はじめに
続きの続きということで、零戦52型(A6M5)の速度性能について考えてみました。今回も少しお付き合いいただければと思います。
ひとくちに零戦52型と言っても何種類かに分けられますから、まずはその紹介からしていきましょう。52型の特徴といえば第一に推力式単排気管の装備が挙げられます。今まで捨てていた排気を後方に噴射しその反作用で推力を得る装置です。このロケット効果によってエンジン馬力が事実上向上したことになり、速度・上昇性能共に向上します。ただし、52型の初期の機体にはこの単排気管が間に合わず、32型と同様の集合排気管のままでした。
もう一つの52型の特徴は丸く整形された11m幅の主翼です。32型は翼端を角型に切り取っただけでしたが、52型では丸く形を整えることで空力的に有利となりました。
52型はその後徐々に武装が強化されていきます。52甲型は翼内の20mm機銃をドラム弾倉からベルト給弾式に改め、装弾数を一門100発から125発に増加させたタイプで、52乙型は機首の7mm機銃の片側を13mmに換装したタイプ。52丙型は各翼一門ずつ13mm機銃を増設したタイプです。
さらに52型になって零戦の弱点だった防弾もようやく強化されていきました。無印52型で自動消火装置が、おそらく乙型の途中から防弾ガラスが、そして丙型からパイロットの装甲板と防弾タンクが装備されました。
ところで、実は52型の積んでいたエンジンは3種類あります。当初は32型/22型と同じ栄21型を装備していましたが、途中から栄31甲型という、零戦53型に搭載予定だった栄31型からメタノール噴射装置を省いたものが装備されています。というよりも、本来なら栄31型を装備したかったのにメタノール噴射装置の不具合でそれが叶わなかったという方が適切でしょうか。このエンジンは過給機の設定が変更されたので栄21型と比べてエンジンの全開高度が上がっています。その後栄31甲型の過給機を栄21型と同じに戻した栄31乙型というのも52型に装備されました。細かい補機類を除けば実質栄21型と同じです。
以上が簡単ですが52型各型の説明です。ざっくり言えば52型は大きく、
①零戦52型(集合排気管装備型)
②零戦52型
③零戦52甲型
④零戦52乙型
⑤零戦52丙型
に分けられます。
細かい変更点はここでは追及しません。それでは本題に突入していきましょう。
①集合排気管装備型の性能
トップバッターは集合排気管装備型です。この機体の性能については、確たる数字が残っているわけではありません。なので状況証拠から考察していきたいと思います。
まず、52型の1号機は製造番号3904(A6M3からの連番)で、時期は43年8月とされています。それから2か月ほど製造が続き、10月中旬の4104号から単排気管となったらしいのです。
そこで見てほしいのが、米軍が戦地で鹵獲した零戦の操縦マニュアルです(JICPOA Item #5981)。添付のように、21型～52型までの性能が記載されています。
零戦52型の最高速度は一般に6000mで305kt(565km/h)とされていますが、この資料中では5900mで294kt(545km/h)となっています。20km/hも低速なのは非常に不思議です。最初私はこれを見たとき、「32型の数値と間違っているのでは？」と思いました。しかし、このマニュアルの日付が43年10月になっているのに気づき、やっぱり間違っていないような気がしてきました。なぜなら、上述した52型1号機の製造時期とぴったり合うからです。
6000mまでの上昇時間は7分27秒となっており、これもはじめは21型と全く同じ数値なので「どうせ誤植でしょ」と思っていましたが、52型の集合排気管装備型だと思えば合点がいくのです。なぜなら52型は表中の機体の中で一番重く(22型とはほぼ同じ)、かつ主翼面積が一番小さいですから、22型よりちょっと遅いくらいになると丁度良いのです。なお、本資料中での52型の自重は1873kg、標準全備重量は2686kgでした。
ところで雑誌「丸」には宮崎賢治氏が文、藤井英明氏がイラストの『情熱零戦』という記事が連載されています。零戦を非常に深くまで考察しており大変おもしろいのですが、2018年10月号で52型集合排気管装備の性能として、製造番号4087号機の高度6257.5mで297.4kt(551km/h)という数値を紹介されています。この数値がどこまで較正された数字なのかは分かりかねますが、集合排気管型の最高速度が高度6000m付近で545～550km/h程度というのは非常に妥当なところではないでしょうか。(なので栄21型の扱いに慣熟していれば32型もそれくらいは出していたでしょう。)
②零戦52型(単排気管装備型)の性能
さて、一般的に零戦52型の速度性能は高度6000mで305kt(565km/h)と言われていると書きましたが、これは堀越・奥宮共著『零戦』にて実測値として紹介されている数字です。上昇性能については、実はデータが見つかっていません。6000mまで7分1秒という数字がよく知られていますが、これは本当は52甲型の数字なのです。ただ52型と52甲型の重量差がほとんどないことを鑑みれば、上昇性能にもほとんど差は無かったと考えて差し支えないでしょう。
ところで先述した『情熱零戦』10月号には単排気管型の速度性能も載っていました。4524号機が6340mで301.5kt(558km/h)、4600号機が6282mで300kt(556km/h)だそうです。
③零戦52甲型の性能
どんどん行きます。52甲型の性能は公式の数値が残っていました。最高速度は高度3350mで290kt(537km/h)、6000mで302kt(559km/h)。上昇時間は6000mまで7分1秒、8000mまで10分33秒です。三菱資料ではこのときの全備重量を2686kgとしていますが、これは集合排気管装備時の52型と全く同じ数字ですから(本来ならもっと重いはず。わざわざ合わせたのか？)少し疑問が残ります。
ちなみに『情熱零戦』18年12月号には甲型(4660号機)の速度値として5886mで298.6kt(553km/h)とあります。52甲型は52型と比較し主翼下面の弾倉の膨らみが無くなっていますから、空力学上有利なのかと思っていましたが、大して影響はないようです。むしろ悪化している感さえありますが、何故なんでしょうか？
④零戦52乙型の性能
52乙型の性能についてはほとんど情報が無いのですが、機首の機銃が一門変わっただけなので実質的には52甲型と同じかやや低速と考えて良いのではないでしょうか。ただそれは栄21型装備時の話です。零戦52甲型の途中から栄31甲型を装備した機体が現れます。
栄21型と31甲型の性能を比較すると、
栄21型 栄31甲型
離昇 1130馬力 1100馬力
公 1100馬力(2850m) 1080馬力(2700m)
称 980馬力(6000m) 950馬力(7000m)
のようになります。低速での性能は多少下がりましたが高高度性能が向上しています。なので最高速度を発揮する高度も高くなることが想像できますが、具体的にはどのようになるのでしょうか？
なんと、栄31甲型搭載機と思われる機体の性能が『情熱零戦』12月号に載っていました!!(※本記事は多分に『情熱零戦』に依存しています。)
それによると、5088号機は6640mで297.5kt(551km/h)、5110号機が6712.5mで299.5kt(555km/h)、5170号機では6880mで293kt(543km/h)となっています。おおむね高度6000m後半で550km/h前後といったところでしょうか。
⑤零戦52丙型の性能
最後は52丙型です。この型は度重なる改造の結果、全備重量は52型初期から400kg近くも増加(全備2955～3150kg。資料によって異なる)。主翼も銃身が2門新たに飛び出たりと抵抗が増加した結果、武装や防弾は過去最強の零戦となりましたが飛行性能は過去最悪となってしまったようです。『世界の傑作機』では52丙型の性能を最高速度は高度6000mで292kt(541km/h)、上昇時間は6000mまで9分57秒としています。ただしその元資料を見たことがないのもあって、性能がちょっと悪すぎるような気もしています。
参考として零戦62型の性能値も見てみましょう。62型は52丙型と外見はほぼ同じで、胴体に爆弾を、両翼下に増槽を装備可能にしたタイプですから、52丙型の性能にかなり近いと考えられます。『航空技術の全貌』では、62型の性能として、最高速度が高度2750mで270kt(500km/h)、6400mで293kt(543km/h)。上昇時間が6000mまで7分58秒(全備3000kg)と書かれています。
最高速度はやはり540km/h少々まで低下してしまったようです。上昇時間も6000mまで少なくとも8分近くはかかると考えて良いようです。
ところで、海軍の諸元表では52丙型の性能として52甲型の数値が記されていることがありますから注意が必要です。数字の流用は零戦だけに留まらず雷電なんかにも見られます。
まとめ
今回の記事はかなり長くなってしまいました。最後まで読んでいただきありがとうございます。最後に簡単なまとめをしたいと思います。
上記の考察の結果、
・52型集合排気管装備型は高度6000mで545～550km/h
・52型単排気管装備型は高度6000mで560km/h前後
・52甲/乙型で栄21型装備型は高度6000mで555km/h前後
・52甲/乙型で栄31甲型装備型は高度6500～7000mで550km/h前後
・52丙型は栄31乙型装備なら高度6000mで、31甲型装備なら6500m付近で540km/h+α
を発揮できると私は考えます。皆さんはいかがに考えますでしょうか？
零戦の速度性能の考察シリーズはこれにて区切りとしたいと思います。新たな情報を入手したら都度更新していきたいと思っているので、その際はよろしくお願いします。
ちなみに、今回の考察に登場した『情熱零戦』は、過去の連載記事が一冊の本にまとめられています。今回紹介した性能関連の記事は新しいのでまだ書籍化の範囲外ですが、続編が刊行されればきっと含まれると思います。かなりマニアックですが非常に興味深い本ですので、皆さんも読んでみてはいかがでしょうか。
続きの続きということで、零戦52型(A6M5)の速度性能について考えてみました。今回も少しお付き合いいただければと思います。
ひとくちに零戦52型と言っても何種類かに分けられますから、まずはその紹介からしていきましょう。52型の特徴といえば第一に推力式単排気管の装備が挙げられます。今まで捨てていた排気を後方に噴射しその反作用で推力を得る装置です。このロケット効果によってエンジン馬力が事実上向上したことになり、速度・上昇性能共に向上します。ただし、52型の初期の機体にはこの単排気管が間に合わず、32型と同様の集合排気管のままでした。
もう一つの52型の特徴は丸く整形された11m幅の主翼です。32型は翼端を角型に切り取っただけでしたが、52型では丸く形を整えることで空力的に有利となりました。
さらに52型になって零戦の弱点だった防弾もようやく強化されていきました。無印52型で自動消火装置が、おそらく乙型の途中から防弾ガラスが、そして丙型からパイロットの装甲板と防弾タンクが装備されました。
ところで、実は52型の積んでいたエンジンは3種類あります。当初は32型/22型と同じ栄21型を装備していましたが、途中から栄31甲型という、零戦53型に搭載予定だった栄31型からメタノール噴射装置を省いたものが装備されています。というよりも、本来なら栄31型を装備したかったのにメタノール噴射装置の不具合でそれが叶わなかったという方が適切でしょうか。このエンジンは過給機の設定が変更されたので栄21型と比べてエンジンの全開高度が上がっています。その後栄31甲型の過給機を栄21型と同じに戻した栄31乙型というのも52型に装備されました。細かい補機類を除けば実質栄21型と同じです。
以上が簡単ですが52型各型の説明です。ざっくり言えば52型は大きく、
①零戦52型(集合排気管装備型)
②零戦52型
③零戦52甲型
④零戦52乙型
⑤零戦52丙型
に分けられます。
細かい変更点はここでは追及しません。それでは本題に突入していきましょう。
①集合排気管装備型の性能
トップバッターは集合排気管装備型です。この機体の性能については、確たる数字が残っているわけではありません。なので状況証拠から考察していきたいと思います。
まず、52型の1号機は製造番号3904(A6M3からの連番)で、時期は43年8月とされています。それから2か月ほど製造が続き、10月中旬の4104号から単排気管となったらしいのです。
そこで見てほしいのが、米軍が戦地で鹵獲した零戦の操縦マニュアルです(JICPOA Item #5981)。添付のように、21型～52型までの性能が記載されています。
6000mまでの上昇時間は7分27秒となっており、これもはじめは21型と全く同じ数値なので「どうせ誤植でしょ」と思っていましたが、52型の集合排気管装備型だと思えば合点がいくのです。なぜなら52型は表中の機体の中で一番重く(22型とはほぼ同じ)、かつ主翼面積が一番小さいですから、22型よりちょっと遅いくらいになると丁度良いのです。なお、本資料中での52型の自重は1873kg、標準全備重量は2686kgでした。
ところで雑誌「丸」には宮崎賢治氏が文、藤井英明氏がイラストの『情熱零戦』という記事が連載されています。零戦を非常に深くまで考察しており大変おもしろいのですが、2018年10月号で52型集合排気管装備の性能として、製造番号4087号機の高度6257.5mで297.4kt(551km/h)という数値を紹介されています。この数値がどこまで較正された数字なのかは分かりかねますが、集合排気管型の最高速度が高度6000m付近で545～550km/h程度というのは非常に妥当なところではないでしょうか。(なので栄21型の扱いに慣熟していれば32型もそれくらいは出していたでしょう。)
②零戦52型(単排気管装備型)の性能
さて、一般的に零戦52型の速度性能は高度6000mで305kt(565km/h)と言われていると書きましたが、これは堀越・奥宮共著『零戦』にて実測値として紹介されている数字です。上昇性能については、実はデータが見つかっていません。6000mまで7分1秒という数字がよく知られていますが、これは本当は52甲型の数字なのです。ただ52型と52甲型の重量差がほとんどないことを鑑みれば、上昇性能にもほとんど差は無かったと考えて差し支えないでしょう。
ところで先述した『情熱零戦』10月号には単排気管型の速度性能も載っていました。4524号機が6340mで301.5kt(558km/h)、4600号機が6282mで300kt(556km/h)だそうです。
③零戦52甲型の性能
どんどん行きます。52甲型の性能は公式の数値が残っていました。最高速度は高度3350mで290kt(537km/h)、6000mで302kt(559km/h)。上昇時間は6000mまで7分1秒、8000mまで10分33秒です。三菱資料ではこのときの全備重量を2686kgとしていますが、これは集合排気管装備時の52型と全く同じ数字ですから(本来ならもっと重いはず。わざわざ合わせたのか？)少し疑問が残ります。
ちなみに『情熱零戦』18年12月号には甲型(4660号機)の速度値として5886mで298.6kt(553km/h)とあります。52甲型は52型と比較し主翼下面の弾倉の膨らみが無くなっていますから、空力学上有利なのかと思っていましたが、大して影響はないようです。むしろ悪化している感さえありますが、何故なんでしょうか？
④零戦52乙型の性能
52乙型の性能についてはほとんど情報が無いのですが、機首の機銃が一門変わっただけなので実質的には52甲型と同じかやや低速と考えて良いのではないでしょうか。ただそれは栄21型装備時の話です。零戦52甲型の途中から栄31甲型を装備した機体が現れます。
栄21型と31甲型の性能を比較すると、
栄21型 栄31甲型
離昇 1130馬力 1100馬力
公 1100馬力(2850m) 1080馬力(2700m)
称 980馬力(6000m) 950馬力(7000m)
のようになります。低速での性能は多少下がりましたが高高度性能が向上しています。なので最高速度を発揮する高度も高くなることが想像できますが、具体的にはどのようになるのでしょうか？
なんと、栄31甲型搭載機と思われる機体の性能が『情熱零戦』12月号に載っていました!!(※本記事は多分に『情熱零戦』に依存しています。)
それによると、5088号機は6640mで297.5kt(551km/h)、5110号機が6712.5mで299.5kt(555km/h)、5170号機では6880mで293kt(543km/h)となっています。おおむね高度6000m後半で550km/h前後といったところでしょうか。
⑤零戦52丙型の性能
最後は52丙型です。この型は度重なる改造の結果、全備重量は52型初期から400kg近くも増加(全備2955～3150kg。資料によって異なる)。主翼も銃身が2門新たに飛び出たりと抵抗が増加した結果、武装や防弾は過去最強の零戦となりましたが飛行性能は過去最悪となってしまったようです。『世界の傑作機』では52丙型の性能を最高速度は高度6000mで292kt(541km/h)、上昇時間は6000mまで9分57秒としています。ただしその元資料を見たことがないのもあって、性能がちょっと悪すぎるような気もしています。
参考として零戦62型の性能値も見てみましょう。62型は52丙型と外見はほぼ同じで、胴体に爆弾を、両翼下に増槽を装備可能にしたタイプですから、52丙型の性能にかなり近いと考えられます。『航空技術の全貌』では、62型の性能として、最高速度が高度2750mで270kt(500km/h)、6400mで293kt(543km/h)。上昇時間が6000mまで7分58秒(全備3000kg)と書かれています。
最高速度はやはり540km/h少々まで低下してしまったようです。上昇時間も6000mまで少なくとも8分近くはかかると考えて良いようです。
ところで、海軍の諸元表では52丙型の性能として52甲型の数値が記されていることがありますから注意が必要です。数字の流用は零戦だけに留まらず雷電なんかにも見られます。
まとめ
今回の記事はかなり長くなってしまいました。最後まで読んでいただきありがとうございます。最後に簡単なまとめをしたいと思います。
上記の考察の結果、
・52型集合排気管装備型は高度6000mで545～550km/h
・52型単排気管装備型は高度6000mで560km/h前後
・52甲/乙型で栄21型装備型は高度6000mで555km/h前後
・52甲/乙型で栄31甲型装備型は高度6500～7000mで550km/h前後
・52丙型は栄31乙型装備なら高度6000mで、31甲型装備なら6500m付近で540km/h+α
を発揮できると私は考えます。皆さんはいかがに考えますでしょうか？
零戦の速度性能の考察シリーズはこれにて区切りとしたいと思います。新たな情報を入手したら都度更新していきたいと思っているので、その際はよろしくお願いします。
ちなみに、今回の考察に登場した『情熱零戦』は、過去の連載記事が一冊の本にまとめられています。今回紹介した性能関連の記事は新しいのでまだ書籍化の範囲外ですが、続編が刊行されればきっと含まれると思います。かなりマニアックですが非常に興味深い本ですので、皆さんも読んでみてはいかがでしょうか。
