載燃料(立)/135〜138(立)×200(浬)で推算できるだろう
ちょうど同じ馬力で同じ速度(325ノットと326ノット)を期待された彗星三三型と同じ巡航速度なのも
200ノットが零戦六四型の巡航速度である強力な傍証だ

もちろん昭和18年計画の金星零戦案と零戦六四型がおそらく違う機体であるように
幾許の差ありといえど
零戦三二型も二二型もだいたい同じ巡航速度であることから
推算は可能と考えるもの
巡航時には翼端を詰めたメリットデメリットは相殺しあっていた模様
2019/02/02(土) 13:50:47.88ID:nWbfqGHB
しかもこれらの機体や案は零戦の主翼の大幅な改良を伴わないもの
前縁にスポット溶接を採用したり外板の枚数を減らしたり半層流翼にしたり
速度や重武装への本格改良しない前提で計画された値だ

雷電が真に存在意義を発揮するのなら
こうし零戦六四型よりさらなる高速化、 20ミリ4挺装備に対応しうる金星零戦に対して
最大速度と上昇力で圧倒する必要がある
20ミリ4挺装備で最大速度340ノット、高度6000mまでの上昇時間5分30秒は最低限必要だろう

史実では「艦戦」である零戦への偏見ゆえか
不当なまでに高い優先順位を与えられた十四試局戦だが
本来はもっと早い段階(J2M1の不振)で放棄されるか
重武装でも胴体に集中して重量増を防げる推進式で計画するくらいの思い切りが
必要だってのではないか?

せっかくの高出力を冷却ファンの重量と無駄な正面面積増大で殺してしまった雷電は意外なほど振るわない
平時の実験機ならともかく、戦時の主力機に据えたのは
エリート官僚らしい非現実主義(陸上機ならば「必ず」艦上機に勝る)だったのではないか
2019/02/02(土) 13:58:39.00ID:8EpEsVG/
アスペの類だろw
2019/02/02(土) 14:05:17.99ID:nWbfqGHB
A6M8ですら計画では(金星六二型が額面割れしなければ)高度6000mまでの上昇時間6分だから
ちょうど3トンで計画された翼面荷重134kg/m2の金星零戦案の上昇力は大したものであったろう
これを雷電に比べて性能劣る、というからには
海軍にとっての最大の優先事項は速度であったと考えるか

「陸上機」の名のつくからには、雷電は必ず零戦を凌駕する、という非現実的な期待をしたかのどちらかだ
2019/02/02(土) 14:12:11.96ID:nWbfqGHB
何かと一人歩きしがちな
昭和18年における零戦の金星換装の検討だが
まじめにどんな機体の計画であったかを推算した例は見たことがない
雷電に比べて性能が劣るとはどういうことなのか?
その雷電は349ノットを期待してる時代の幻ではないのか?

真面目に考証しないであり得なかった、やらない方が良かったと決めつけてしまうあたり
軍オタが調べてる軍の軍人と同化してしまう現象の一例として面白い
2019/02/03(日) 01:13:38.37ID:Q6XX1gRq
山名正夫さんは、重量あたりの抵抗面積/推進効率をプロットして、
彗星< 烈風 < 雷電 < 零戦 
となっています。(小さいほど優秀)

との話しもあるらしい。

零戦の翼型と、その他3機種の翼型(半層流翼)は異なるし、
山名センセの彗星はねじり下げなんかしてないし。
翼型を、翼の途中で大胆にチェンジして、空力的にねじり下げ同等の効果を引き出す。
2019/02/03(日) 01:52:59.44ID:il8fyVLy
重量あたりの抵抗面積って指標が、なんか自分の手がけた彗星をよく見せたい意図が見え隠れする…
そんなん、高翼面荷重有利に決まってますやん
2019/02/03(日) 02:01:33.19ID:il8fyVLy
>>619
というより栄二一型すらも迂遠な気がしないでもないんだが
マレー沖海戦の時点で九六式陸攻二三型が作戦行動しているんだし、明らかに金星5x型の方が栄二一型より先輩だろ?
というか栄一一型と同期かな?(若干金星の方が遅いけど)
2019/02/03(日) 02:25:20.29ID:QucS+mP+
>>622
栄一一型と同期は金星四五/四六型かも
いずれにせよ金星が苦戦した高高度性能で
中島の発動機と同等以上になる時期
ここで換装しなかったのは海軍の戦闘機軽視を表してる
零戦を増産するならば栄の生産量では追いつかないからだ

九六陸攻の改良型(機体だけ中島生産分)を取りやめて
機体は中島製零戦に転換、
その分の金星をそれに回すしかなかったわけだ

九六艦戦の更新と戦闘機隊の定数の充実のために、金星搭載は必然であるべきだった
2019/02/03(日) 02:28:01.13ID:QucS+mP+
>>623
もちろん史実はそうならなかった
海軍が早期に戦闘機第一主義への転換してたら
(航空撃滅戦では戦闘機の方が役立つし養成も補充も容易と事変で知れてた)
このタイミングで金星と栄、二本立てで零戦の開発をしてるところ
栄と比べて劣る勝る以前に、だ

何故そうならなかったのかというと
合理的な理由はなくて何となく旧来の陸攻主義計画を通してしまった
あるいは艦戦だから大したことないと決めつけ
陸軍戦闘機すら凌駕してる現実を見れなかった

双発爆撃機まで搭乗員を戦闘機に転換した陸軍と比べ熱意もなかった
だから海軍人は戦闘機第一主義への転換が遅れたことについては
弁解もせずただただ反省するか腹を割ってる
2019/02/03(日) 02:33:00.97ID:QucS+mP+
海軍は搭乗員不足だから期待があっても仕方ないかと言えばそうでなく
昭和17年までは栄に縛られた零戦の生産は低調で
搭乗員が余る、九六艦戦をあてがっても余る

だから本来は九六陸攻二二型二三型をやめて
金星零戦を計画してその資源に転換すべきだった
金星零戦なくして戦闘機隊の拡大どころか充実すらできない
それをやらずに陸攻への傾倒を改めなかったからには
後に死ぬほど後悔することになった
2019/02/03(日) 02:45:21.70ID:QucS+mP+
もし金星と栄二本立てで零戦隊を整備、拡大してれば
前線はそれで事足り

逆説的だけど
十四試局戦は紡錘型胴体、延長軸+強制冷却ファンの実験機
後には排気タービンの実験機としての位置付け
「実戦で使えない」なんてクレームも付かず
配備されても本来の要地防空、爆撃機との戦闘だけで何も悪いことは言われなかったかもしれない
2019/02/03(日) 12:45:24.88ID:Q6XX1gRq
最高速515km程度のB-17を撃退する迎撃機であれば、
零戦52以降の機体であれば、それなりである。
最高速度差において50kmレベルの優速があるから、追いかけっこできるし、
上昇力や武装あたりを、も少しなんとかせにゃ、と考えるにしたって。

高高度9000mで644kmの最高速のB-29を迎撃するなら、
9000mに20分程度で上昇可能な、卓越した【上昇速度】、
それなりの武装(20-30mm機銃? ロケット弾?)なり、
命中率が向上するB‐29から100-200m圏内に接近しうる、高高度での運動性&速度。

五式戦のような機体に、酸素噴射や一段三速過給で、高高度エンジン出力確保する方向が
【当時の日本で B-29迎撃】に最もベターなのではないか?
つまりはアスペクト比7オーバーの主翼を持ちながら、
 ・どうやって20-30mm機銃を押し込むか(五式戦は機首)、またはロケット弾などの装備
 ・軽量化(例えば、三式戦の主翼ですら、過剰に頑丈ゆえ)
 ・プロペラ効率の向上策(翼型、ピッチ角の最適化や可変角範囲のワイドレンジ化など)

マリアナで一航艦全滅喰らった件は、角田など一航艦の戦術指導がスカタンだったからと思うし、
金星ゼロが出現したからといって歴史が変わるとも思えない。早期哨戒大失敗してる時点でね。
むしろ、機体側でなんとかしなきゃイカンのは、B-29本土防空戦だと思うし、金星ゼロでなんとかなるかいな
2019/02/03(日) 13:24:01.87ID:Q6XX1gRq
翼端=翼根の長方形・矩形であれば、
アスペクト比は b^2/S、S=b*翼弦だから、b/翼弦になる。
2019/02/03(日) 13:56:41.29ID:Q6XX1gRq
B-29と追いかけっこできるぐらいに、高高度で「高速性」を担保するには、
エンジンの出力向上に、厳しい制限がかかり、推力式単排気管というマジックを搭載した後では、
空気抵抗をどう削って、バランスを取るか、って話である。

高速になればなるほど、誘導抗力の比率がドンドン小さくなる、つまりCd0部分の抵抗が増大するなら、
Cd0の削り方は極めて大事になってゆく。

Cd0 = Cd - CL^2 / (π・e・AR)
「揚抗比を改善」する翼型 …Cdが小さいまま、CL^2の数値を高める(最良翼型の発見、翼薄化)
e*ARの値を高める …工数を忍んで楕円翼にする、アスペクト比高める
表面積を小さくする …摩擦抵抗を削る、つまり主翼なり胴体なりの表面積を縮小する

そういう意味では、金星ゼロ戦よりは、主翼を【雷電20u翼】に載せ替えたゼロ戦の方が、
モロモロと面白そうである。アスペクト比を(ギリギリまで)高めるべきだが。
LB翼をモディファイした半層流翼だし、
ゼロ戦21.3uよりも主翼表面積は小さいし。
20mmは主翼搭載できるし、
J2M1 2800kgを128kmで着陸させる(艦上機の必要条件)ぐらいの最大揚力係数は持つ。
2019/02/03(日) 14:28:09.99ID:Q6XX1gRq
卓越した上昇性能とは、
Vsinθ=V(T−D)/W、上昇速度=水平速度成分*(推力-効力)/重量、
を踏まえると、
・推力をギリギリまで高める(エンジン出力・プロペラ効率)
・効力をギリギリまで低める
・重量をギリギリまで低める
のうち、複数達成することなのだろう、と思う。

上昇力を高める必然性があるインターセプター、特にB-29キラーになるためには、
軽量であることは重要な条件になる。
3t超えの「重いゼロ」ではハナシにならない。なぜなら、主翼の設計思想が一世代古いものだから。
2019/02/03(日) 15:32:29.23ID:Q6XX1gRq
土井武夫の回想で、一番面白かった点を幾つか。
日本で優秀な戦闘機を実現するには、という方法論についての一つ、であり、
【雷電の堀越チーム】はどうだったのか、を比較して、浮き上がるものがあるだろうから。

■「1938、39年の2年間私は(略)戦闘機についての具体的な研究は行ってはいなかった。

しかし外国の航空雑誌に発表されたBf109E(エンジンはDB601、1100hp/4000m)
およびイギリスのスーパーマリン・スピットファイアMk1(ロールスロイスマーリン1075hp/4000m)などのデータから、
それぞれの抵抗面積を計算すればCDS/η=0.5〜0.53uとなるので、
キ28(CDS/η=0.56u)にDB601を装着して改良を加えれば、Bf109Eに匹敵する戦闘機を設計できるだろうと考えていた」

■「主翼翼幅と胴体幅との比は、その値が小さいほど全機の有効縦横比λeがよくなる」
「二式単座戦闘機(鍾馗)の主翼の縦横比は6である。
全幅が9.5mに対して装着エンジン(空冷式ハ109)の直径が1260mmもあるので、その比は14%になる。」
「全機の有効縦横比λeは5をだいぶ下回る値となるため、
高高度における性能はあまり達成できなかったものと思われる」

■「キ61の基礎設計の一つの大きな特徴は(略)
空戦における旋回上昇率を重視して、主翼面積20uに対し全幅12m、縦横比7.2という比較的高い値を採用したこと。
エンジンを同一とした場合、翼面荷重よりも翼幅荷重が問題となるから」

■「杉山元帥が工場に見えた。用件はホ5(20ミリ砲)をどうしても取り付けて欲しいという事であった。
性能の低下をともなうので私(大和田)はあまり賛成でなかった」

「この改修機はキ61−T型改と称し、19年1月から全面的にこれに切りかえられた。
キ61−T型改は、火砲の増強、タンクの増設及び防弾、防弾鋼板、爆弾懸吊その他装備品の増強などのために、
重量の増加と空気抵抗の増大を来たし、
ために試作機時代の性能を発揮することは難しくなっていた」
2019/02/03(日) 15:37:26.38ID:Q6XX1gRq
土井武夫だって、モロモロの川崎での試作・熟成に忙しくしてた中、
外国雑誌の情報をキチンと目を通し、
モデルにすべきベストプラクティスは何かを見極め、
それを川崎の中でどう応用発展させるか、という、お手本のような開発を行ってる。
2019/02/03(日) 15:50:14.52ID:Q6XX1gRq
ゼロ戦の主翼設計は、昭和12-13年時点だから、
土井武夫のように、メッサーやスピットからの応用を取り入れるには無理にしたって。

しかし、昭和14-16年のJ2M1の主翼設計時期、
または昭和16年以降のゼロ戦性能向上をガンガン求められた時期。
堀越も忙しいだろうが、土井武夫だって忙しい身分。

まぁ土井武夫だって、算盤弾いて、飛燕の23R16翼型の主翼を、LB翼(研三)に切り替えるジャンプを躊躇してる、
というネガティブはあるんだけどね。

紫電改が、LB翼と自動空戦フラップを採用して、戦争末期に神話化されたところから言えば、
【空力特性の改善】がストレートにハマった、って感じなんだろな。
2019/02/03(日) 16:36:28.22ID:ww5DrHCe
雷電の場合、速度の向上を第一として
高高度性能その他は二の次
その高速のための工夫が裏目に出たのでどうしようもなくなった
(死重に等しいものがいっぱいついてる割に軽く上昇力は良かった)
2019/02/03(日) 16:44:58.69ID:ww5DrHCe
写真偵察機をやっつけないと航空戦は話にならないが
B-29いぜんにP-38による偵察を阻止できないのが問題になってる
そして戦前から排気タービンを研究してもうまくいってない

後知恵では高高度性能の不足は通常攻撃に対する本土防空への影響は限定的だったものの
じつは一次大戦の頃から言われてた(というかSF小説から着想を得て開発が始まった)原爆の脅威を考えてみれば
噴進機か排気タービンは必須だったが
2019/02/03(日) 18:21:11.86ID:ww5DrHCe
十四試局戦があてにしてたのはモーターカノン
DB601とセットのはずだった

これが実現不可能になって火星で無理をしようとしたが(昭和15年1月)
本来ならば、この数ヶ月後には十二試艦戦の大活躍、
一年後には陸軍機との比較と高性能を踏まえて
火星案を放棄し
空冷の高性能戦闘機は零戦の主翼大幅改良、金星五〇型装備機として

その傍、DB+モーターカノンの計画だけゆるゆると進めるのが正解だったと思う
2019/02/03(日) 18:27:02.71ID:ww5DrHCe
命中率二倍と見積もられていたモーターカノンならば
当初の案では主翼に20ミリ機銃の装備必要なしということに
二式三〇粍へ変えればB-17に対しても
主翼への20ミリ機銃装備は考えなくても良いかもしれない

それこそ九六艦戦以降、堀越技師が状況が許す限り採用してた高アスペクト比も実現可能

もちろんDB601とモーターカノンが有ればの話だが
逆にこれなしでは零戦を上回る総合力の戦闘機は当分現れ得ない
2019/02/03(日) 18:34:22.26ID:ww5DrHCe
もしDB601とモーターカノンが実現してたら
大量生産は無理と身の程を弁えてた海軍は
これを(火星装備の雷電と違い)主力に転換しようとは思わず
それこそ本土とトラック、蘭印、ラバウルで局地防空のみに使われただろう

夢みたいな話だけど、さもなくば
零戦の徹底改良より良い結果は出ないという現実に鑑みれば
零戦の徹底改良と輸入実現を睨んだ液冷機の設計(だけ)と
現実と夢の二本立てが正解だったかと
2019/02/03(日) 22:35:47.84ID:9XtTzuP3
>>630
上昇角が15°くらいまでの範囲なら上昇率の計算は 余剰馬力 / 機体重量 で概ね正しいので、
余剰馬力が最大になる速度で上昇率が最も大きくなると言うことが出来る。

揚力係数 CL = 2 M / (ρ・s・v^2)
抗力係数 Cd = Cd0 + CL^2 / (π・e・AR)
余剰馬力 p(ps) = エンジン出力 - 必要馬力 = Pe・μ - ρ・s・Cd・v^3 / 150 ※Pe : エンジン出力(ps)
上昇率 Vy(m/s) = 75 p / M

プロペラ効率を無視すれば、余剰馬力が最も大きいのは必要馬力が最小になる速度である。
プロペラ機では形状抗力と誘導抗力が等しい速度(経済速度)のときに最大揚抗比になり、
誘導抗力が形状抗力の3倍になる速度で必要馬力が最小になる。

揚抗比が最大になる揚力係数 CL = √(π・e・AR・Cd0) (≒0.6前後)
そのときの抗力係数 Cd = 2 Cd0 (誘導抗力係数=Cd0)
そのときの速度 Vx = √(2 M / (ρ・s・CL))

必要馬力が最小になる揚力係数 CL = √(3 π・e・AR・Cd0) (≒1.0前後)
そのときの抗力係数 Cd = 4 Cd0 (誘導抗力係数=3 Cd0)
そのときの速度は経済速度の1/3^0.25倍(=0.76倍)
そのときの必要馬力は経済速度のときの2/3^0.75倍(=0.877倍)
2019/02/03(日) 22:36:20.21ID:9XtTzuP3
CLが1.0前後になる速度は着陸速度(失速速度の1.3倍)と変わらないか、それより遅い。
現実には速度を上げたほうがプロペラ効率も良くなるので、
もっと速い速度で上昇したのだろう。
なお、低速で最大出力のときのプロペラ効率μは0.75より小さいはずだが見積るのは難しい。

上昇時間は各高度での上昇率の逆数1/Vy(s/m)を高度(m)で積分して求める。
これは言い変えればhー1/Vyのグラフから面積を求めることだが、
実際にグラフを描く必要はない。
h1とh2での上昇率がそれぞれVy1、Vy2とすれば、
h1〜h2間の上昇時間は t(sec) = (h2 - h1)・(1/Vy1 + 1/Vy2) / 2 で求まる。(台形則)
精度を求めるなら中間高度の上昇率も使う。
h1、h2、h3の各高度での上昇率をVy1、Vy2、Vy3とすれば、シンプソンの公式により、
h1〜h3間の上昇時間は t(sec) = (h3 - h1)・(1/Vy1 + 4/Vy2 + 1/Vy3) / 6 となる。

少ない燃料で上昇するには余剰馬力がエンジン出力に占める
割合が大きいほど良いから、
全力で上昇するのが最も燃料消費が少ない。
実際の全力上昇では計器速度を一定に保つのだろうか?
2019/02/03(日) 22:58:30.80ID:+oxgBXr2
余剰馬力から加速度を計算するときは、
加速度 a(m/s2) = 75 p・g / (M・v) ※g : 重力加速度(≒9.8)
速度v1、v2、v3での加速度をa1、a2、a3とすれば、
v1〜v3までの加速時間 t(sec) = (v3 - v1)・(1/a1 + 4/a2 + 1/a3) / 6

vが分母にあるのだから加速度は速度が上がるほど減少する。
しかも最大速度では余剰馬力がゼロなのだから、
計算上は最大速度には永遠に到達しないことになる。
2019/02/03(日) 23:11:33.51ID:Q6XX1gRq
プロペラピッチ角可変範囲が20度の場合、
離昇から(急降下)最高速までカバーできないし、
従って、離昇〜巡航に最適ピッチ角を設定していそうだが。

戦争後期、可変範囲は30度ぐらいまでは、関係者の努力で、VDMでなくても零戦52級でも
対応できたようだが。
2019/02/03(日) 23:22:16.75ID:Q6XX1gRq
つまり、ピッチ可変範囲20度の世代では、プロペラ効率は、低速ほど高そう、という推定。

>>639-641
荷重が増えると、「上昇速度」に超ネガティブ、ってのを否定したいのか肯定したいのか、
意図がさっぱり見えないな。

なお、卓越した上昇速度に重量がご法度なのは、B-29迎撃の現場で、軽量化の涙ぐましい努力のエピソードに事欠かないし、
否定しようもない物理法則だ、と自分は判断するが。
細かい数字・数式をこねくりまわす必要もなく。

ましては、エンジン出力が伸びない高高度対策なんだしね。過給機による出力増に恵まれる6000-7000m付近と異なってね。
2019/02/04(月) 00:01:49.89ID:6URWPWT3
零戦21が太平洋戦争前期に大化けしたのは、
速度性能はF4Fと大同小異、追いかけっこでボロ負けしないレベル、というエントリーチケットを確保したうえで、
軽量・低翼面荷重を活かした卓越した旋回性能、というセールスポイントがあったから。

F6F、F4U、P51などが投入されてくる後期、追いかけっこでボロ負けしない、という部分が崩壊。
いくら旋回性能良くてもダメ、という悲惨な状態に陥る。エントリーチケット喪失しちゃったワケだし。

だから、米軍とのキルレシオを改善したいなら、とにもかくにも600kmオーバーの速度があることは最低条件。
軽量を活かして、上昇力(縦の旋回戦)、または維持旋回率の向上(横の旋回戦)、
さもなければ、急降下速度の向上(一撃離脱)、何かしらに特化する必要あり。

万能機は、極めて難しい。
当然、飛燕・五式戦のような高アスペクト比、または自動空戦フラップというデバイス用いて、
高翼面荷重と旋回性を両立させる方向でなければ、どうしようもない。

何でもできそうで、実は中途半端、とも揶揄される疾風よりは、五式戦の方が3機分の価値がある、というのは、
敵機とのスペック差、尖らせ方(生き残り方)をどう作るか、それをどうやって旋回番長揃いの古参パイロットに浸透させるか、
というシステム運用の問題にまで、当然発展する。

だから、栄12以下の出力で、600kmオーバー達成したらしい、SAI207/407というイタリア機とか
 http://4.bp.blogspot.com/-WECxEOXkelw/VP_gwWWJXaI/AAAAAAAAsNA/CwT5rZw9TMc/s1600/gerergrgerge.jpg
天風レベル520psで530kmは到達したXP-77とか見てると、
 https://vignette.wikia.nocookie.net/world-war-2/images/1/1d/Normal_Bell-XP-77.gif/revision/latest?cb=20120402130815
違う方向性があり得たんじゃないか、ってね…
ここまで尖らすかどうかはともかく。
2019/02/04(月) 00:23:11.74ID:0yDSS09K
十四試局戦の当初の目論見は
モーターカノン1挺と従来の機首武装で迎撃機を作るというもの
当然翼は(主脚とモーター等を納められる限り)限りなく薄く軽くできる

それが頓挫すると、20ミリ機銃入りの翼を設計する時点で
空冷のインターセプターである十二試艦戦と本質的に変わらなくなる

そこで高速化のための理論として
実機で検証すらされてない紡錘型胴体を極度に追求
無理な差別化を図らず、現実路線と追えばものになるかもしれない理想を求めればよかった

モーターカノン装備迎撃機は独仏にお手本があった
叶えば素晴らしい夢だ
かたや紡錘型胴体は本当に実現しても素晴らしいかどうか実験機等で確かめもせず
理想と見て追いかけてしまったのだから
2019/02/04(月) 00:47:30.70ID:6URWPWT3
なお、マリアナ海戦で言えば、小沢中将の作戦構想は、
角田一航艦が、敵空母の1/3を撃破する前提である。
米機動部隊と無傷でぶつかる想定はしてない(苦笑)

そりゃ彩雲という長距離高速偵察機があって、マジュロ環礁に敵艦隊終結してる・してないまで把握する
能力あった角田一航艦が、全滅するのは、そりゃ哨戒を怠ったツケである。
ましては見敵必戦、猪突猛進タイプの司令官と参謀の組み合わせじゃ、単に消耗するだけの出撃も多そう…
実際、2-3月のあたりはそうだしね。角田と小沢の配置は逆が理想、と評論するのも、自分は理解する。

早期哨戒をキチンと行って、どう夜襲かけるか、という戦術の部分に工夫凝らして、
定数割れとはいえ500-600機持ってた一航艦で、米空母に対する有効な嫌がらせをどう行うか。
大本営直轄部隊となり、ソロモンの消耗に巻き込まれずに「準備できる期間」が最低半年はあったのだから、
言い訳無用である。
第一、F6F-Nが投入されるまでは、夜間は敵戦闘機の数的優位、全く意味ないわけだ。ココを突くしかない。

こういうトップがいる組織で、仮に紫電改なり【雷電】なりが潤沢に配備していたとしても、どーしよーもなさそう。
またT攻撃という工夫を凝らした源田たちの方がマシだろう。

そういう戦術的な工夫云々でどうしようもなく、当時モロモロの制約条件乗り越え、
どうB-29キラーを生み育てるか?
これこそ、14試局戦・雷電や、1号局戦・紫電(改)の、本来あるべき姿である。
340節630kmの要求仕様 >>263 、まだ零戦21ですら正式採用されてない時期といえば、オーバースペックに見えて、
4年後を見通せば、ジャストな要求であったろう。むしろ、実用機試製計画の700kmオーバーがハッチャケてるか(笑)

この時期に「9000mで」630km級、を見通せていたら、神だろうけれど。
とはいえ、日本の陸軍は、昭和13年に、高高度飛行の研究を行う「研二」プロジェクト立ち上げてるんだよな。
ロ式B型(ロッキードL-14 スーパーエレクトラのライセンス生産機)の改設計機の【基礎設計開始】が昭和14年。
まさに【14試局戦】の年である。
2019/02/04(月) 00:56:34.92ID:0yDSS09K
昭和14年には、近き将来における局地戦闘機の像として
実用高度10000mは視野に入れてる

そして当然、DB601とその性能向上型で性能標準に近い340ノットを狙ってた
十四試局戦で要求計画の最大速度325ノットで340ノットが目標値まで後退してるのは
DB601の採用が危ぶまれたからだろうね
2019/02/04(月) 01:02:47.79ID:0yDSS09K
DB601を実用できる見通しなら
高高度性能の追求、高アスペクト比翼、モーターカノンによる軽量と事実上の重武装の両立
いくらでもやれる

あるいは機首に同調可能な20ミリ機銃が
「機首への装備による性能悪化を招かない信頼性で」
存在するのなら…(史実では昭和19年末にもならないとなかった)
翼はいくらでも高高度向けにできただろう

だが欧州大戦勃発により輸入の便利が悪くなり当分の間そうはならないと判明した時
紡錘型胴体でなんとかなると実機での実績としての根拠のない開発計画を最優先にせず
あくまでそれは実験機として二の次にして

海空戦に勝てる戦闘機の開発は実際に大活躍してる零戦の向上とするほかなかったと思う
2019/02/04(月) 08:58:32.74ID:6URWPWT3
「実用上昇限度」が11000mと仕様書に書いたことと、
「9000-10000mで戦闘運動ができる」ことは、かなり意味合いが違うけれどな(笑)

J2M1とM2の実用上昇限度は11000m、M3とM3は11520mであるけれど。
単に上昇可能な高度、と読み替えたぐらいでイイ。
A6M3でも11050mぐらいはある。
2019/02/04(月) 12:13:27.99ID:fOZwcV4U
>>649
性能標準では実用高度3000-10000m
低空から高空まで網羅する予定

それが要求計画書では高度6000mでの性能を規定していて
理想通りにはいかなかったということ
一応、高度10000mでの空戦は考えなきゃいけないとは思われていたが
DB関連機材の追加輸入と研究が危ぶまれたせいか
実際の計画に反映できる状態ではなくなった
2019/02/04(月) 12:15:03.83ID:fOZwcV4U
陸攻や艦戦ですら高度10000mでの作戦はできて欲しかったので
排気タービンを研究してたけど失敗に
結局鹵獲したB-17を手本に再設計するも間に合わなかった
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