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2009年8月29日 (土)

WW2大戦機の主翼構造の考察(その7、彩雲)

ここまで単発戦闘機の翼ばかりを見てきた。単発戦闘機の主翼は引き込み脚と翼内砲を収めるため、主桁を屈曲させたり開口部によって分断された箱型断面構造を上手くつないだりと様々な工夫がみられるからだ。また燃料タンクの配置も工夫が見られる部分であり、被弾しやすい翼内タンクをあえて採用するか、胴体内重心付近にタンクを設置するためにコックピット・エンジン補機類・胴体内機関銃とのスペースの奪い合いを上手く調整するかも設計者の腕の見せ所だ。これに比べれば双発機や偵察機は主翼の設計の自由度が大きくてあまり面白くないから取り上げなかったわけだ。そんな中で偵察機である彩雲を取り上げる理由は、これがそれまでの4式戦、雷電、紫電改など日本軍単発戦闘機の経験(反省?)を反映した新しい世代の機体に思われるからだ。

図 彩雲の主翼構造

C6n1

彩雲の特徴は厚板構造と大直径プロペラの採用だ(この辺は陸軍のKi-83も同様)。その主翼は2本桁構造であるが、主脚は主桁後方に引き込む。この理由は彩雲が(内翼部に)層流翼を採用しているため、主翼最大厚位置より前方をできる限り平滑に仕上げたかったためだと言う。主脚を主桁後方に引き込むことで主桁前方が付け根から翼端までD型の閉断面構造となっている。この辺はスピットファイアやタイフーン・テンペスト等のイギリス機と少し似ている。

疑問なのは翼付け根の補強方法だ。前縁の閉断面構造は胴体中心線から600mmの位置で途切れているが、主脚引き込み部は326mm位置まで開口しており、前縁が受け止めた捩じり荷重を前後の桁からなる主構造に伝達するためにはこの断面材一枚分300mm程の幅を補強してやらなければならない。例えばスピットファイアの場合は一番内側の断面材が前縁から後桁取り付け金具まで捩じり荷重を伝達するのだが、彩雲ではこの部分が今一つはっきりしない。

彩雲の主翼はインテグラルタンク化されており厚板構造の分小骨(主に縦通材)を減らしているなど強い構造とは言えないため、このまま戦闘機化できるものではない。しかしもしも次世代の日本製プロペラ戦闘機が開発されていたならば、彩雲の主翼構造はかなり影響を与えていたのではないかと思う。

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