F-104 (戦闘機)
概要
F-100 スーパーセイバーに始まるセンチュリーシリーズの一員とされ、また、第2世代ジェット戦闘機に分類される、アメリカ合衆国初のマッハ2級のジェット戦闘機。初飛行は1954年2月。
細い胴体に短い矩形の主翼を持つ小型軽量の機体にゼネラル・エレクトリック社の強力なJ79型エンジンを一基搭載している。その卓越した高速性と形態はミサイル（当然無人である）を彷彿させ、日本やアメリカにおいては「最後の有人戦闘機」とも称された。
アメリカ空軍では短い期間の運用に終わったが、冷戦下において日本やイタリア、中華民国（台湾）や西ドイツなどアメリカの同盟国や友好国を中心に、世界15ヵ国で供与・運用された。1960年代に勃発したベトナム戦争のほか、第二、第三次印パ戦争等の実戦に投入された。
高度な操縦・整備技術を要し、高価であった事もあり、南ベトナムや韓国、フィリピン、南アメリカ諸国をはじめとする発展途上国への供与はF-5A/Bへ譲られたが、ライセンス生産を含め2,578機が生産された。初飛行後から半世紀を経た2004年、イタリア空軍に所属したF-104S退役を最後に全機退役となった。
開発の経緯
ロッキード社の設計者であったクラレンス（ケリー）・ジョンソンは、実戦を経験した戦闘機パイロットによる戦闘機への要望の調査の為に、朝鮮戦争最中の1951年12月に韓国を訪問した。当時、アメリカ空軍のF-86パイロットの前にMiG-15戦闘機がソ連の援助により投入された時期にあたる。
その結果、ジョンソンは複雑な構造を持つ大型の機体ではなく、MiG-15の様に必要最小限な装備を搭載し軽量化された機体が必要とされていると結論付けた。
アメリカに帰国後、ジョンソンは早速航空機のデザイン作成に取り掛かった。1952年3月にジョンソン率いる開発チームは、数種類の航空機スケッチを描いた。デザインを重ねるごとに機体スタイルは洗練され、重量が50,000lb（23t）の大型のものから、8,000lb（3.6t）という小型機のデザインに変わっていった。
同時期、アメリカ空軍もMiG-15 との戦訓から、出来る限り軽量な機体に強力なジェットエンジンを搭載し機動力と高速性を高めた戦闘機を欲していた。そして、迎撃戦闘機の開発要求を1952年5月に国内のメーカーに提示し、ジョンソン率いる設計チームスカンクワークスは小型軽量機の開発計画案を1952年11月にアメリカ空軍に提出した。ロッキード社の案にアメリカ空軍は大変興味を示し、他社の開発案との比較の結果、ロッキード社が1953年3月12日に開発の契約を結び、2機の原型機発注が行われた。
当初、開発中のJ79型エンジンの搭載を予定していたが、試作機作成に間に合わなかったため、J65-B-3型エンジンを搭載することとなった。試作1号機であるXF-104（53-7786）の製造は、ロッキード社カリフォルニア工場で1953年から開始された。1954年に機体が完成し、3月4日に初飛行を行った。試作2号機（53-7787）の製造は、1953年秋に始まっている。
1954年3月30日にはエンジンをYJ79-GE-3に換装し、強化したYF-104が17機発注されている。なお、YF-104は1955年4月27日にマッハ2を記録している。
基本構造
機体は高い縦横比、つまり、細長く、尖った機首に向かって先細りになる胴体内にレーダー、コックピット、機関砲、燃料、着陸装置、およびエンジンが余積なく搭載され、前面投影面積は小さく纏められた。小面積の主翼と相まって、誘導抵抗が非常に高くなる高迎角時を除いて、抗力を非常に低く抑えたものとして、充分な加速力、上昇力と潜在的最高速度を発揮することとなった。
その反面、持続旋回性能は不十分なものであり、F-104A/Bに対してM1.8/550ノットまではフラップの使用を可能にする変更により操作性を改善したものの、制御入力には敏感であった。フライ・バイ・ワイヤシステムのなかった時代であったこともあって、操縦は困難なものとなっていた。
単座型の他、何種かの複座練習機型が生産された。それらは一般に単座機と同様の内容ながら、追加コックピットのために、機関砲と内部燃料の一部を取り外すことになった。首脚格納部は位置を変えられ、収納方向が後方に変更された。複座型は垂直尾翼面積の僅かな拡大と機体重量に係わらず、サイドワインダーを使用した戦闘においては初期の単座機と同等の性能を発揮した。
キャノピーは横開きであるが、ヒンジが左側にあるため機体右側から乗り降りする。
主翼・尾翼
F-104は先進的な翼設計をその特徴としている。参考としたのは、X-7だった。X-7による実験等の結果、超音速飛行のために最も効率的な形としたのは、当時から現代までのジェット戦闘機の主流である後退翼やデルタ翼ではなく、非常に小さい中翼配置とした台形の直線翼と結論付けていた。この結果を踏まえ、F-104のために新たに設計された翼は、翼厚比3.36%アスペクト比2.45の非常に薄いものとなった。さらに翼の前縁を0.41mmと非常に薄くしたために、地上作業時には作業員の安全のために保護材を填めなくてはならなかった。燃料タンクと着陸装置は胴体に収容する他なくなり、さらには補助翼を操作する油圧シリンダーを厚さ25mmに抑える必要を生じた。
高翼面荷重の小さな翼は非常に高い着陸速度となり、前後両縁にフラップを装備したのみならず、安全な着陸のために保守負担増を甘受しながらもエンジン抽気を後縁フラップから吹き出し揚力を高める境界層制御システム（BLCS）を組み込まざるを得なかった。それでもなお、可能な限り小型に設計した主翼は揚力を発生しにくい形状であったこともあって低速での揚力が不足したため、90ノット（170km/h）以下での飛行ができないとされた。
全遊動式水平尾翼はイナーシャカップリング減少のために、垂直尾翼の上に取り付けられた（T字尾翼）。空力的効果のために垂直尾翼は主翼の長さより僅かに短くされたに過ぎず、その結果としてダッチロールを起こす可能性があったため、主翼に10°の下反角を与えることとなった。
T字尾翼を採用した結果、迎え角を高く取ると水平尾翼が主翼の後流に巻き込まれることで効果を失い、急激なピッチアップを伴う回復困難な失速（ディープストール）を引き起こす空力学的リスクを抱え込んだ。F-104はこれに対して、一定以上の迎え角で操縦桿を振動させてパイロットに警告するスティックシェイカーと、強制的に操縦桿を前方に倒すことで迎え角を下げるスティックプッシャーを装備させることで、「機体がディープストールを起こさない程度に、迎え角を制限」するという、間に合わせ的な方法で解決した。
この迎え角制限と主翼の翼面荷重の高さが相まって、F-104は元来の開発目的である制空戦闘機としてはドッグファイトに必要な運動性・機動性に欠ける機体となってしまったが、F-104開発当時のアメリカ空軍では要撃機と戦闘爆撃機を重視し、制空戦闘機を軽視していたたため問題とはされなかった。
この他にも、YF-104Aのテストにおいては迎え角を高く取るとヨー方向の安定性も不足することが判明したため、後部胴体下面にベントラルフィンを追加した。ベントラルフィンはその後の型でもそのまま維持され、イタリア製のF-104Sでは本来のベントラルフィンの左右に小型のフィンを追加している。
エンジン
F-104は胴体左右に、固定式のショックコーンを備え超音速飛行に最適化された取り入れ口を持ち、ゼネラル・エレクトリック社J79ターボジェットを搭載した。このエンジンを搭載したF-104は、最高速度マッハ2.2に達するに至っているが、これはアルミニウム機体構造やエンジン流入温度制限による制限によるものであり、推力は最高速度域でもまだ余裕を残していた。F-104A搭載のJ79-GE-3A型エンジンは、アフターバーナー時の推力が6,715kgという当時としては群を抜く推力を発揮し、後期のモデルは推力と燃料消費量ともに改善された改良型を搭載した。特に耐熱限界を向上させたJ79-GE-19を搭載したイタリア空軍のF-104Sは、最高速度マッハ2.4を発揮するまでに至った。
射出座席
初期の機体は上方射出座席と尾翼との衝突の懸念から下方射出のスタンリーC-1を使用した。このことは低高度脱出での明白な問題となり、また射出時の加速に首がついて行かず「首が抜ける」ような形で頭頸部を負傷し後遺症が残ることも多かったため、約21人のアメリカ空軍パイロットが深刻度の低い非常時に射出を断念したという事態に至った。このため、最低170km/hの速度制限があったものの尾翼を飛び越すことのできる上方射出式のロッキードC-2に更新している。輸出型の多くは速度0、高度0で射出可能なマーチン・ベイカー製0-0射出座席を装備している。
電子装備
アメリカ空軍用に開発されたF-104A/B/C/Dは、AN/ASG-14T索敵レーダー、TACAN、およびAN/ARC-34 UHFラジオを装備した。
その後に開発された輸出型戦闘爆撃機仕様のF-104Gでは、NASARR  F15A-41Bレーダー、簡単な赤外線照準機、リットンLN-3慣性航法装置、およびエア・データ・コンピュータを装備した。赤外線照準機はレーダーと連動して全天候での機関砲の見越し角射撃と全天候でのサイドワインダーの自動発射を可能としたが、レーダー誘導ミサイルの運用能力を持たないため、全天候戦闘機としての能力は限定的である。また、NASARRレーダーは空対空モードだけでなく空対地モードも備えており、グラウンドマッピング機能による地形・建造物を参照することで、慣性航法装置の誤差を補正しながら夜間や荒天時を含めた全天候での低空侵攻による戦術核攻撃ミッションを独力で遂行可能となっている。
ロッキードは、1960年代後半にイタリア空軍向けに全天候迎撃戦闘機としてF-104Sを開発した。F-104Sはスパローやアスピーデといったセミアクティブ・レーダー誘導ミサイル用の移動目標表示装置とCWイルミネーターを持つNASARR R21-Gを搭載した。このため、M61は撤去されることとなった。
1980年代の半ばに、残存していたF-104SはASA標準化（Aggiornamento Sistemi d'Arma / Weapon Systems Update）において、はるかに改良され、小型化されたフィアットR21G/M1レーダーに更新された。
なお、電子装備の大半はサブミニアチュア管などの真空管を使用していた。後期に生産された機体では半導体へ換装されているものも存在する。
兵装
F-104は固定兵装として、M61A1 20mmバルカン砲（発射速度は毎分6,000発）を初めて搭載した。前部胴体の左下部に取り付けられた砲には、操縦席の後ろに設置され725発の砲弾を収納したドラムから送弾された。ただし当初は信頼性に乏しく、F-104Aはこれを取り外した状態で部隊配備されている。複座型ではどの型でも後部座席を搭載するスペースを確保するために撤去されたほか、単座型でも偵察型のRF-104Gやカナダ空軍仕様のCF-104（後日に追加装備）、初期のF-104S（ASA改修時に追加装備）を含む一部の機体では搭載せず、偵察用カメラや追加燃料タンクに取り替えられた。
外部兵装では、F-104Aから用意されている翼端ステーションには、2発のAIM-9サイドワインダー空対空ミサイルのランチャーと翼端増槽（チップタンク）のどちらかを二者択一で搭載した。 
F-104Cからは、胴体中央線と主翼下にハードポイントが1つずつ追加され、兵装ステーションは両主翼端を含めて5か所に増えた。主翼下のハードポイントには680kg（1,500lbs）、胴体下のハードポイントには1,043kg（2,300lbs）までの兵装を懸架可能である。また主翼下ハードポイントには、TSC（Twin Store Carrier）を装着することで、Mk82 500ポンド爆弾やクラスター爆弾、ナパーム弾などは左右それぞれのハードポイントに2つずつ、胴体下ハードポイントに1つの、計5発まで装備可能となった。ただしロケット弾ポッドは胴体下に装備できないため最大4つまでとなり、またM117 750ポンド爆弾やMk83 1,000ポンド爆弾は重量制限の都合上3か所のハードポイントに1つずつの計3発しか装備できない。
胴体下ハードポイントには、戦術核爆弾のB28やB43、B57、B61を搭載可能な他、最低地上高の小ささからシーカーヘッドを地上の異物で損傷しがちではあるものの、2発のAIM-9サイドワインダーを搭載可能な「カタマラン」ランチャーが搭載可能となっている。
ただし、F-104は胴体下への兵装搭載を前提に設計されておらず、主脚扉が兵装につっかえるのを防ぐために胴体下のハードポイントは主翼よりもかなり前方にずれた場所に設置せざるを得なかった。このため、重い戦術核爆弾を搭載すると重心が前方にずれ、水平尾翼は重心補正のために機首を上げるようにピッチトリムを多くとる必要があった。さらにF-104が実際に戦術核爆弾で攻撃を行う際には低空飛行で目標に接近するため、核爆弾の投下は大直径パラシュート付きの核爆弾を低空水平飛行で投下するレイダウン投下か、標的の手前で宙返りを行いながら上昇時の勢いに任せて核爆弾を空中に放り投げるように投下するトス爆撃のどちらかを行う必要がある。レイダウン投下はまだしも、トス爆撃の場合は上記のように重心の前方に搭載した核爆弾を宙返りの最中に投下するので、核爆弾の重量負担が消えた分一気にピッチアップを起こし、上記の#主翼・尾翼の項目で説明したようにディープストールを起こして墜落するか、スティックプッシャーが働いて操縦者の意図しない大きな揺れ幅の上下運動が発生する危険がある。このためトス爆撃では爆弾投下時に操縦桿を前方に緩めるほか、投下前にスティックプッシャーを作動させるAPC（Automatic Pitching Control）装置のスイッチを切ることがマニュアルで推奨されていた。
さらにF-104Sでは、左右エアインテーク下の胴体と左右主翼下にハードポイントを追加し、総計9箇所のハードポイントを持つに至っている。兵装についても、セミアクティブ・レーダーホーミング方式のAIM-7スパローやその改良型であるアスピーデが装備可能となっている。
記録
1958年5月18日にF-104Aが2,260km/hの速度記録を、1959年12月14日にF-104Cが31,500mの高度記録を作った。
1977年10月24日には、かつてドイツが戦時中Me 209によって樹立したレシプロ機世界速度記録をF8Fで破った実績を持つダリル・グリーネマイヤーが、自らジャンクパーツによって組み立てた民間登録のF-104「N104RB」により3kmコースでの速度記録1,590.45km/hを達成した。N104RBとグリーネマイヤーはさらに、MiG-25の特殊改造機E-266Mが記録した世界高度記録（37,650m）の更新にも挑む予定だったが、1978年のテスト飛行中に下げた主脚のロックが確認できないトラブルに見舞われ、外部から目視で確認してもらおうとしたがうまく行かず燃料切れとなり、グリーネマイヤーは脱出、機体は墜落している。
配備と運用
アメリカ空軍では比較的少数が短期間使用されたにとどまるが、F-104Cの改良型であるF-104Gは西ドイツを中心に北大西洋条約機構各国でF-86 セイバーやF-84サンダージェット/サンダーストリークの後継機として大量に採用された。なお、F-104を最も長く運用したのはイタリア空軍である。
台湾
中華民国（台湾）は1960年代から、阿里山計画（阿里山计划）に基づいてF-104を装備した。総計で282機を保有。当初はアメリカ空軍で使用していた中古のF-104A/F-104Bを導入していたが、MAP計画による、新品のF-104G（TF-104GとRF-104Gを含む）をロッキード社およびカナディアから受領し、アメリカにおける在庫がなくなった後は、航空自衛隊や西ドイツ空軍、デンマーク 空軍、ベルギー空軍で使用されていた中古機を導入・配備していた。なお航空自衛隊の中古機に関しては、アメリカが日本に無償援助を行った分を退役後に返還した機体であり、直接日本から台湾に輸出した訳ではない。早期に導入配備されたF-104A/F-104Bの機体の一部は、アメリカに返却してヨルダン・パキスタンに再供与されており、航空自衛隊の中古機とは逆の例となっている。最終的に導入したF-104は、F-104A/B/D/G/J/DJ、RF-104G、TF-104Gの8種類となる。
その後は老朽化に伴いF-CK-1 経国やミラージュ2000、F-16への更新が進められ、1997年に全機退役。
デンマーク
デンマーク空軍は、当初25機のカナディア製F-104Gと、ロッキードで組み立てられた4機のTF-104Gを受領・運用した。1972年と1974年には、カナダ空軍で余剰となったCF-104 15機とCF-104D 7機を追加で導入する。導入された機体は、オールボー航空基地（軍民共用）の第723飛行隊（Eskadrille 723）と第726飛行隊（Eskadrille 726）に配備された。
計51機のF-104は1986年まで運用され、退役に伴って15機のF-104Gと3機のTF-104Gが1987年に阿里山10号計画に基づいて台湾に引き渡された。
ヨルダン
1967年に29機のF-104Aと4機のF-104Bをアメリカから供与された。
アメリカからの供与時に「対イスラエル作戦には使用しない」という条件が付されたため、第一陣の引き渡し直後に勃発した第三次中東戦争ではイスラエルの攻撃を避けるためトルコに避難し、終結後に引き渡しを再開した。これは、ヨルダンが新戦闘機の入手先をソ連に求めるのを防ぐための処置であったという。1機は1972年11月のフセイン国王に対するクーデター未遂事件で戦闘に参加したとされているが、詳細は不明である。第2・3次印パ戦争においては飛行隊の一部がパキスタンに派遣され、戦後、アメリカの禁輸措置後には保有機の一部が部品取り用に同国に転売されたという。
1983年までにF-5とミラージュF1との置き換えに伴って全機が退役。
ノルウェー
ノルウェー空軍は、1963年からMAP供与により、ロッキード製RF-104G 16機、カナディア製F-104G 3機、ロッキード製TF-104G 2機の計19機を受領した。ただし、ノルウェー空軍に引き渡されたRF-104GはM61 20mmバルカン砲を装備しており、実態はF-104Gそのものであった。
ノルウェー空軍は受領したF-104をボードー空軍基地の第331飛行隊（331 skvadron）に配備し、同飛行隊で運用されていたF-86Fセイバーを更新した。
1973年には、カナダ空軍から余剰機のCF-104 18機とCF-104D 4機を受領し、リュッゲ空軍基地の第334飛行隊（334 skvadron）に配備し、同飛行隊のF-5A/B(G)を更新した。ノルウェー空軍は、導入したCF-104にM61 20mmバルカン砲を再装備するとともに、レーダーの対空捜索能力を向上させる改修を行った。
さらに1975年には、西ドイツ空軍がアメリカのルーク空軍基地で運用していたTF-104G 2機を受領している。
1981年、第331飛行隊はF-16A/Bへの機種転換を開始し、第331飛行隊に所属していた機体のうちF-104G 3機、RF-104G 9機、TF-104G 1機の合計13機がトルコ空軍に引き渡された。
1982年には第334飛行隊もF-16への機種転換を開始し、1983年にはCF-104およびCF-104Dもすべて退役した。ノルウェー空軍で使用されていたCF-104/CF-104Dの中には民間に引き取られた機体もあり、2機のCF-104と1機のCF-104Dがアメリカの民間アクロチーム『スターファイターズ』に引き取られて運用されているほか、ノルウェー国内のボランティア団体"Friends of Norwegian Stafighters"が1機のCF-104Dを保有している。
パキスタン
パキスタンは1961年にアメリカの軍事援助計画に基づいて旧アメリカ空軍のF-104A 10機とF-104B 2機を供与されている。これらの機体はアメリカ空軍では取り外されていたM61 20mmバルカン砲が再装備されたほか、エンジンをJ79-GE-11に換装されており、初期型故に機体が軽い分推力重量比はF-104各型の中で特に優れていたという。
パキスタン空軍のF-104は全機がサルゴーダーのMushaf空軍基地に駐屯する第9飛行隊に配備され、第2・3次印パ戦争にF-86、ミラージュIIIと共に実戦投入された。1965年の第二次印パ戦争では9月6日の戦闘でインド空軍のミステールを撃墜しF-104最初の撃墜戦果を挙げたが、インド空軍がF-104との交戦を避けたため、撃墜戦果は約250回の出撃で僅か4機だけであった。F-104の損失は2機のみであったが、インド側の資料では地上でもう1機破壊したとされている。9月11日にはMiG-21と遭遇しマッハ2級戦闘機同士が対立した史上初の事例となったが、F-104は燃料が少なくなっていたため交戦することなく退却した。1971年の第三次印パ戦争ではいくつかの撃墜戦果こそ挙げたものの、MiG-21に苦手な格闘戦に巻き込まれるなどして7機を失う大損害を被り、終戦後アメリカの禁輸措置によって部品供給を絶たれて退役した。
スペイン
スペイン空軍は1965年から、18機のカナディア製F-104Gと3機のTF-104Gを導入した。1972年のF-4C導入により余剰となった機体はギリシャ空軍とトルコ空軍に引き渡された。
なお、スペイン空軍では17,000時間以上運用されたものの、事故等で失われる事はなかった。
登場作品
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