雷電 (航空機)

概要

大型爆撃機の迎撃を主任務とする局戦に要求される性能は、爆撃機が飛行している高度に短時間で到達する上昇力、敵爆撃機に追い付く速力、そして一瞬のチャンスに敵爆撃機へ致命傷を与え得る火力の三つである。これらを重視して開発されたのが雷電である。雷電の開発は困難で時間がかかり、任務に就いた後でも全ての技術的な問題が解決されたわけではなかった。戦歴を通して終始エンジンに起因する問題を抱えており、三菱で476機、高座工廠および日本建鉄で若干数が生産されたのみである。

発動機

速度と上昇力を確保するためには大馬力エンジンが必要だが、当時の日本には戦闘機に適した小型軽量の大馬力エンジンが存在しなかった。そのため、一式陸上攻撃機等の大型機用に開発された大直径ではあるが当時の日本で最大馬力を発揮する「火星」が選定されている。大直径を補うために採用された紡錘形の胴体（後述）に適合するよう延長軸と強制冷却ファンを追加し、プロペラ減速比を変更した専用の火星一三型甲が開発されている。強制冷却ファンは機首を絞ったことによるエンジン冷却用空気流入量の減少による冷却効率の悪化を補うために装備されたが、冷却用空気流入量が減少する上昇時の冷却効率を上げる効果も期待されていた。
試製雷電（J2M2）以降では火星二三型甲を装備した。これは燃料噴射装置を備え水メタノール噴射装置によって出力を引き上げた二〇型に一三型と同様の延長軸と冷却ファンを装備したものである。また雷電三三型（J2M5）および二三型（J2M7）で装備された火星二六型は、過給器インペラ径を増して全開高度を引き上げたものである。
なお火星は電動始動器に対応していたが、雷電では発動機搭載方法の関係で慣性始動器が装備されている。
プロペラはドイツVDM社製の電動式ガバナー搭載モデルを住友金属がライセンス生産したもので、ピッチの変更速度はハミルトン・スタンダード製の油圧式に劣るが変更角度が大きいため適応する高度域が広くなるという利点がある。三翅プロペラが十四試局戦に、十四試局戦改以降は四翅プロペラが採用されている。また後期では高空性能改善のため幅広のものが装備された。

胴体

火星の直径は1,340mmと、零戦に搭載された栄と比べて200mm近く大きい。そこで、空気抵抗を可能な限り減少させるために機首を絞り込み、全長の40パーセントで最も太くなる紡錘形の胴体が採用された。これは空技廠の風洞実験データに基づいており、同時期の川西の水上戦闘機強風にも採用されている。さらに風防の高さを押さえ、曲面ガラスを使用するなど各所に抵抗を低減しようとした跡が見られる。
この胴体形状ではエンジンが機首よりかなり後方に位置することから、前述したように延長軸を追加したエンジンをわざわざ開発する必要があり、また操縦席付近が機首より太くなるため、背の低い風防と相まって機首上げ時の前下方視界が極めて悪化するという弊害も招いた。このため、後に速力の低下を承知の上で風防高さの嵩上げ、下部拡幅が行われ、最終的には風防前部付近の胴体側面上部の削ぎ落としまで行われている。また、風防に使用された曲面ガラスが視界を歪めることも問題視され、平面ガラスの使用範囲が増やされている。

主翼

主翼は1940年代当時抵抗軽減のため高速機に有利として着目されはじめていた層流翼の翼型を内翼側に、外翼側は従来翼型とした半層流翼を採用している。これは当時層流翼は失速特性がよくないとされたためで、外翼をより失速特性の良好な従来翼型とすることで翼端失速を防ぐ意図があった。
高速機であるため主翼面積は零戦二一型と比べて約10％小さくなっており、全幅が1.2m短縮されたために中・高速域では零戦よりも横転性能は良好だったといわれる。引き換えに日本海軍機としてはかなりの高翼面荷重となったため、フラップは九六艦戦や零戦が装備した単純なスプリット式ではなく、高揚力装置としての能力が高く空戦フラップとしても利用できるファウラー式を採用している。
失速特性がよくないことや日本軍のパイロットが低速での運動性が高い機体に慣れていたこともあり、着陸などの低速時に前触れなく失速する雷電では墜落事故が多発し、搭乗を嫌う搭乗員が多かった。
層流翼の問題は他国でも発生しており、NACAの層流翼を採用したP-51も速度性能が優れ高速時にも運動性能が低下しない利点があったが、失速特性が悪く低速での格闘性能は低かった。このため開発時には風洞実験を繰り返して形状を最適化、生産時にはリベットを削るなど表面処理を徹底、マニュアルで失速時の挙動や着陸時の注意事項を詳細に解説するなどの対策を取っている。

武装・防弾

一一型までの武装は零戦と同じく翼内に20mm機銃2挺、胴体に7.7mm機銃2挺であったが、二一型以降は胴体の7.7mm機銃を廃止し20mm機銃4挺を翼内に装備している。しかし二一型の開発時期と九九式20mm機銃の生産が短銃身の一号銃から長銃身の二号銃に移行する時期が重なり、二号銃を必要数確保出来ない恐れがあったために外翼側に一号銃、内翼側に二号銃を混載するという妥協案が採られている（紫電改の前身である紫電一一型の初期生産型も、二号銃ではなく一号銃を装備している）。一号銃と二号銃は同じ九九式ながら構造がかなり異なり、また弾薬包も互換性がないため、機銃そのものの整備や補給に支障をきたし、また弾道にバラツキが出るなどという結果となった。また、少数ではあるが30mm機銃を装備した機体が存在し、実戦に参加している。
防弾装備として操縦席背後に8mm厚防弾鋼板を装備している他、一一型以降は翼内タンクに自動消火装置を装備、二一型以降は前部風防内に防弾ガラスを追加し、胴体タンクを自動防漏式としている。

戦歴

大馬力エンジンを装備し、更に大火力を持つ雷電は海軍の大きな期待を集め、1943年（昭和18年）頃には零戦に替わる海軍の主力戦闘機として大増産計画が立てられた。この計画では雷電の増産に併せて零戦は減産し、1944年（昭和19年）には三菱は零戦の生産を終了（中島飛行機では空母搭載用の零戦を僅かに生産）して雷電のみを生産する予定であったが上記の諸問題により実用化が遅れたことから計画は白紙に戻され、雷電はほぼ同時期に実用実験が行われていた紫電改と比較され、特に紫電改に比べ対戦闘機戦闘能力が低いことが指摘された。
海軍における新型機の審査を受け持つ横須賀航空隊は、両者の試作機を比較テストした上「紫電改は対戦闘機戦闘も可能だが、雷電は零戦と組み合わせなければ性能を活かすのは難しい」と結論し、雷電の生産を中止して紫電改の生産に集中すべきだという報告書を航空本部に提出した。しかし、期待された紫電改も誉発動機の不調に悩まされており、その解決に要する間隙を埋める機体が必要であったこと、また雷電の太い胴体はアメリカ陸軍航空軍のB-29爆撃機に対抗するために必須と考えられていた排気タービン過給器（ターボチャージャー）と中間冷却機（インタークーラー）の搭載に有利と考えられたことから、少数ではあるが生産と改良型開発の継続が決定され、拠点防衛部隊を中心に配備されることになった。
最初の雷電配備部隊として、バリクパパンにある日本の油田防衛部隊である第三八一海軍航空隊が編成されたが、雷電の生産がはかどらないため零戦を装備してスピンガンに進出している。後にスピンガンへ空輸された雷電を受け取った第三八一航空隊は、製油所から豊富に産出される高品質燃料を使って訓練を積み、短期間ではあるが油田攻撃に飛来するアメリカ軍やイギリス空軍のB-24、P-38、P-47を迎撃し少なくない戦果を挙げた。そのほかの部隊では、本土防空専任部隊として編成された第三〇二航空隊（厚木）、第三三二航空隊（岩国、鳴尾）、第三五二航空隊（大村）台湾の台南航空隊（台南）に主として配備され、特に神奈川県厚木飛行場所属の小園安名大佐率いる第三〇二航空隊の乙戦（雷電）隊は、東京京浜地区に侵入するB-29爆撃機迎撃で最も戦果を挙げた。雷電隊の赤松貞明中尉は厚木基地でのエース・パイロットであった。
また変わったところでは、輸送機部隊であった第一〇〇一海軍航空隊（第二鈴鹿）において、第一・第二鈴鹿飛行場に併設されていた三菱重工三重工場で製造・整備された雷電を実戦部隊に空輸するまでのあいだ、一〇〇一空隊員が載ってB-29爆撃機の迎撃にあたった。1944年（昭和19年）12月に名古屋空襲が始まると臨戦態勢に付き、佐々木原正夫飛曹長によるB-29 1機撃墜や宮田房治中尉の三号爆弾による攻撃などの戦闘記録を残している。

欧米での評価

格闘性能が低く当初は事故が多発したことから日本側の評判は芳しくなかったが、戦中戦後にテスト飛行したアメリカ軍のパイロットには好評であった。これはずんぐりした胴体によって日本機にしてはコックピットが広く、大柄なアメリカ人にとっても乗り心地がよかったからと言われる。日本では問題視された振動や着陸性能の悪さも、アメリカの基準ではさして問題とされなかった。
なお、フィリピンでアメリカ軍に接収された二一型初期生産機（製造番号3008号機）である鹵獲機「S12」を用いたテストでは、最高速度671 km/h（高度5,060 m）、上昇力5分10秒/高度6,100 m と日本側の諸元値を大幅に上回る結果を残している（試験環境における燃料は、92オクタンの燃料に水メタノール噴射を組み合わせたものである。試験時の重量は、7,320 lb（3,315 kg）であり、これは180 kg ほど軽い。旧日本海軍でいう「軽荷重量」のデータである。増槽を装備した重量8,130 lb（3,682 kg）のOverload状態でも、385 mph 弱（383 mph として616 km/h）と海軍航空本部の公称速度を上回る数値を出している）。
イギリス軍もフィリピンに残された2機を接収し日本人に操縦させテスト飛行を行っているが、特に興味は引かれず本国へは持ち帰らなかった。

少年工

2013年（平成25年）には戦時中に少年工として雷電製造に携わった台湾人への叙勲が行われ、少年工たちは2000年（平成12年）に雷電をモチーフに誂えたそろいのネクタイを締めて式典に集った。

現存する機体

フィリピンで鹵獲された第三八一航空隊所属の二一型「81-124号機（製造番号3014号機）」がアメリカ・カリフォルニア州チノのプレーンズ・オブ・フェイム航空博物館に静態保存されている。塗装は太平洋戦争後に再塗装されたもので、胴体は三五二空戦闘六〇一小隊長機の稲光マークを模した塗装が施されているが、機番は三〇二空（厚木）所属を示す「ヨD-1158」になっている。