F-15のしくみ

世界が飛行機の戦闘の可能性を理解するのにそれほど時間はかかりませんでした。ライト兄弟が彼らの創造物を地面に置いてからわずか8年後の1911年に、米軍は上からテスト爆弾を投下し始めました。数年後、第一次世界大戦の軍隊は機関銃を詰め込んだ戦闘機で空を戦っていました。

物事はそこからかなり速く動きました。わずか60年後、初期の単一エンジンのプロペラ機は、時速600マイル（970 kph）以上で鋭い空中旋回を行うことができる滑らかで強力な戦闘機に進化しました。

この記事では、最も有名な戦闘機の1つであるF-15について見ていきます。この注目に値する航空機は数年で立ち上がっています-それは70年代初頭から出回っています-しかしそれはまだ米国の兵器庫の重要な部分です。アメリカ空軍によると、100回以上の勝利と0回の敗北で完璧な戦闘記録を持っています。これから見ていくように、その成功は、その驚異的な機動性、高度な電子機器、そして恐ろしい火力によるものです。

F-15イーグルは、すべての気象条件での戦闘任務を飛行するように設計された小さな、高度に機動ジェット機です。その主な使命は、制空戦闘機を維持することです。言い換えれば、その究極の目的は空中戦で他の飛行機を打ち負かすことです。

米国空軍は、1967年にソビエト連邦が発表した強力な戦闘機であるMiG-25を見た後、飛行機を就役させました。一般に「フォックスバット」として知られるMiG-25は、主要な米国よりもはるかに優れていました。当時の戦闘機、F-4ファントム、そして冷戦の中心で、空軍はできるだけ早く同等の航空機を必要としていました。マクドネルダグラス（現在はボーイングと合併）が新しいプロジェクトの契約を獲得し、数年後に完成したF-15を納入しました。それ以来、テクノロジーとニーズの変化に伴い、同社はこの飛行機にいくつかのバリエーションを導入しました（以下を参照）。現在の戦闘F-15イーグルはF-15Cです。

オリジナルのF-15イーグルは、空対空ターゲット（他の飛行機）のみを処理するように設計されていました。空軍は追加の装備が飛行機の空中戦能力を損なうことを知っていたので、それは地上の標的を爆撃するために作られていませんでした。しかし、空軍が新しいステルスF-117の準備が整うまで、老朽化し​​たF-111を交換するために戦闘爆撃機を必要としたとき、彼らは空対地任務のためにF-15を改造することに決めました。その結果がF-15Eと呼ばれるF-15ストライクイーグルでした。

ストライクイーグルは、元のF-15の代替品ではなく、補助爆撃機です。驚いたことに、空軍の一時的な解決策は、これまでに作られた最高の戦闘爆撃機の1つであることが判明しました。砂漠の嵐作戦で、ストライクイーグルは、敵の飛行機を通り越して戦い、いくつかの地上目標を攻撃し、敵の領土から抜け出すことができることを証明しました。

次のセクションでは、これら2つの飛行機がどのように組み合わされているかを確認し、それらがどのように優雅に飛び込み、登り、回避するかを確認します。

F-15には、通常のジェット機に見られるほとんどの要素が含まれています。揚力を発生させる2つの翼があり、飛行機のバランスを取り、操縦する後部の垂直尾翼と水平尾翼と舵があり、飛行機の後部に推力を発生させるツインターボファンジェットエンジンがあります。

F-15モデル

F-15と通常のジェット機の主な違いは、これらの要素のバランスが取れていることです。F-15のツインエンジン（プラットアンドホイットニーF-100-PW-220sまたは229s）は、推力重量比が非常に高いため、発生する推力の量に対して比較的軽量です（ほぼ8倍の推力を発生させることができます）。推力での自重）。

 

機体も非常に強いですが、比較的軽いです。翼桁（翼内部の支持構造）は、鋼よりも軽くて丈夫なチタン製で、外板の大部分は軽量アルミニウム製です。空軍によると、各エンジンは25,000〜29,000ポンドの推力を生成できます。 F-15Cの通常の重量はわずか45,000ポンドです。これは、その推力が実際にはその重量よりも大きいことを意味します。これにより、高度を登っているときでも、すばやく加速できます。

F-15はまた、翼面荷重が非常に低いため、その重量に対して多くの翼面積があります。翼の面積が大きいほど揚力が大きくなり、飛行機の機敏性が高まります。翼面積1平方フィートあたりの重量がはるかに大きい通常の飛行機よりも、離陸、上昇、回転がはるかに速くなります。

エンジンにはアフターバーナーノズルが装備されており、必要に応じて推力を追加することができます。アフターバーナーは、単に燃料をホットジェット排気流に噴射します。それは発火し、エンジンの後ろから噴出する高温ガスに追加されます（アフターバーナーの詳細については、この今日の質問を参照してください）。全力で、飛行機はマッハ2.5（約1,854 mph / 2,984 kph）を超えることができます。

高いエンジン出力には代償が伴います-燃費が悪い。もちろん、F-15はこの制限を念頭に置いて設計されました。燃料補給されていない範囲を拡大するために、胴体（本体）と翼に大きな内部燃料タンクを備えて構築されました。また、3つの外部タンクと、翼の下に1対の空力フォームフィッティングタンクを搭載して、独自の揚力を発生させることもできます。完全に燃料を補給されたF-15Cは3,450マイル（5,550 km）を飛行でき、F-15Eは2,400マイル（3,860 km）を飛行できます。

エンジンのもう1つの問題は、エンジンがすぐに摩耗することです。彼らが行う仕事の量を考えると、これは予想されることです。幸いなことに、交換は非常に簡単です。空軍の地上要員は1時間以内に交換できます。

F-15はすぐに離陸するだけでなく、すぐに停止します。独自の拡張可能なエアブレーキ、油圧操作のパネルがあり、航空機の抗力を劇的に増加させて減速させます（パラシュートのように）。

F-15や他の現代の戦闘機を前任者と区別する主なものは、電子システムです。初期の戦闘機パイロットは、リンケージを動かすことによって飛行機を機械的に制御し、主に自分の目を使って敵の飛行機を標的にしました。まったく対照的に、F-15のほぼすべての側面がコンピューター化されています。

飛行機は本質的にロボットです。それは高度なセンサーの配列に接続されている中央コンピューターを持っています。慣性誘導システム（高感度のジャイロセンサーを含む）とパイロットからの入力に基づいて、コンピューターは油圧アクチュエーターを作動させて翼と後部スタビライザーを調整します。パイロットは実際に飛行機を直接飛ばすことはありません。パイロットは指示を出し、コンピューターがそれらの実行方法を決定します。コンピューターは、飛行性能を向上させるために、常に独自に飛行調整を行っています。コンピューターは、比較的スムーズな乗り心地を人為的に作成します。 F-15コンピューターは、ミリ秒単位で必要な調整を行うことができます。これは、人間の約100倍の速さです。

飛行機の主な「目」は、機首に取り付けられたコンピューター制御のレーダーシステムです。レーダーの仕事は、他の航空機の位置を特定し、地上地図を生成することです。皿は動くジンバルに取り付けられているので、回転してさまざまな領域をスキャンしたり、動くターゲットを追跡したりできます。方法ターゲットをパルスドップラ方式を使用して移動しているうちレーダ数値は-本質的に、反射のシフト電波周波数が目標がレーダシステムに向かって移動する又はそれから離れているかどうかを示す（参照レーダー仕組み詳細について。）

F-15ストライクイーグルには、低高度ナビゲーションおよび夜間用赤外線（LANTIRN）システムと呼ばれる追加のスキャン機器があります。LANTIRNシステムは、飛行機の下部、エンジンの吸気口の近くに取り付けられた2つのポッドに収容されています。

ナビゲーションポッドは、地上の地形をマッピングするために最適化された別のレーダユニット、および保持前向きな赤外線（FLIR）ナイトビジョンスキャナを周囲の物体からの赤外線の熱エネルギーを拾うこと。これらのセンサーが一緒になって、下の地面の詳細な画像を生成し、パイロットまたはコンピューターが真っ暗闇の中で飛行できるようにします。

ターゲティングポッド家強力なレーザと他FLIRスキャナは、旋回タレットに取り付けられています。レーザーは距離計として機能し、レーザービームがターゲットに当たって跳ね返るのにかかる時間に基づいてターゲットまでの距離を計算します。また、ターゲット指定子として、レーザー誘導ミサイルのターゲットをマークします。ターゲティングシステムは地上のターゲットを選択するように設計されていますが、空対空戦闘でも使用できます。

中央コンピュータはレーダーとLANTIRNシステムからのデータを処理し、乗組員にターゲティングとナビゲーション情報を提示します。次のセクションでは、コックピットの内部を見て、乗組員がこの情報にアクセスし、飛行機を飛ばして敵を標的にする方法を確認します。

オリジナルのF-15は一人の乗組員のために設計されました。パイロットは飛行機を飛ばし、同時に敵機を狙います。F-15ストライクイーグルは、兵装士官、またはWSO（「ウィッツォ」と発音）のためにコックピットの後ろに追加のステーションを持っています。ストライクイーグルでは、パイロットが飛行機の操縦と敵機との戦闘に集中している間、WSOが地上目標の選択と排除を担当します。両方のステーションは、飛行機の上部にある頑丈な「バブル」キャノピーに収容されています。このキャノピーデザインにより、乗組員は周囲を360度完全に見ることができます。

パイロットのステーションは、飛行とターゲティングを可能な限り簡単にするように設計されています。コンピューターは、コックピットキャノピーの前面にある透明なスクリーンに画像を投影するモニターであるヘッドアップディスプレイ（HUD）に最も関連性の高い情報を表示します。ヘッドアップディスプレイにより、パイロットは空を見ながら飛行データやレーダー情報を監視することができます。これは戦闘において非常に重要です。パイロットは、敵の戦闘機を回避または追跡している間、ゲージや計器を見下ろし続けることはできません。空軍は、最終的にこのシステムを、飛行データをパイロットのバイザーに投影するヘルメットに取り付けられたモニターに置き換えることを計画しています。

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空軍によると、1機のF-15ストライクイーグルは3,110万ドルで購入できます。F-15Dはわずか2,990万ドルの相対的な盗難であり、第1世代の飛行機の費用はわずか2,790万ドルです。これは平均的な人には多くのように聞こえますが、実際には軍の世界ではかなりお得です。航空隊員は、F-15の並外れた性能レベルに支払うのは少額だと言います。

パイロットの操作もかなり簡単です。パイロットは、コックピット中央にある操縦桿で飛行機を操縦し、左のスロットルでエンジンを操縦します。両方のコントロールには、レーダー機器を操作し、ヘッドアップディスプレイでオプションを選択し、武器をターゲットにして発射するいくつかのボタンとスイッチがあります。

コントロールは、ハンズオンスロットルアンドスティック（HOTAS）システムで設計されています。HOTASシステムでは、コントロールのすべてのスイッチとボタンの形状とテクスチャが異なります。このようにして、パイロットはコックピットを見下ろすことなく、飛行機のすべての主要な側面を制御できます。

対照的に、WSOはコックピットの外を見るのにあまり時間をかけません。彼または彼女は、4つの多機能ディスプレイ（MFD）でレーダー、LANTIRN、および飛行データを監視します-ボタンで囲まれたブラウン管モニター（自動預け払い機のディスプレイのようなもの）。 WSOの位置には、飛行制御の完全なセットがありますが、これはバックアップの準備にすぎません。通常、WSOは飛行機の飛行を支援しません。パイロットとWSOの両方が、緊急時に飛行機から離れて発射するハイテクACESII射出座席に座っています。

この高価な機器はすべて、1つの基本的な目的を果たします。それは、軍事界では兵器として知られているさまざまなミサイル、爆弾、弾丸を敵の標的に届けるように設計されています。次のセクションでは、F-15が戦争に出たときに実際に何を詰め込んでいるかを調べます。

F-15イーグルには、存在するほぼすべての航空機を取り出すことができる武器が満載されています。それは異なるデザインの8つの空対空ミサイルを遊ばします。AIM-120高度中距離空対空ミサイル（AMRAAM）、AIM-9L / Mサイドワインダーミサイル、またはAIM-7F / Mスパローミサイルのさまざまな組み合わせを搭載できます。

3種類のミサイルはすべて、ターゲットを積極的に探すように設計されています。AMRAAMミサイルとSparrowミサイルはどちらもレーダー誘導です。AMRAAMには、独自のレーダーユニットと飛行制御システムがあります。ミサイルを発射する前に、F-15コンピューターは目的のターゲットを指定するレーダー情報を送信し、ミサイルのレーダーユニットがロックオンします。ミサイルが発射された後、その1つの目標は、その目標に向かって（飛行フィンを調整することによって）自分自身を操縦することです。

スパローミサイルも同様の原理で動作しますが、独自のレーダー送信機はありません。パイロットは、ミサイル用に「ペイント」するために、飛行機の送信機をターゲットに向けたままにしておく必要があります。

サイドワインダーミサイルは、赤外線センサーを使用して、敵機の高温のエンジン排気ガスを検出します。飛行制御装置は、ミサイルを視界内で最も暑い場所に向けるだけです。

F-15には、右舷の翼の内側に取​​り付けられた機関銃、M-61 20 mm6バレル大砲も組み込まれています。銃は、毎分約6,000発を発射できる効率的なガトリング砲の設計になっています。しかし、その雑誌は940ラウンドしか保持していないため、チャンスはありません。マガジン全体を10秒未満で空にすることができます！

パイロットは、武器ごとにHUDで異なるターゲティング表示を選択します。たとえば、機関銃のディスプレイは漏斗の形で構成されています。パイロットは、ターゲットがじょうごの中心にくるように飛行機を操縦してから発砲します。

F-15ストライクイーグルはF-15イーグルが持っているすべてのものを備えており、空軍の兵器庫にあるほぼすべての空対地ミサイルを運ぶこともできます。多くの場合、GBU-15爆弾などの誘導爆弾を搭載しています。全体として、約23,000ポンド（10,430 kg）の兵器を運ぶことができます。

両方のF-15モデルには、多くのハイテク防御もあります。地上局、飛行機、誘導ミサイルから敵のレーダーを検出するレーダー警告受信機と、これらのレーダーユニットを混乱させる高度なレーダー妨害機があります。彼らはまた、金属片の雲を発射する装置であるチャフディスペンサーを持っています。敵のレーダーがもみ殻を拾い上げ、F-15のロックを一時的に失います。

F-15の高い機動性、洗練された電子機器、強力な兵器の組み合わせにより、F-15は米国の兵器（および他の多くの国の兵器）で大成功を収めました。しかし今、それはその実行の終わりに近づいています。ボーイングとロッキードマーティンはすでにその代替品であるF-22ラプターを開発しました。

Raptorは、F-15のすべてをまったく新しいレベルに引き上げ、加速、操作性、コンピューター能力を大幅に向上させます。また、F-117やB-2爆撃機と同様に、ステルス飛行用に設計されています。

F15、F-22、その他の軍用機の詳細については、次のページのリンクを確認してください。

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