2022-08-31 （令和4年） 松尾芳郎
図１：(BAE Systems) 次世代戦闘機システムの共同開発について日本と英国が合意したことで、英国の「テンペスト」構想が実現に向け大きく前進し始めた。
図２：（防衛省）日本の次期戦闘機「F-X」構想は2010年に着手され、エンジン、電子装備、機体構造、など各要素の研究を完了し、2040年代の配備を目指して試作機の製作を進めている。
岸田文夫首相が今年(2022)５月５日ロンドンを訪問、ボリス・ジョンソン英国首相と会談、ワーキング・ランチを共にした。その中で、両首脳は、日英両国が進めている将来戦闘機計画について「共同開発が望ましい、2022年末までに協力の全体像について合意したい、これにより両国の関係は一層強固になるだろう」と述べた。
(When Japan’s Prime Minister Fumio Kishida visited London in May 5, held a summit meeting with UK’s PM Boris Johnson. In the meeting, both PMs shared the joint efforts of the Future Combat Air System (FCAS) and to reach mutual understanding on the overall picture of the project within 2022. The FCAS could become the “cornerstone” of their bilateral relations.)
日本の次期戦闘機(F-X)構想は2010年台半ばから開始され、その中で「レーダー」、「空対空ミサイル」、さらに「戦闘機用エンジン」等の試作がスタートした。（詳細は「Tokyo Express 2016-10-19 “日本の次期戦闘機”F-3”の開発構想固まる」を参照）
「F-X」は2040年代に配備する戦闘機だが、これは従来の日本の戦闘機が全て米国オリジンであったのに対し、初めて米国以外と提携する航空機となる。
現在の主力戦闘機、三菱重工製「F-2」の開発に際しては、米国からかなりの管理・監督があり、結果的に日本独自の戦闘機開発に関わる技術力向上にブレーキが掛けられた、と言われている。
英国が提唱する「FCAS=Future Combat Air System」即ち「テンペスト/Tempest」計画には、日本の航空機産業は事実上対等の立場でイタリアと共に、開発のテーブルに着き協力することになる。
現在３者は「FCAS」の中心となる有人戦闘機本体の検討に入っているところ。今年12月末までに日英両国政府は「テンペスト」/「F-X」の技術的全体像について合意を取りまとめる。また両国の関係業界の間では、それぞれの分野で急速に協議を進めている。
これが「テンペスト」計画を推進する力となり、提供される日本からの技術的知見の高さがますます重要視されるようになってきている。
これからの１年半(18ヶ月)の進捗が極めて重要、英国防省は2024年終わりまでに「テンペスト」試作機を作り上げ、これが性能・価格の両面で米国からF-35戦闘機を追加購入するより優れていることを実証したい、としている。
英国防省の「FCAS/テンペスト」計画担当部長「ジョニー・モートン(Jonny Moreton)」空軍准将は「１年前までは日本の参加は考えていなかったが、今となって日本と組むことになり環境が全く変わってきた」と言っている。
モートン氏によれば「英国主導のプログラムであり、米国は「FCAS」に参加することはあり得ない。またフランス・ドイツ・スペインが進めている「FCAS/SCAF」計画は英国のニーズに合致しない」と言っている。
英国航空産業界への影響
仮に英国が「テンペスト」を開発せず代わりにF-35を追加購入しても英国航空産業界にはかなりの仕事が入ってくる。
F-35は単発・単座の多用途戦闘機/統合打撃戦闘機（JSF）で、主契約は「ロッキード・マーチン」、これに「ノースロップ・グラマン」および英国の「BAEシステムズ」が主要パートナー(Tire 1 Partner)」として参加している。また日英伊３ヶ国空軍、米海兵隊等が購入する短距離離陸・垂直着陸(STOVL)のF-35Bで、リフト・ファンの製造を英国「ロールス・ロイス」が行なっている。
しかしこれらの仕事は、英国産業界にとり必ずしも戦闘機全体の開発技術の維持・向上には繋がってない。
これが背景にあり、英国は将来戦闘機の最初から最後まで主体となって開発を主導し、取り組み、優れた先進的戦闘機を完成、国際的な影響力を維持して行きたい、とモートン氏は語っている。
この計画は経済的でなければならず、技術的には広い分野の先進技術を集約、盛り込む必要がある。この計画が始まったことで早くも大学院修士課程卒技術者の仕事が英国国内で急増しつつある。これは昔産業革命で重工業分野で起こったのと似た現象だ。
英国とイタリアは、現在使われている「ユーロファイター・タイフーン/Eurofighter Typhoon」の後継として「テンペスト」を2040年代に配備することですでに合意済み。日本はF-16戦闘機の派生型「F-2」を使っているが、これを英国・イタリアと同じ時期に「F-X」で更新する予定である。モートン氏は「これで３ヶ国の要件が一致した」と言う。
スエーデンは英国主導の「FCAS」の参加国だが、有人戦闘機にはあまり興味がなく、これに随伴する無人戦闘機（編隊列機/loyal wingman）の開発に焦点を当てている。この無人戦闘機をスエーデン空軍の「サーブ・グリペンE (Saab Gripen E)有人戦闘機」と一緒に使いたいとしている。
「テンペスト」の価格は米国の「F-35」より高くなりそうだが、「テンペスト」は改修の自由度が高く各國の必要とする要件に応じて対応できるのが強みである。
「テンペスト」開発の現状
日本との協議が進み技術導入の内容が明らかになるに伴い英国側の「テンペスト」計画に変更が起きている。
４月１日までは、「テンペスト」計画は基本的に機体を構成する技術を試験・改良し、組み合わせる研究だった。これは「将来戦闘機システム技術構想 (FCAS TI =Future Combat Air System Technology Initiative)」と呼ばれる研究活動だった。
この構想の下で、英空軍の「先端技術研究局(RCO=Rapid Capability Office)」と「チーム・テンペスト」の構成企業、すなわち英国航空宇宙産業を代表する「BAEシステムズ」が主体となり、それに「レオナルドUK (Reonardo UK)」、「MBDA」、「ロールス・ロイス」が参加して、研究を進めてきた。
ところが日本企業の参加が本格的になってきたため、「FACAS TI」は英国国防省の「FACAS AP」(Acquisition Program)の傘下に入り、活動を続けるようになった。
4月26日には、「BAEシステムズ」が「テンペスト」用の「将来航空戦闘システム(future combat air system)」実証AIソフトの開発のために「ウインド・リバー(Wind River)」社を選定・契約した。「ウインド・リバー」社は“遂行困難な任務を達成するシステム (mission-critical intelligent systems) ”のソフト開発で世界的に知られた企業で、多くの国々、企業から受注している頭脳集団。カリフォルニア州アラメダ(Alameda, Calif.)が本拠、英国に支社がある。
現在英国と日本の間で取組中の主な項目は次の３つ。すなわち；―
1 「統合新空対空ミサイル (JNAAM=Joint New Air to Air Missile)
「JNAAM」は日本（三菱電機）と英国が2014年から共同開発を進めている空対空ミサイルである。F-35戦闘機のウエポンベイに４発搭載できるように翼幅を20 %短くし、エア・インテイク形状を変更した「ミーテイア」ミサイルに、日本の空自「AAM-4B」に搭載するAESAレーダー・シーカーを改良して搭載するミサイルだ。AESAレーダーの送受信素子(T/R unit)には、これまでのGa-As素子に代わりGa-N素子が使われ、探知能力が著しく向上する。「ミーテイア」は、ロケット・ラムジェットを統合した可変推力式ダクテッド・ロケット(TDR)を使い、超音速/長射程を実現している。
「JNAAM」は、空自のAAM-4Bや米国のAIM-120C-7の射程100 km+の数倍(300 km？)に達する長射程性能を持つ。試射は2022年度中に日英両国で実施する予定。
（詳細はTolyoExpress 2018-01-22 “日英共同開発のMBDA「ミーテイア」ミサイル試射は2022年度“を参照）
図３：（防衛装備庁）JNAAM空対空ミサイルの構成。基本となる「ミーテイア」は、英国主導でMBDAにより開発された。
図４：（防衛装備庁）日英共同開発中の新空対空ミサイル「JNAAM」。
2 IHI 試作のXF9-1とRR開発中のXG240をベースにする新エンジン
「テンペスト」「F-X」のエンジンに関わる要件はまだ統一されていない。しかし両戦闘機とも、エンジンは“推力(propulsion)」だけでなく”電力供給源(power station in the sky)”であるべき、とすることで一致している。
戦闘機が必要とする電力はF-15(双発）、F-16、F/A-18(双発)、で50-70 kw、F-35で150 kw程度、これに対しテンペスト、F-X(双発)では500 kw、つまりエンジン１台あたり250 kwと想定している。
RRのエンジンは実証エンジンの試作段階でまだ全貌を現していない。最大の特徴は、エンジンのコアに直接スターター・ジェネレーターを組込み電力を得る方式「組込式スターター・ジェネレーター(E2SG=Embedded Electrical Starter Generator)」を採用する予定で、試験を繰り返している。
図５：(Rolls Royce) RRが開発中のテンペスト用エンジン。コア・ローターに「組込式スターター・ジェネレーター」を直結する方式を採用。これで補機駆動用ギアボックスが不要となり、前面面積が小型にできる。
IHI試作の実証エンジン「XF9-1」は2010年から研究開始、2018年6月に完成し防衛装備庁に納入、2020年7月まで性能確認試験が実施された。
推力はドライで11 ton、アフトバーナー使用時で15 ton以上。特徴はタービン入口温度1,800℃にしたこと。これはNi基超合金の融点1,400℃を大幅に超える超高温である。
これにはNi-Co基材溶製鍛造の高圧タービン・デイスク、Ni基単結晶合製タービン・ブレード、セラミック基複合材(CMC)製タービン・シュラウド、新しいタービン・ブレード冷却技術等の組込みが貢献している。また新開発のスターター・ジェネレーターの発電能力は180 kwを達成している。さらに機体の運動性向上のため推力偏向ノズル「XVN3-1」の開発も完了済。
（詳細はTokyoExpress 2022002-28 “日英の次期戦闘機に装備するエンジンは、RRとIHIの共同開発“、および、防衛装備庁技術シンポジウム2020 “戦闘機用エンジンXF9の研究“を参照）
図６：(IHI技報の図を基に作成) XF9-1の全体構成。
図７：（防衛装備庁技術シンポジウム2020戦闘機用エンジンXF9の研究）XF9の高温部に起用した新技術の一覧。
図８：（防衛装備庁技術シンポジウム2020戦闘機用エンジンXF9の研究）前図の最新技術投入で世界トップレベルの燃焼器出口温度/タービン入口温度を実現した。
3 イタリアの国防企業大手「レオナルド」の英国支社「レオナルドUK」と「三菱電機」が開発する多機能型AESAレーダー・システム「JAGUAR」
「三菱電機」と「レオナルドUK」は2022年7月開催のファンボロー航空ショーで「次世代戦闘機用レーダー技術 / JAGUAR」の実証機開発で協力することに合意した、と発表した。
「JAGUAR=Japan and Great Britain Universal Advanced RF system」は従来システムに比べ１万倍以上のデータを収集し、膨大なデータを機体搭載のシステムで処理する装置で、前例のない画期的な戦場認識を実現させることを狙っている。
「JAGUAR」は、高出力、小型化、アンテナヘッドのデジタル化を進め狭い機内に収納、強力な探知と処理の実現を目指している。これで自機に対する脅威を素早く発見、素早く目標を特定、敵のレーダーを無効化する。
開発には５年ほどかかり、英国・日本でそれぞれ２基ずつ実証機を製作、知見を共有する予定。
防衛装備庁/三菱電機では「F-X」用AESAレーダーの試作型「新型センサー」をF-2戦闘機に搭載、2019年に行われた３ヶ月間の飛行試験で満足すべき性能を確認した。「新型センサー」は窒化ガリウム(GaN= Gallium-Nitride)製の[AESAレーダー]と敵レーダー電波を受信する「パッシブRFセンサー(passive radio-frequency sensor)」、それに「赤外線カメラ（infrared camera）」の３つを統合した“高速単ビーム・スキャン方式”のシステムである。
「パッシブRFセンサー」は機首前部の「新型センサー」に組込まれるが、これだけでは機体全周をカバーできないので、「テンペスト/F-X」では主 翼・胴体の各所に表面形状に一体化した「コンフォーマル・アンテナ(conformal antenna)」を取付ける予定。
「JAGUAR」とその能力を制御・統括する既述した「将来航空戦闘システム(future combat air system)」AIソフトの完成で「テンペスト/F-X」は比類なき高性能を発揮できる。
（詳細はTokyoExpress 2019-10-14 “航空自衛隊、将来戦闘機開発の近況“およびおよび 同2018-12-12 “防衛装備庁、新戦闘機「F-3」用AESAレーダーを公開”を参照）
図９：（防衛装備庁2022-02-15発表）従来のAESAレーダーは１本の細いビームを一定間隔で異なる方向に振り向け、順次探査をする方式。これに対し「JAGUAR」では多数のRFビームを同時に形成、広い範囲を瞬時に探索するシステムになる。これには数百のアンテナ素子からの信号を常時処理する高度なデジタル・ソフトの開発が必要で「レオナルド」の技術力に期待がかかる。
図１０：(防衛装備庁) F-2戦闘機の機首に搭載・試験した新型センサー。この新しい「AESA (active electronically scanned array)」レーダーは、F-2戦闘機で使用中のJ/APG-2レーダー・アンテナとほとんど同じサイズ。2018年11月の東京国際宇宙展で展示された。このレーダーは、最新のセンサー・システムと一体化され、液冷システムを装備、多数の送受信ユニット(T/R unit)は [GaN ] 半導体素子製。送受信ユニットは一つ一つが小型レーダーで、電子的に高速でビームをスキャンし目標を探知する。
終わりに
ここでは触れなかったが、「F-X」では、機体構造面での研究も進んでいる。特に超音速機開発で難問とされる“高速・高荷重の環境でウエポンベイからミサイル発射する機構”に関し、試作レベルでの開発を終わり風洞試験を完了、一定の成果を得ている。（防衛装備庁技術シンポジウム2017 “将来戦闘機関連研究について・西村義孝”参照）
図１１：（防衛装備庁）試作したウエポン内装システムの概念図。「BAEシステムズ」では未着手とされる。
既述からは「F-X」が「テンペスト」より開発が進んでいるかに見えるが、次期戦闘機の性能を左右するのは搭載する“人工知能 (AI=Artificial Intelligence) ソフト”が最も重要。優秀な”人工知能/AI“は、戦闘機の性能だけでなく、戦闘機開発のスピードも左右する。この面では経験豊富な「BAシステムズ」が率いる「チーム・テンペスト」が優位にある。
5月5日英国で行われた日英首脳会談（1時間45分）で、岸田首相は3番目に「将来戦闘機プログラム」を採り上げ協力することに言及した。内容をどこまで把握しての発言か不明だが、しっかり実行して貰いたい。首相と浜田防衛相、共に防衛に関する認識がやや不十分に感じられる。
ともあれ日英両国の提携で不足を補い協力することで、世界一の次期戦闘機が完成することを期待したい。
追記
小河正義ジャーナリスト基金第4回の募集を開始しました。今回が最後になりますので、有終の美を飾れるよう、皆様のご協力をお願いします。
連絡、お問い合わせは下記「藤井良宏」氏宛にお願いします。
藤井良広
一般社団法人環境金融研究機構代表理事
〒101-0063 東京都千代田区神田淡路町1-9-5
天翔御茶ノ水ビル303号
電話 03-6206-6639
Email green@rief-jp.org
小河氏は元日本経済新聞編集委員で、航空、宇宙、防衛、を始めとし医療、環境、デジタルなど広い分野の解説をするウエブサイト「TokyoExpress」を立ち上げた方です。趣旨に賛同し応募される方の資格は次のように致します。すなわち、小河氏サイト内容に関連する分野で幅広い取材活動をしている若手ジャーナリストで、個人またはグループで活動されている方々です。
応募の趣意書を送って頂き、選考委員会で審査、選考し、入選者を決定します。入選は２件、各30万円を贈呈します。応募期間は2022年10月末までです。
第４回ジャーナリスト基金に応募されない方でも、本ウエブサイト「TokyoExpress」に投稿される方々を歓迎します。投稿される方は原稿を1~10ページ程度にまとめて,私「松尾芳郎」宛にお送り下さい。メール・アドレスは 「y-matsuo79@ja2.so-net.ne.jp」です。
―以上―
本稿作成の参考にした主な記事は次の通り。
- Aviation Week July 11-24, 2022 “Winds of Change” by Tony Osborne
- Aviation Week July 25-August 7, 2022 “Tempest’s Pathfinder” by Tony Osborne
- Aviation Week com. June 29 2022 “Enhanced Japanese Collaboration could Transform Tempest Outlook” by tony Osborne
- Aviation Week February 7-20, 2022 “Engine Demonstrator to Strengthen UK-Japan Fighter Tie” by Tony Osborne
- Royal Air Force “Team TEMPEST”
- Wind River News April 26m 2022 “Sind river selected by BAE Systems for Team Tempest Advanced Combat Air Systems Development”
- 外務省 2022-05-05 “日英首脳会談及びワーキング・ランチ”
- 防衛装備庁“新たな空対空ミサイルに係わる日英共同研究” by 西山慎一郎 他
- 防衛装備庁技術シンポジウム2020 “戦闘機用エンジンXF9の研究“
- 防衛装備庁技術シンポジウム2018 “航空装備研究所における戦闘機の胴体関連技術” by 川井翼、饗庭昌行、林利光
- 防衛装備庁技術シンポジウム2017 “将来戦闘機関連研究について” by西村義孝
- IHI 技報 Vol. 60 No.2 (2020) “XF9-1エンジンの概要” by 松本 裕太ほか
- TokyoExpress 2016-10-19 “日本の次期戦闘機“F-3” の開発構想固まる”
- TokyoExpress 2016-12-15 “検討中の国産次世代戦闘機「F-3」は「F-22」より大型？“
- TokyoExpress 2017-04-24 “F-3戦闘機は日英共同開発になるか？“
- TokyoExpress 2017-07-18 “将来戦闘機用エンジンのコアが完成、IHIが防衛装備庁に納入“
- TokyoExpress 2018-01-22 “日英共同開発のMBDA「ミーテイア」ミサイル支社は2022年度“
- TokyoExpress 2018-07-31 “英国、将来戦闘機「テンペスト」の開発を決定、ファンボロー航空ショウ初日に首相、国防省が発表”
- TokyoExpress 2019-10-14 “航空自衛隊、「将来戦闘機」開発の近況”
- TokyoExpress 2019-12-28 “我国の「次期戦闘機」と英国が開発中の「テンペスト」との関係”
- TokyoExpress 2022-02-28 “日英の次期戦闘機の装備するエンジンは、RRとIHIの共同開発“