比べてみよう:F-15EXイーグルIIとF-22ラプターの飛行性能と機体形状

F-22ラプターとF-15EXイーグルII 比べてみよう
出典:USAF(米国空軍)のWebサイトからの画像(加工しています)

最強の戦闘機がF-22ラプターか、F-15EXイーグルIIかについては、以下の記事にまとめました。

ここでは、現役の代表的な戦闘機として、F-22ラプターF-15EXイーグルIIF-35AライトニングIIF-16ファイティング・ファルコンの4機を選びました。

USAF(米国空軍)の写真を使い、飛行性能とエンジン回りの設計(吸排気口や機体形状)について比べ、最高速度と機動性について考察します。

比較する4機の紹介

比較する以下の4機について簡単に紹介します。

超音速巡航:F-22ラプター

下図は、F-22ラプターです。

以下の特徴を持つ最強のステルス戦闘機です。

  • 高いステルス性
  • アフターバーナーなしでのスーパークルーズ(超音速巡航)
  • STOL(短距離離着陸)が可能
  • 技術的には、2次元スラスト・ベクトル・ノズルが特徴です。
F-22ラプター

F-16 Viper and F-22 Raptor demo teams refuel with Okies An F-22 Raptor Demonstration Team pilot flies towards Joint Base Langley?Eustis, Va., March 8, 2021. The F-22 team, assigned to Air Combat Command, received fuel from the 507th Air Refueling Wing during their flight back home after performing at an air show. (U.S. Air Force photo by Senior Airman Mary Begy)

図1 F-22ラプター

出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像

F-22ラプターの詳細は、以下の記事をご参照ください。

最強のマルチロール戦闘機:F-15EXイーグルII

下図は、F-15EXイーグルIIです。

外観はF-15Eストライクイーグルと見分けがつかず、米国以外向けのF-15QAアドバンストイーグルとの違いはアビオニクス程度です。

F-15シリーズは、優れた基本設計によりF-16ファイティング・ファルコンと共に歴史の長い機体ですが、F-15EXやF-15QAには、次のような違いがあります。

  • フライバイワイヤーのフライトコントロール
  • 新しい電子戦システム
  • 高度なコックピットシステム
F-15EXイーグルII

370th Flight Test Squadron conducts air refueling operations with F-15EX Eagle II’s An F-15EX Eagle II from the 40th Flight Test Squadron, 96th Test Wing out of Eglin Air Force Base, Florida, flies in formation during an aerial refueling operation above the skies of Northern California, May 14. The Eagle II participated in the Northern Edge 21 exercise in Alaska earlier in May. (Air Force photo by Ethan Wagner)

図2 F-15EXイーグルII

出典:EGLIN AIR FORCE BASE(米国空軍)のWebサイトからの画像

はかせ
はかせ

フライワイバイヤーについては、F-16ではすでに実現されていますが、F-15にはマッハ2超などの要求があり、保守的・正統派の設計・開発だったためF-15EXを待たねばならなかったのかもしれません。

最新のステルス機:F-35AライトニングII

下図は、F-35AライトニングIIです。

米国空軍の最新の第5世代戦闘機です。

  • 優れた空力性能と統合されたアビオニクスを備える次世代のステルス機
  • 米国空軍だけでなく同盟国にも提供されます。
F-35AライトニングII

Soaring above the clouds An F-35A Lightning II assigned to the 48th Fighter Wing at RAF Lakenheath, United Kingdom, flies alongside a KC-135 Stratotanker assigned to the 100th Air Refueling Wing at RAF Mildenhall, U.K., during a refueling mission over the North Sea, May 24, 2022. The F-35A is a fifth-generation fighter that provides the joint warfighter unprecedented global precision attack capability against current and emerging threats, while complementing the Air Force’s air superiority fleet. (U.S. Air Force photo by Senior Airman Kevin Long)

図3 F-35AライトニングII

出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像

F-35シリーズには、F-35B、F-35Cがあります。詳細は、以下の記事をご参照ください。

戦闘機界のベストセラー:F-16ファイティング・ファルコン

下図は、F-16ファイティング・ファルコンです。

機動性に優れ、空対空と空対地戦闘にも対応できるうえに、比較的(最強の戦闘機ではあるが高価なF-15Eストライク・イーグルよりも)低コストであり、同盟国にも提供されており戦闘機界のベストセラーとも言われます。

F-16ファイティング・ファルコン

A U.S. Air Force F-16 Fighting Falcon flies over Afghanistan, March 17, 2020. The F-16 Fighting Falcon is a compact, multi-role fighter aircraft that delivers war- winning airpower to the U.S. Central Command area of responsibility. (U.S. Air Force photo by Tech. Sgt. Matthew Lotz)

図4 F-16ファイティング・ファルコン

出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像

写真で見るエンジンと吸排気口の比較

以下の4機について、エンジンと吸排気口の違いについて説明します。

なお、搭載するエンジンは、

  • F-22ラプターとF-15EXイーグルIIは、エンジン2基
  • F-35AライトニングIIとF-16ファイティング・ファルコンは、エンジン1基

であり、ステルス性は、

  • F-22ラプターとF-35AライトニングIIは、ステルス機
  • F-15EXイーグルIIとF-16ファイティング・ファルコンは、ステルス機ではない

という違いがあります。

機体上面からの比較

下図は、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35AライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンを機体上方から見た写真です。

  • F-22とF-15EXを比べると、ステルス性による違いが機体(空気取入口)や翼(主翼、尾翼)の形状に表れています。F-35AとF-16を比べても同様です。
  • F-35Aはエンジン1基ですが吸気口は2つあります。また、吸気口の形状もステルス機ならではの特徴が見られます。
機体上方からの比較

機体上方からの比較

図5 機体上方からの比較

出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)

機体下面からの比較

下図は、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35AライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンを機体下方から見た写真です。

  • F-22とF-15EXはエンジン2基ですが、吸気口、エンジン、排気口のレイアウトはオーソドックスなものです。
  • F-22の排気口は2次元スラスト・ベクトル・ノズルであり、他の3機の排気口の形状と異なります。
  • F-22とF-35Aは、ステルス機特有の凹凸の少ない面で構成されています。また、ステルス性を高めるためミサイル等を機体内に搭載できるようになっています。
  • F-16は、吸気口、エンジン、排気口が直線的でシンプルな配置です。
  • F-35Aは、2つの吸気口からエンジン、排気口とつながる特徴的なレイアウトです。
機体下面からの比較

機体下面からの比較

図6 機体下方からの比較

出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)

機体側面からの比較

下図は、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35AライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンを機体側方から見た写真です。

  • ステルス機であるF-22やF-35の機体は、胴体が薄く突起物も少ないことが分かります。また、機種や尾翼の形状もステルス機ならではの形状となっています。
  • F-15EXの空気取入口は、可変インテーク(吸気口)が採用されています。
機体側方からの比較

機体側方からの比較

図7 機体側方からの比較

出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)

機体正面からの比較

下図は、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35AライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンを機体正面から見た写真です。

空気取入口の形状に違いが見られます。

  • F-22とF-35は、ステルス機なので吸気口の形状が似ています。
  • F-22とF-35の機種は、ステルス機ならではの形状となっています。また、尾翼の取付角度も同様です。
  • F-15EXの空気取入口は、マッハ2.5を実現するために、可変インテーク(空気取入口)となっています。
  • F-22は可変インテークは採用していませんが、最高速度がマッハ2クラス(F-15EXの最高速度おそらくマッハ2.5以上)のため必要なかったようです。
  • F-16は、オーソドックスな形状です。
機体正面からの比較

機体正面からの比較

図8 機体正面からの比較

出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)

※F-15EXイーグルIIの写真は、Arctic WarriorFlickrからの画像(加工しています)

機体後方からの比較

下図は、F-22ラプター、F-15EXイーグルII、F-35AライトニングII、F-16ファイティング・ファルコンを機体後方から見た写真です。

  • F-22は、ピッチ方向に可変する2次元スラスト・ベクトル・ノズルとなっており、ステルス性に加え、運動性能をも高めています。
  • F-15EXは、オーソドックスな排気口です。
  • F-16とF-35Aの排気口は、同じような形状です。
機体後方からの比較

機体後方からの比較

図9 機体後方からの比較

出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)

考察:F-15EXイーグルIIとF-22ラプターの最高速度と機動性

下図は、F-22ラプターとF-15EXイーグルIIの写真です。

  • 第5世代ステルス機F-22と第4世代戦闘機F-15EXとでは外観が違います。
  • インテーク周りの形状も保守的な設計を受け継いでいるF-15EXとステルス機らしいF-22となっています。
  • 排気口も2次元スラスト・ベクトル・ノズルのF-22と通常タイプのF-15EXとでは大きく異なります。
F-22ラプターとF-15EXイーグルII

F-22ラプターとF-15EXイーグルII

図10 F-22ラプターとF-15EXイーグルII

出典:USAF(米国空軍)のWebサイト<Home > News > Photos>からの画像(加工しています)

※左側はUSAF、右側の写真はEGLIN AFBのWebサイトからの写真です。

F-15EXイーグルIIの最高速度は、アフターバーナーを使いマッハ約2.5です。

F-22ラプターはマッハ2クラスですが、アフターバーナーなしでマッハ1.5(超音速巡航)です。

最高速度だけに注目すれば、F-15EXイーグルIIの方がF-22ラプターより優れているといえますいが、実際の飛行性能としては次の様な違いがあり、2機を最高速度などで単純に比較することが難しいと考えています。

  • F-15EXイーグルIIは、特定の飛行条件でアフターバーナーを使用した場合に、最高速度マッハ約2.5での短時間の飛行ができます。(アフターバーナーは、極端に燃料使用量が増えるだけでなく排気温度も上がるなど、気軽に使えるものではなく、緊急時に使用するもののようです。)
  • F-22ラプターは、アフターバーナーなしでマッハ1.5のスーパークルーズ(超音速巡航)が可能です。

言い方を変えると、

  • F-15EXイーグルIIの最高速度は、F-22よりも優れている。これは、ある特定の条件下における短時間実現できる最高速度である。
  • F-22ラプターのアフターバーナーなしでのマッハ1.5のスーパークルーズは、高速で移動する場合には有利と考えられる。

また、構造的にも次の様な違いがあります。

  • F-15EXイーグルIIは、マッハ2.5を達成するために、可変インテークを備えている。
  • F-22ラプターは、2次元スラスト・ベクトル・ノズルにより、ピッチ方向(上下方向)にエンジン推力を偏向させることで高い機動性を発揮する。

つまり、どちらが優れているかは、最高速度を含む速度だけをみても評価や判断が難しいということになります。

まとめ

現役の代表的な戦闘機として、F-22ラプターF-15EXイーグルIIF-35AライトニングIIF-16ファイティング・ファルコンの4機を選び、USAF(米国空軍)の写真を使い、飛行性能とエンジン回りの設計(吸排気口や機体形状)や考察について、以下の項目で比較しました。

  • 比較する4機の紹介
    • 超音速巡航:F-22ラプター
    • 最強のマルチロール戦闘機:F-15EXイーグルII
    • 最新のステルス機:F-35AライトニングII
  • 戦闘機界のベストセラー:F-16ファイティング・ファルコン
  • 写真で見るエンジンと吸排気口の比較
    • 機体上面からの比較
    • 機体下面からの比較
    • 機体側面からの比較
    • 機体正面からの比較
    • 機体後方からの比較
  • 考察:F-15EXイーグルIIとF-22ラプターの最高速度と機動性
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