名前は同じでも機体は別物(6)F-84に見る同じ戦闘機なのに直線翼と後退翼(2)

前回、「同じモデルの戦闘機なのに、最初に直線翼の機体ができた後で、主翼を後退翼に改めた機体ができた」という事例をいくつか取り上げた。ところがこれ、単に直線翼の主翼をやめて後退翼の主翼をポン付けすれば済む、というほど単純な話ではないだろう。→連載「航空機の技術とメカニズムの裏側」のこれまでの回はこちらを参照。

直線翼から後退翼への変更は空力中心の移動を伴う

まず、主翼と胴体を結合する部分の位置や構造は、機体の構造設計における根幹だから、簡単には変えられない。例えば、直線翼のFJ-1と後退翼のF-86/FJ-2を見比べても、主翼とキャノピーの位置関係はそれほど変化していない。

ところが、直線翼と後退翼では主翼の空力中心位置が異なる。具体的にいうと、後退翼の方が空力中心が後方になる。実のところ直線翼でも、翼弦がずっと変わらない矩形翼と、翼端に向かうにつれて翼弦が小さくなるテーパー翼では空力中心位置が違いそうだが、それはここでは措いておくとして。

ともあれ、直線翼と同じ位置に漫然と後退翼を取り付けると、主翼の空力中心が後方にずれるから、重心位置と空力中心の位置関係が変化する。そして後退角が大きくなるほど、その影響は大きい。それでは縦の静安定性や操縦性に影響が出てしまうから、機体の重心位置を調整する改設計も必要になる。

基本的には、縦の静安定性を考えた場合、主翼の揚力中心よりも前方に機体の重心を置かなければならない。そこで直線翼が後退翼に変わると、主翼の揚力中心が後方に移動することになるので、機体の重心と主翼の揚力中心の距離が大きくなる。

実際、ノースアメリカンでは後退翼のFJ-2やF-86を開発する過程で、胴体をFJ-1と比べて後方に延長している。FJ-1は寸詰まりで樽みたいな形をしているが、FJ-2やF86は胴体が延びてスマートになった。

• 直線翼のFJ-1フューリー。ズングリムックリさんである　写真：US Navy

• 後退翼に変わったFJ-2。胴体がFJ-1よりも長くなっている様子が分かる　写真：US Navy