F-35ライトニングII:各タイプの解説と日本の防衛について

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F-35ライトニングIIは、アメリカの開発したマルチロール機(多用途戦闘機)ロッキード・マーティン社が中心となって製造しています。ステルス機としての能力であるRCSはF-22Aとほぼ同程度で、見えない距離からの攻撃能力に優れ、3つのタイプを共通の機種で用途毎に用意するなど、画期的な第5世代機です。

目次 この記事の内容

  • F-35の開発経緯について
  • 意外と伸びた開発期間
  • F-35のステルス性能について
  • 最新のアビオニクスと360度の視界
  • 航空ショーで見せた機動力について
  • 各タイプについて解説
  • 各国の配備状況と航空自衛隊のF-35について

F-35の開発経緯について

F-35A 1

F-35A型空軍向けの機体

最初に断っておきたいのは、本記事はあくまでも客観的にF-35の各タイプの能力について分析したことを書いていくことです。日本の防空に関して、右派と左派で180度異なった見解の多いF-35ですが、この記事ではイデオロギー的な視点ではなく、純粋にマルチロール機としてのF-35を評価しようと思っています。

その後、日本の防空体制や、国家予算、F-3開発計画などから考察し、F-35が日本の航空自衛隊に現在調達予定の147機は必要な機数なのかということを検証していきます。

Joint Strike Fighter略称JSFとして、1990年代から構想された総合打撃戦闘機開発計画がF-35を生み出しました。

この段階での構想で、1つの機種を基本として多数の機能を持たせ、多方面からの要求を満たすために開発されることとなったのです。これらの要求をまとめるとこんな感じになります。

  1. 空軍の攻撃機の後継機とF-22Aの補佐
  2. アメリカ海兵隊のAV-8Bとイギリス海軍のハリアーの後継
  3. F/A-18A〜Dの後継機、もしくはF/A18E/Fの補佐

1に対しては、現在のF-35A型(空軍タイプ)、2に関してはF-35B型(STOVL機)、3に関してはF-35C(艦載機)がそれぞれ該当します。主に米軍やイギリス軍で使用されることを念頭にしながらも、各国に輸出しているF-16戦闘機の後継機としてF-22ではできなかった輸出も考慮されていました。

そして、国際共同開発を行い、NATO(北大西洋条約機構)に属する国家に参加を促し、開発予算を負担してもらうことにしたのです。ここで注目してもらいたいのは、かつてのハイローミックス構想(F-15とF-16で分担)のように、価格の高騰した双発機のF-22Aを補填する形でのJSFということです。

そのため、基本的な構想からすでに、安価に機体を調達するために、単発(エンジン一基のこと)にすることが最初から決められていました。また、開発費を削減するために、アメリカを中心にNATO諸国にも参加を促したのです。この段階で日本は参加していません。

優秀な第5世代戦闘機で、現在のところ世界最強のF-22Aラプターは、1機あたり200億円以上もの価格となっており、187機(試作機含めて197機)しか生産されていません。

そこで、JSFでは開発段階でコストを下げることを目的にしています。単一機種の派生型として3つのタイプを用意することで、機体の大半を共通化し、大量に生産することでコストを下げるのです。つまり、生産数を増やせば増やすほど、安く製造できるということになります。

そして、ロッキード・マーティンのX-35と、ボーイングのX-32で競った結果、滑走路を痛めにくい、リフトファンと垂直偏向ノズルで垂直離着陸機能を持たせたX-35が2001年に採用されることとなったのです。

意外と伸びた開発期間

F-35BはSTOVL機能を持つ

2000年に初飛行したX-35から、2018年まで実証飛行が続けられていたF-35は、なぜこれほどまでに開発期間が伸びたのでしょうか?ここからは、この問題を検証していきます。

JSFの構想により、単一設計で、多数のタイプを用意する機体がF-35です。F-35は、CTOL(通常離陸型)、STOVL、CV(艦載機)の3つの離着陸を達成しなければなりません。

そのために、F135エンジンを垂直に稼働させ、リフトファンを機体に増設したB型と、翼面積を増やしてアレスティング・フックを改良したC型の開発も同時に進められていました。

その結果、B型の機体強度に問題があれば、基本形であるCTOLタイプのA型や、C型の開発まで遅延することになったのです。

プラット・アンド・ホイットニー製のF135エンジンは、様々な要求のため、肥大化した重量(一番重いC型の空虚重量で15,785kg)を単発で飛ばすため、アフターバーナー使用時に191kNもの大出力を発生させる高出力エンジンが必要となりました。エンジン出力を上げると熱量が増加して、様々なトラブルが出てきます。

空母に着艦するF-35C

その結果、F-35は当初予定していた開発期間10年から、18年に伸びました。開発費は2018年の段階で3兆7,400億円にまで膨れ上がりました。F-35は、実証飛行が必要な開発段階(SSD)を2018年4月に終了し、今後は運用中の問題点を解決していく段階に入っています。

この開発費の高騰が、調達価格に影響を与え、2007年からの初期生産ロットでは200億円を超える価格となっていて、ハイローミックスのハイのF-22と変わらないなどと揶揄されることもありました。現在は、生産機数が増えたことと、トランプ大統領の強引な値引き交渉のため、アメリカ本国ではF-35Aは現在一機あたり98億円となっています。

開発期間が伸びてしまったことは、後述する航空自衛隊のF-4EJファントムの後継機としての調達に影響を及ぼすこととなってしまいました。

F-35のステルス性能について

F-35のウェポンベイ

F-35の優れたところは、F-22と比肩しうる優秀なRCS(レーダー反射面積)です。このRCSの数値が少なければ少ないほど、レーダーに映る面積は小さいことになります。

F-22とF-35は、第5世代戦闘機に該当します。ステルス対策された4.5世代のF/A18E/FのRCS値が0.1〜1㎡に対して、F-35はF-22より少し劣る程度の0.0015〜0.005㎡となっています。このアドバンテージは当然大きく、敵機に発見される前に攻撃できるメリットがあります。

もちろん、AWACS(早期警戒管制機)などに索敵される可能性も第4世代機に対して、優位性があります。しかし、ステルス性を持たせるための機体形状は、運動性と反比例することが多いので、運動性を重視するとステルス性は下がります。

ただ、F-22Aラプターは推力偏向ノズルを持ち、優秀なステルス性能を持ちながらも優れた運動性能を誇っています。

また、低視認(LO)機である初期のステルス機F-117やB-2ではVHS帯(低周波)のレーダーに対応していなかったのですが、F-35は超低視認(VLO)機として、VHSにもステルス性能を持たせています。

よって、F-35の優れたポイントは、優れたステルス性能による目視外射程(BVR)からAAM(空対空ミサイル)で先制攻撃できることです。現代の空中戦において、敵から発見される前に攻撃できるメリットは計り知れないものがあります。

優秀なステルス性は、機体形状、レーダー波を吸収する塗料、ウェポンベイによるものです。ミサイルや爆弾などをパイロンに装着することなく、機体内部に格納することがF-35やF-22は可能です。もちろん、従来のようにパイロンを使って、多くの兵装を積むこともできます(ビーストモードと呼ばれる)。

最新のアビオニクスと360度の視界

ヘッドマウントディスプレイシステムGen 3

F-35のアビオニクス(飛行のための電子機器のこと)の根幹は、ICP(統合型コアプロセッサー)です。このICPによって、レーダーや各種センサーは管理されています。実は、コストダウンのために民生用のモトローラ製PowerPC G4をベースにしたものが使われています。

タッチパネル式、大型ディスプレイを中心としたコックピットですが、一番の特徴は、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)です。このシステムは簡単に言うと、Gen3と呼ばれるカーボン製の約5,000万円もする高価な専用ヘルメットのバイザーに、様々な情報を映し出すシステムです。

そして、機体外部に取り付けられた6基のセンサーからの映像を表示することもできるので、360度の有視界飛行が可能になっています。『機動戦士Zガンダム』に登場するMSのようなコックピットシステムが、これにより実現したというわけです。

空戦において、パイロットが視認する範囲を拡大することは、当然ながら有効です。つまり、F35は発見されにくく、且つ視界の広いヘルメットを持つということになります。また、発展型多機能データリンクによって、機体間のデータ共有によって、味方機が探知した目標を攻撃することが可能となっています。

また、HMSというバイザーに映し出される目標を視認するだけでロックオンする技術も搭載されています。AIM-9Xサイドワインダーや、ASRAAMによって、180度後方の敵機をも撃墜することが可能になっています。そして、最新のAN/APG-81レーダーは、電子戦機能まで持たされています。

F-35の運動性能は、第4世代機並みであまり高くないとされていますが、これらのシステムは補って余りあるほどの戦闘能力をF-35に与えているのです。

航空ショーで見せた機動力について

F-35A アメリカ空軍仕様

F-35で疑問視されていたのが運動性能です。第4世代の双発機並みに重い機体に、ステルス性を優先した機体形状、F-135エンジンは出力こそ最大ですが、双発エンジンの第5世代機との出力差は大きいです。

同じくらいの重量のF-22が、173kN×2で346kN、Su-57が147kN×2の294kNと比較すると、191kN(アフターバーナー使用時)のF-35は動力性能で劣っていることになります。

最大速度も上記の第5世代戦闘機が、マッハ2.0級の超音速飛行が可能であるのに対して、F-35はマッハ1.6です。しかし、第4.5世代機の双発機に匹敵、もしくは凌駕するエンジン出力により、アフターバーナーを使用しないスーパークルーズ能力(超音速巡航)を確保しています。

また、F22はピッチ方向のベクターノズルロシアのSu-57は、ピッチ方向とヨー方向の偏向ノズルをそれぞれ採用しています。これにより、従来の機体では考えられなかった高い運動性を発揮しています。F-35には、B型にSTOVLのための3ベアリング回転ノズルがありますが、A型とC型には搭載されていません。

そこで、他の第5世代機ほどの運動性能はないとされていたのですが、最近YouTubeで気になる映像を見ました。

2019年に行われたアメリカ、オハイオ州クリーブランドでのF-35Aのデモ飛行ですが、ベクターノズルを搭載していないにも関わらず、脅威的な運動性能を保持していることがわかります。

機体を木の葉のように、ループさせるのですが、進行方向と逆方向に機体が向いています。こういったマニューバを可能にしているのが、FBW(フライ・バイ・ワイヤ)の発展型であるPBW(パワー・バイ・ワイヤ)です。

フライ・バイ・ワイヤが電気信号で操作を伝達し、油圧式のアクチュエーターを稼働させているのに対して、PBWでは油圧アクチュエーターを極力減らして電気信号によって、各部を稼働させています。これにより、整備性を上げ、機体重量を削減できるようになっています。

F-35は、AOA(機首を上下させる限界角度)がコブラ機動と呼ばれる90度以上である110度となっています。これにより、F-35の機動性が、巷で言われているほど、鈍重で足の遅い戦闘機でないことが解ります。

*F-35A スペック表

F-35A
全長×全幅×全高 m 15.67×10.67×4.39
空虚重量 kg 13,290
最大離陸重量 kg 31,751
エンジン推力 ドライ kN 124.55
エンジン推力 アフターバーナー使用時 kN 191.27
兵装搭載量 kg 8,165
最大速度 マッハ 1.6
航続距離 km 2,200
戦闘行動半径 km 1,239
荷重制限 G +9.0

各タイプについて解説

F-35BのSTOVL機能の解説図

最初に紹介するのはA型です。この機体は、CTOL機であり、主に空軍で使われることを想定しています。F-16C/Dの後継もしくは、A-10Aの後継とされています。3タイプの中で唯一、ガンポッドを装備せずとも使用できる固定武装を持ちます。GAU-22/Aは4砲身のガトリング砲で、25×137mm弾を使用します。

ウェポンベイは4ヶ所あり、対空ミッションでは空対空ミサイルを4発、対地任務では2000ポンドJDAMを2発、AAMを2発格納できます。機体外部のハードポイントは7ヶ所あります。ブロック3以降ではウェポンベイ内部のハードポイントを増設することも考えられています。


F-35Aは、2006年に初飛行し、2016年に初期作戦能力(IOC)を獲得しています。このA型がF-35の基本型であり、最も配備数の多いタイプとなる予定です。

F-35Bは、STOVL(短距離離陸、垂直着陸)機です。アメリカ海兵隊のAV-8BハリアーIIや、イギリス海軍のハリアーシリーズの後継機となります。海兵隊の母艦である強襲揚陸艦で運用されることを想定し、機体の中央部にリフトファンを設け、F135-PW-600エンジンは3ベアリング回転ノズルなので下方に向けられます。

これにより、垂直着陸を実現しており、世界初の超音速STOVL機となっています。基本性能は、A/C型と比較して航続距離が2/3〜3/4と短くなっている他、兵装搭載量も20%減少しています。また推力も若干低下して120.10kN(ミリタリー)、182.38kN(アフターバーナー使用時)となっています。

C型同様に、固定武装はなく、ガンポッドを装備することで機銃を扱えるようになります。2008年に初飛行し、2015年にIOCを獲得しています。

F-35Cは、CV(艦載機)タイプで、海軍のF/A-18A-Dの後継機です。低速時での安定性を確保するため、翼面積は大型化されており、空虚重量も一番重い15,785kgです。固定武装を装備しなかったため、機体内部の余剰面積の増加し、燃料が8,959kgも搭載でき、A型よりも13〜14%長い航続距離を誇っています。

しかし、ベトナム戦争でのF-4ファントムの事例もあるので、航続距離よりも固定武装があった方がいいのではと思ってしまうのですが、ステルス機の運用を考えると、これで正解なのでしょう。

F-35Cは、2010年に初飛行し、2019年2月にようやくIOCを取得しました。アメリカ海軍は、伝統的に双発機にこだわりがあり、JSFに否定的な態度が目立ちます。

各国の配備状況と航空自衛隊のF-35について

航空自衛隊のF-35A

F-35は、F-22Aと違いアメリカ本国だけでなく、アメリカの友好国に順次納入されています。一番多くの機数を予定しているのは、当然アメリカ本国です。空軍がA型を1,763機、海兵隊がB型を353機、C型を67機、海軍がC型を260機導入予定です。

また、イギリス海軍と空軍が合わせて138機導入する予定です。イスラエルは、F-35Aをイスラエルの電子機器や兵装を搭載できるI型として改修して導入しています。今のところ50機を導入していますが、将来的にはB型含む200機を所有するという報道もあります。

当初から導入に積極的だったイタリアは、財政の悪化のため、調達機数を減らしています。A型B型合計で、90機導入予定となっています。韓国は、A型を40機購入予定です。

そして、日本の航空自衛隊は、2011年の第4次F-Xにおいて老朽化したF-4EJの後継機としてF-35を選定しました。この時点では、42機(2飛行隊分+予備機2機)もの機数を購入することとなりました。

筆者はF-4EJの老朽化が深刻なこと、購入価格が高くライセンス生産ができないことがネックとなっていると判断し、最終候補に残っていたユーロファイターや、F/A18E/Fを推していました。

また、この時点ではF-35Aは、B型、C型の問題点が発覚し、開発計画が大幅に遅延していました。すぐにでも、F-4EJを入れ替える必要があり、F-35の推定価格よりもライセンス生産が可能で半額のユーロファイターや、スーパーホーネットの方が、必須だと思ったのです。

そして、ライセンス生産をする意味は、整備やパーツの供給を自国で賄えるというメリットがあります。当然、生産にはライセンス料を支払う必要はありますが、国内の航空産業にとってもメリットのある話で、スーパーホーネットは、厚木基地でメンテナンスをしており、日本企業が請け負っているのです。

実際、今の段階ですら三沢基地に12機のF-35Aしか配備されていません。この機数は、1飛行隊の半数であり、もし、前述の第4.5世代機を選出していたら、最低でも20機以上は、F-4と入れ替えできたのではないでしょうか?

そして、もう一つの理由は、空自の任務内容です。主にスクランブルに使用されることが多い空自の任務において、ステルス性は重視されません。むしろ、ステルス機能を制限して領空侵犯してくる航空機に姿を晒すことが主任務となっているのです。

ということは、運動性に優れた迎撃体制を取ることのできる制空戦闘機こそが、日本の防衛にはふさわしいのです。しかし、根本的な性能を追求したのにも理由はあります。日本の戦闘機の数は少なく(260機)、仮想敵国となっている旧東側の航空戦力に対抗するには、最新の第5世代機の能力で、圧倒する必要があるのです。

実証実験中のATD-XことX-2

問題は、FMS(有償援助)によって導入されるF-35、1機あたりの価格が130億円以上と、スーパーホーネットやタイフーンの倍額という点です。はっきり言って今の日本にそこまで高価な戦闘機を購入する財政的余力はありません。

しかも、2018年にはトランプ大統領の強い要望により、F-35Aを63機、F-35Bを42機を追加購入することになりました。これにより、日本は今のところイスラエルやイギリスを超える147機ものF-35を購入する国となってしまいました。費用対効果を度外視した選択だと思っています。

筆者は2018年の段階では、F-35は最初に購入した42機に留めておいて、F-15Jの初期生産タイプの後継として残りの105機(5飛行隊+予備5機)を海軍機だけど安価なF/A18E/Fで構成する方が現実的だったと思っています。

更に、日本は実証実験を行っていたATD-XことF-3開発計画を本格的に始動するとのことです。しかし、F-35も大量に購入し、いずも級の改修に伴う空母化に加え、無用の長物イージス・アショアの導入など、安倍政権はアホみたいに国防費をつぎ込みすぎです。

また、F-35Bの導入によって、空母としていずも級を運用するならば、日本国憲法との整合性は保てません。平和安全法制(安保法案のこと)などと言って、憲法違反の法案通すって一体何がしたいんだろう?

個人的には、F-3開発計画は国内の航空産業にとっても重要なので、進めて欲しいですが、F-35は明らかに爆買いしすぎたと思っています。

三菱重工、三菱電機、IHIの3社でF-35の生産設備を1,716億円もの国家予算で作ったのですが、結局30機程度の生産のみで、残りはアメリカから輸入するというドタバタ劇が展開されたのです。このことに批判的なプレスが少ないのも問題です。

アメリカから爆買いした兵器ローンは5兆円で、それらは全て税金から捻出されます。ライセンス生産可能な安価な戦闘機を購入した方が、色々な意味で日本にメリットがあったと思っています。ただ、これからF-35が量産されていくとFMSの交渉しだいでは、価格の引き下げに応じてくるかもしれません。

F-35Aの墜落事故は、記憶に新しく、航空自衛隊の優秀なパイロットが犠牲になったことは残念でした。事故が起きた国内生産の初期ロット1号機は、以前にも不具合報告があったらしいのですが、結局事故原因はパイロットの空間識失調だったと判定されました。

懸念だった運動性は、F-22やSu-57並みといかないけども、第4世代機を超える能力があり、アメリカ本国のように機体価格が下がるなら日本での運用も考えられると思います。問題はFMSの価格と整備で、パーツを含めアメリカに依存する必要があるので、今後自国だけで賄わなければならない状態に陥ったとき不安があります。

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