はじめに
　雷電に搭載されたことで知られる火星23型/23甲型ですが、その馬力性能について「所定の馬力が出ていなかった」との証言があるように、資料によって性能値に(特に高空性能に)ばらつきが見られます。
 　本記事では、これらの違いについて整理し、火星23型の本当の性能について考えてみたいと思います。

火星エンジンとは？
　まずは「そもそも火星エンジンとはなんなのか？」といったところから始めていきたいと思います。「火星」は三菱重工が「金星」や「瑞星」に続いて、今度は爆撃機への搭載を主目的として開発したエンジンで、1938年2月に開発に着手したとされています。当時の国産エンジンの中では最大の馬力を誇っており、最初の量産型である火星11型は当時の最新鋭機1式陸攻に装備され、陸軍型の「ハ-101」は97式重爆二型に性能向上のため装備されました。
　また、戦闘機に搭載するには直径が大きすぎるにも関わらず当時使用出来る中では最大馬力のエンジンだったため、十四試局戦(後の雷電)や十五試水戦(後の強風)のエンジンとして採用されます。大直径エンジンをどうやって単発戦闘機の胴体にフィットさせるのか、その苦労の結果が雷電や強風の独特のフォルムに現れています。火星エンジンの初期シリーズは11型から15型まで存在し、13～15型は過給機の翼車径を増し高高度性能を向上させています。
以下は「火星11型」の詳細スペックです。
　形式　　　　　　　　　星形空冷複列14気筒
　直径×全長　　　　　　  1,340mm×1,705mm
　内径×行程×圧縮比　　　150mm×170mm×6.5
　排気量　　　　　　　　42L
　離昇出力　　　　　　　1530PS / 2450RPM / +250mmHg
　公称一速　　　　　　　1480PS / 2350 RPM / +180mmHg @2,200m
　公称二速　　　　　　　1380PS / 2350 RPM / +180mmHg @4,100m
　減速比　　　　　　　　0.684
　使用燃料　　　　　　　離昇：100オクタン　公称以下：92オクタン
　過給機　　　　　　　　機械式1段2速 / 翼車径：280mm / 増速比：一速 7.4、二速 9.12
　乾燥重量　　　　　　　725kg

火星20型
　火星10シリーズの性能向上型として開発されたのが火星20シリーズです。10型と20型の一番大きな違いは水・メタノール噴射装置の有無です(※14型を発展させた二重反転プロペラ装備用の24型を除く)。高オクタン燃料の入手が難しくなったことから、その代用として導入されました。これによって許容ブースト圧が大幅に向上し、離昇馬力で言えば11型の1530馬力から21型の1850馬力へ300馬力近いパワーアップを達成しています。
以下は火星22型の詳細スペックです。
　形式　　　　　　　　　星形空冷複列14気筒
　直径×全長　　　　　　  1,340mm×1,753mm
　内径×行程×圧縮比　　　150mm×170mm×6.5
　排気量　　　　　　　　42L
　離昇出力　　　　　　　1850PS / 2600RPM / +450mmHg
　公称一速　　　　　　　1680PS / 2500 RPM / +300mmHg @2,100m
　公称二速　　　　　　　1540PS / 2500 RPM / +300mmHg @5,500m
　減速比　　　　　　　　0.5
　使用燃料　　　　　　　公称以上：87オクタン+水アルコール
　過給機　　　　　　　　機械式1段2速 / 翼車径：320mm / 増速比：一速 7.4、二速 9.12
　乾燥重量　　　　　　　750kg

　
そして火星23型
　その火星20シリーズを、10シリーズでは予期していた性能に達しなかった十四試局戦に搭載するために改造したのが火星23型です。20シリーズの特徴である水・メタノール噴射装置に加えて、延長軸と強制冷却ファンも装備。使用燃料も87オクタンから91オクタンとしています。
以下は火星23型の予定スペックです。
　形式　　　　　　　　　星形空冷複列14気筒
　直径×全長　　　　　　  1,340mm×1,945mm
　内径×行程×圧縮比　　　150mm×170mm×6.5
　排気量　　　　　　　　42L
　離昇出力　　　　　　　1900PS / 2600RPM / +450mmHg
　公称一速　　　　　　　1720PS / 2500 RPM / +300mmHg @2,100m
　公称二速　　　　　　　1580PS / 2500 RPM / +300mmHg @5,500m
　減速比　　　　　　　　0.54
　使用燃料　　　　　　　公称以上：91オクタン+水アルコール
　過給機　　　　　　　　機械式1段2速 / 翼車径：320mm / 増速比：一速 7.4、二速 9.12
　乾燥重量　　　　　　　835kg

　ただし、この火星23型は十四試局戦に搭載したところ大きな振動を生じ、これがクランクとプロペラのうねり現象によるものだとして、生産の不便をしのんでプロペラ減速比を0.54から0.5に変更。そして気化器式から燃料噴射ポンプ式にも改められました。これが火星23甲型です。とある資料では発揮馬力に大きな変化はないものの、乾燥重量が860kgと増加しています。
　一方で海軍作成の実験機の性能一覧表などを見ると、火星23甲型搭載の雷電の性能推算は以下のような数値で行われていたようです。
　離昇　　　　1900PS
　公称一速　　1680PS @2,100m
　公称二速　　1510PS @5,700m
　最高速度　　349kt(646km/h)
　上昇時間　　6,000mまで4'59"

　無印23型と比べて若干の高空性能の低下が見られるようですが、この辺りの性能の細かい変化についてはよく分かりません。ただし、この計算時点では他国に引けをとらない優秀インターセプターが予想されていることが分かります。

期待以下の実測性能
　ところが、皆さんもご存じのように実際の雷電の性能は上記の推算結果に全く及びませんでした。原因は複数挙げられますが、一番大きなものはエンジン性能が予定通り出ていないというものでした。(他の原因としてはプロペラ剛性を高めたためプロペラ効率が低下したこと、滑油冷却器の大型化などが挙げられます。)どうにも大戦中の発動機(特に火星や誉)は高空性能が台上試験に基づく結果と大きく異なっており、最高速度が計画値を大きく下回ることとなってしまいました。高空馬力算定方法に誤りがあったのではないかと三菱で再検討した結果、火星23甲型の二速公称性能はどうやら高度4,800mで1410馬力ということになったようです。
　一方、多くの出版物に引用されておりよく見かける火星23甲型の性能値も最初の予定スペックを下回っており、二速公称性能は高度4,100mで1520馬力となっています。この数値は雷電の仮取扱説明書にも記載されており、ひとつの「公式性能」とみることもできます。この性能値と三菱値の関係についてはよく分からないのですが、どうやら取説に載っている数値は空技廠の試験によるもののようです。
　以下に、火星23甲型の予定、海軍、三菱のそれぞれの性能をまとめます。当初の予定性能に達しなかったのは確実と言えます。
　　　　　　　　予定　　　　　　　　海軍　　　　　　　　三菱
　離昇　　1900PS                       1820PS　　　　 　　1800PS
　一速　　1720PS@2,100m　　1600PS@1,300m　　1575PS@1,800m
　二速　　1580PS@5,500m　　1520PS@4,100m　　1410PS@4,800m

ところで、連合軍による雷電の性能予想は？
　ところで、よく「米軍による試験の結果雷電は非常に優秀な性能を示した」と言われることがありますが、果たしてこれは本当なのでしょうか？残念ながら、答えはNOだと言えます。
　鹵獲機の飛行試験レポートによると"No air speed was obtained as the oil pressure failed before the run could be stabilised."と書かれており、発動機不調のため全速飛行試験は実施できなかった模様です。
　雷電のwikipediaでは、「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。(2020/3/8閲覧)」と、さも実際にこれほどの高速を発揮したかのように書かれていますが鵜呑みにするのは危険です。以下に原資料を載せますが、このwikipediaの記述はTAICが作成した日本軍の各機体の情報"TAIC MANUAL"に基づいていると考えられます。しかしこの資料内の性能値は実測値が載っているわけではなく、鹵獲した日本資料や鹵獲機の試験等を基にした連合軍による推測です。このことは原資料の前書きにもはっきり書かれています。

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