国産戦闘機用エンジン「XF9-1」開発者インタビュー【後編】1/2Tweet戦後長らくの間にわたって、一線級の戦闘機用ジェットエンジンを国産化してこなかった日本。それは日本のウィークポイントであり、もはや実現不可能とすら思われてきた。前編でもお伝えした通り、昨年重工メーカー・IHIから防衛装備庁へ納入された国産戦闘機用ジェットエンジン「XF9-1」は、アフターバーナなしで推力11t以上、アフターバーナありで15t以上を叩き出し、アメリカのステルス戦闘機「F-22」やロシアの「Su-57」に搭載されているエンジンと肩を並べる性能を誇る。燃焼ガスの温度を表す“タービン入口温度”は1800°C以上とされ、これは間違いなく世界トップクラス。戦闘機のステルス化に対応すべく、スリムなサイズに抑えながらも大出力を実現している。日本が得意とする耐熱材料技術などが駆使された結果と言えるだろう。航空装備研究所に勤務し、エンジン技術研究部長として開発に携わってきた髙原雄児氏に伺った。ジェットエンジンの専門家。防衛省に入省後、エンジンの研究室に勤務。F-2)の開発室に3年在籍。その後BMD(弾道ミサイル防衛)の開発室長も務める。XF9-1開発の佳境であった2年前に航空装備研究所に戻り、現職に就任。XF9-1のプロジェクトマネジメントと、技術検討会議を担当。国内全体の開発能力が上がった——さて、今回のXF9-1は平成22年から計画がスタートして、今年で9年目になります。どのように開発を進めていったのでしょうか?まずはエンジンの核となる難しいところから先に作っていきます。高温高圧になる“コア”の部分です。タービンの3つのコンポーネントからなります。高圧圧縮機だけ作って試験、燃焼器だけで試験、高圧タービンだけで試験という形で進めます。いろんな材料を試したり、空気がうまく流れるかを実験しながら、3つのコンポーネントがそれぞれうまく動くかを確かめるわけです。それがうまくいったら、今度は3つをくっつけてひとつのコアにして、またそれがうまく稼働するか確かめるんです。XF9-1の1/5模型のコア部分写真。あるつぶれた“C”の字が燃焼器、そして赤色左列の羽根が高圧タービン。これら3つでコアを構成する。写真左側からエンジンに取り込まれた空気は、高圧圧縮機によって狭い隙間に押し込まれて燃焼器へ。燃やされたガスは膨張し、勢いよく高圧タービンに当たって羽根車のように回す。追求するために、将来的にはこれをなくしたいと考えているそうだ。——難関から攻めていくんですね。コア全体がちゃんと動くことがわかったら、コアの前後の部分を成長させるような形で開発を進めます。高圧圧縮機の外側にファン、もう片方は、高圧タービンの外側に低圧タービン、さらにその外側にアフターバーナ、という具合に徐々にコンポーネントをくっつけていくんです。XF9-1の1/5模型の全体写真。中央部のコアから、ファン(青色前から3列分)や低圧タービン(赤色後列)など、両サイドを拡張していく形で開発は進められる。高圧圧縮機と高圧タービン、そしてファンと低圧タービンはそれぞれ同じ軸でつながっており、それぞれのタービンが回るとそれぞれの圧縮機とファンも連動して回転する。——それですべてが出揃ったところで、製造メーカーであるIHIから受け取るんですね。XF9-1は去年の6月末に完成して受領しました。その段階では15tの推力が「設計上は出るだろう」という状態なんですね。本当にそれが出るかどうかまだわかりません。15t出るかどうかは防衛省のほうで責任を持ってテストするわけです。——納品してもらったものの、カタログスペック通りの性能が出ないこともありうると?でも技術は年々進歩してますし、例えば今から40年前のF3-1エンジンのときは「回転数が70%程度まで回れば、その先はうちで責任持ちます」、20年前のXF5-1エンジンのときは「回転数を90%以上回すことができればOK、推力はちょっと弱くても、後はこちらで面倒見ます」という感じで納品してもらっていたんです。ところが今回はもっと高いレベルを要求しています。IHIさんの技術力も上がったし、国内全体の能力が上がったということですね。我々も設計段階でおかしいところを見破る能力が上がってきています。防衛産業はどこもそうだと思うんですけど、車を買うときみたいに「トヨタがダメなら日産でいこう」とはいかないんです。常にメーカーとの二人三脚でお互い向上していかないといけません。航空装備研究所で開発してきた歴代の試作エンジン。右からXF3-1、XF3-20、XF3-30、XF3-400、XF5-1(すべて実物)。いずれもIHIとともに作り上げてきた。——そしていよいよXF9-1をテストしたわけですが、いかがでしたか?納品されて1週間くらい経った7月9日にドライ推力(アフターバーナなし)で設計通りの11tを出したんですよ。我々も驚くくらい順調でした。私の誕生日だったんで日にちもよく覚えてます(笑)。——普通はそんなになかなかうまくいかないものなのでしょうか?例えば、X5-1は本格的なアフターバーナ搭載エンジンとしては最初に作ったものということもあって、なかなか予定通りの推力が出なかったんですよ。ジェットエンジンをフルパワーで回そうとすると、ものすごい回転数なのでどこかに共振点があって余計な振動が出たりするんです。その時点で一回エンジンをバラバラにして、原因を調べないといけないんですね。——それは大変な手間ですね。下ろしてバラバラにするだけでも時間がかかります。何が違っているのかデータと比較して、原因を解決する対策を打って、それでパッと直ればいいんだけど、推力9tが10tになったけどまだ予定通りの11tにならないとか、そういうプロセスを経るわけです。XF9-1もなんらかのトラブルがあるかと思ってたんです。意外とあっさりと設計値通りの推力が出ました。IHIの瑞穂工場で試験中のXF9-1。エンジン入口のラッパ状の部品は「ベルマウス」と呼ばれるもので、試験中のエンジンに吸い込まれる空気の抵抗をできる限りなくし、エンジンそのものの能力を見極めるために取り付けられている。ちなみに現在XF9-1の実物は瑞穂工場で分解検査中。——その後、アフターバーナありの最大推力試験をするわけですが。こちらもスムーズにいったのでしょうか?それは8月にやりました。ジェットエンジンって気温が高いと推力が出ないんですよ。暑いと空気の密度が低くなってしまい、推力が出にくくなるんです。それに外気温が高いと、燃料もたくさん入れられなくなってしまうんですね。燃料を多く燃やしたら推力は上がるんですが、そもそもの空気の温度が高いとエンジンが耐えられる上限温度にすぐに達してしまう。したがって燃料を減らすしかなくなるんです。——暑い日は設計値より推力が出せなくなってしまうんですね。一般的にジェットエンジンとはそういうものでして、基本的には気温が15°Cのときにどれだけ推力が出るかで計測します。最大推力15tと言うと、“気温15°Cのときに15t出せる”ということを意味します。気温が40°Cだと、例えばこれが13t程度しか出せません。15°Cだったら何t出ていたかで計算するので、13t程度でも「実質15t出ていました」と言えるんです。いえ我々としては「本当に15t出ました!」と言いたかった。インパクトが違います。......でも去年の夏って酷暑でしたよね。——とても暑かったです。ところが試験の予定日がちょうど台風が近づいていた日で、その日は朝だと20°Cくらいまで下がったんですよ。ドンピシャのタイミングで綺麗に温度が下がってくれたおかげで、念願だった“生で15t”が達成できたんです。これは本当にラッキーだったし嬉しかった。本当に推力って気温によって変わりますので、まさに奇跡の日でした(笑)。アフターバーナを使って最大推力15t以上を達成したXF9-1。音速を超える速度でジェットが噴出しているため、炎の中に「ショック・ダイアモンド」と呼ばれる模様が現れている。軍事コメントFacebookでBLOGOSをフォローBLOGOS編集部TwitterFacebookネットならではの切り口で、議論を巻き起こすテーマを提案。医師告発facebook2718中村ゆきつぐランキング一覧ブロガーBLOGOS編集部ネットならではの切り口で、議論を巻き起こすテーマを提案。Corporationログインログインするアカウントをお選びください。以下のいずれかのアカウントでBLOGOSにログインすることができます。いずれかで認証を行う必要があります。※livedoorIDでログインした場合、ご利用できるのはフォロー機能、マイページ機能、支持するボタンのみとなります。%>ログアウトさんの、内容変更はマイページの設定でいつでもできます。ログインする方で認証ができました。ガイドラインに同意する。今までにログインしたことのあるアカウントをお選びください。同じユーザーとしてログインが可能になります。twitterでログインfacebookでログインlivedoorでログインTweetコメント。