Lockheed Skunk Works/Composite
米空軍は1億ドル程度の6世代戦闘機を望んでいるといわれるが、そもそも可能なのだろうか?
空軍が長年推し進めてきた第6世代の次世代航空支配(NGAD)有人「戦闘機」プログラムは、現在、大幅な見直し中で、空軍がこのプログラムに求める内容が大幅に修正される可能性が高い。当初、NGADシステム群の目玉となるこの非常に先進的な航空機は、新型のF-35の約3倍(1機あたり3億ドル以上)の費用になると述べていたフランク・ケンドール空軍長官は、現在ではF-35またはF-15EXと同程度の1機あたり9,000万ドルから1億ドル程度の、はるかに安価な航空機構想を検討している。
先週ワシントンD.C.郊外で開催された航空宇宙軍協会の2024年航空・宇宙・サイバー会議で、ケンドール長官は本誌のハワード・アルトマン含む記者団に対し、NGAD有人ジェット機に米空軍が求めるものの再評価が進行中であると述べ、自身の言葉によれば、その結果として生じる変化は劇的なものになる可能性があると語った。
「F-35は、NGADの有人戦闘機1機に支払える上限を象徴するようなものです。…F-15EXとF-35はほぼ同等のコストカテゴリーに属します。しかし、私はさらに低コストを目指したい。協調戦闘機(CCA)に、一部のミッション用装備や機能が移行されれば、それらを制御する有人戦闘機については、異なるコンセプトについて議論できる可能性もある。つまり、さまざまな選択肢があるということだ。しかし、大量生産に適した単価である必要がある。それが方程式の一部だ。そして、NGAD(オリジナル戦闘機構想)自体は依然として可能性がある。しかし、その数字は、以前にも公の場で申し上げたように、F-35の何倍にもなります。 ですから、そこから削減したい。それが最も費用対効果の高い運用上の答えであると判明した場合は、そうするつもりですし、そのための資金を獲得するために戦うつもりです。結局は少数の機体になるということです。つまり、機体価格が高ければ高いほど、その機体の数は少なくなるということです。数は重要です。つまり、トレードオフなのです」。
では、NGAD要件の当初の3分の1の費用で実現可能な第6世代戦闘機とは、実際どのようなものになるのか? それは可能なのか?
極限まで分散化する これまで長年にわたり議論してきたように、有人NGADコンポーネントは、次世代戦術航空戦闘技術の生態系の中心的な要素として、ゼロから設計されてきた。これには、何よりもまず、協調戦闘機「忠実なウィングマン」ドローンが含まれるが、その他にも、新型の武器、通信アーキテクチャ、センサー、エンジンなどがある。また、機密のドローンも含まれる可能性もあるが、より高度で、独立して作戦行動が可能な、戦術的な多様性を持つ、深部まで侵入可能なドローンは、現時点では検討のテーブルにも載っていないようだ。
このような「システム群」の利点のひとつは、従来は同じタイプの戦闘機すべてに搭載しなければならなかった重要機能を、複数のプラットフォームに分散できることだ。例えば、人間の目視範囲内でループさせ、戦術的バレーを管理して、戦闘機を制御することが目的である場合、戦闘機自体にレーダーやその他センサーを搭載する必要はありません。その代わり、レーダー、赤外線捜索追跡システム(IRST)、電子支援装置、さらには電子戦能力は、モジュール式のCCAや、場合によっては近辺の他のプラットフォームに分散配置することが可能だ。これらの機能の一部は、宇宙ベースのプラットフォーム/コンステレーションにより提供され、航空機にリアルタイムでデータリンクされる可能性もある。
これは可能かもしれないが、非常にリスクが高く、分散型センサーの概念を極端に推し進めたものとなる。また、CCAが使用されていないと、航空機の用途が大幅に制限されます。有人戦闘機に独立したセンサー能力を一部与えるのが賢明だろう。おそらく、他のプラットフォームと協調して使用し、特定の戦術的緊急事態の代替手段として使用できる単一のレーダーアレイです。これについては後ほど詳しく説明する。
最先端のマルチモードアレイを機体全体に分散して、あるいは機体そのものに組み込んで設置するような、はるかに精巧な設備は、改良型NGAD戦闘機プログラムのコスト制限内には収まらないかもしれない。それでも、これらの機能に重きを置くNGAD戦闘機には利点がある。これらの無人機は、いずれにしても標的の脅威地域により近づいて飛行し、相互にデータリンクされるため、協調的なセンシング戦術や、より高度な標的の三角測量が可能となり、多くの場合、より正確で頑強なセンサーデータを提供できる。これは、分散ペイロードの概念そのものであり、米空軍は最近、ますますこの概念に注目するようになってきている。XQ-67 オフボード・センシング・ステーション(OBSS)のような航空機は、まさにこの種のセンサー搭載戦術ドローンの試験プラットフォームであるように思われるが、CCAもまた、こうした役割のために構成することが可能だ。
それでも、CCAに分散型センサーや電子戦ペイロードをより多く搭載することで、次世代戦闘機単体での能力は低下し、特に非常に高度な戦闘においてはその傾向が顕著になる。これは、無人機と有人戦闘機が作戦上、これまで以上に緊密に連携することを意味し、戦闘機は無人機とネットワークに依存し、戦術的成功のためにより一層それらに依存することになる。このような賭けには、後方支援や消耗に関する懸念もあるが、センサーおよび電子戦システムの展開に関しては、分散型コンセプトの極端な例として有人航空機からほとんど、あるいはすべてのセンサーを取り外すよりも、CCAにより重点を置いたバランスの方が可能性が高い。
航空機から先進的なセンサーや電子戦装備を取り外したり、これらのシステムをよりシンプルなオプションに置き換えたりすることは、確かにコスト削減につながる。また、機体サイズを縮小することも可能だろう。しかし、コストで本当に問題となるのは、ペイロード、航続距離、速度だ。
ペイロードの削減 NGADは、常に重迎撃機と考えられており、少なくとも紛争初期においては、ほとんどの戦闘機が目標地域に到達できないほど、給油機が後退させられる太平洋での戦闘に最適化された、比較的大きな戦闘半径が特徴だった。また、生存に不可欠なローオボザーブル(ステルス)能力を維持しながら、紛争中の空域の奥深くまで強力な攻撃を繰り出すため、多様な武器を大量に機内搭載する必要がある。制空権確保のみを目的とし、敵地深くへの攻撃は想定しない場合でも、外部からの支援が極めて限定的な地域で戦うためには、多数の空対空兵器や敵防空システムの制圧・破壊兵器(SEAD/DEAD)が必要となる。この計算を劇的に変える可能性がある要因が2つある。
1つ目は、標準的な兵器の搭載にはより重い依存度を、より大型の規格外の兵器の配備には他のプラットフォームに依存する度合いが高くなることだ。中央の制御プラットフォームではなく、無人機に兵装を重点的に置くことで、任務遂行に必要な航空機のサイズを大幅に縮小できる可能性がある。有人機は多くの脅威の射程距離内に近づく必要がない(場合によっては近づく理由すらない)ため、状況によっては生存性がより高くなる。その代わり、戦闘機は当初の計画よりもさらに安全な距離まで後退することになる。このような戦術は、敵の防空能力が進化し続けるにつれ、特に、さまざまなセンサーからの情報を融合して、遠距離からでも非常にステルス性の高い航空機を捕捉する能力が向上するにつれ、より切迫したものになる可能性がある。
ペイロード要件の大幅な削減と、通常任務におけるより多くのCCAsの投入により、戦術的な柔軟性が向上する可能性もある。超長距離空対空ミサイルのような大型兵器は、B-21レイダーのような機体で紛争地域に深く入り込んで運搬することが可能であり、F-15EXやB-52も、少なくとも一部の状況においては、より脅威の高い地域の周辺で同様のことが可能だ。これらの航空機は、前方で運用される有人のNGAD戦闘機の要請に応じてこれらの兵器を発射することができる。非常に高価なNGAD戦闘機に割り当てられた予算の一部を、NGAD関連の航空優勢任務を支援するためのB-21やF-15EXの追加購入に投資することも可能であると言える。
NGAD戦闘機のペイロード要件を削減すれば、戦闘機プラットフォームの複雑性とサイズを縮小できる。これにより、推進要件から機体の物理的なサイズに至るまで、あらゆるものが縮小されるため、大幅なコスト削減が可能となる。
このような構成が非武装であるというわけではない。それでも、AIM-120またはAIM-260を4発、AIM-9Xサイドワインダーを2発、またはSDB(Small Diameter Bomb)サイズの空対地兵器4発を搭載するため兵器倉のサイズを縮小すれば、有事や、中東のように通常任務ではCCAが問題にならないような争いの少ない空域での日常的な作戦には十分である可能性がある。
燃料搭載量の削減 さらに大きな要因は燃料だ。NGADの当初コンセプトでは、燃料の搭載が優先事項として設計に組み込まれていた。敵の接近阻止領域の外側まで飛び、そこから戻ってくる必要があった。現在、米空軍は、争点となっている空域のぎりぎりの外側まで飛行できるステルス空中給油機の配備にますます積極的になっている。
アメリカの戦術航空戦力は、ステルス戦闘機による支援が得られないまま、長距離での戦闘を行うために構築されたものではない。戦闘機の航続距離はおおよそ560~1350マイルである。このため、敵の制空権が自国領土から数百マイル、あるいは数千マイルにまで広がる可能性があるため、ステルス戦闘機のリスクが高まる。NGADとCCAは、現行の戦闘機よりも格段に長い航続距離を持つため、この大きな能力格差を是正する手段として考えられてきたが、もし米空軍がステルス空中給油機の開発に着手するならば、より長距離をカバーする第6世代の有人戦術ジェット機の必要性は、ある程度相殺される可能性がある。
本誌は、これらの問題やその他の問題を踏まえて、何年も前からステルス空中給油機の必要性を訴えてきた。当時、多くの人々はそれを空想として退けました。しかし、米軍が中国との太平洋における大規模な戦闘の可能性に直面し、また、防空システムがますます洗練され、射程距離も延びている昨今、このような能力の必要性を決定づける要因は、近年ますます差し迫ったものとなっている。米空軍は現在、低観測性空中給油機の配備にますます重点を置きながら、次世代空中給油機の構想を加速させており、最終的なNGAD計画に直接関連すると、米空軍は述べている。
したがって、米空軍がステルス給油機の開発を急ぐ一方で、より多くのリスクを負うことを厭わないのであれば、戦闘半径を大幅縮小したNGAD戦闘機で機体のコストと複雑性をさらに縮小できる可能性がある。
低速かつ低出力で可とする 次に、改良型NGAD設計で実現可能な運動性能の妥協案がある。有人型NGADコンポーネントの性能目標について以前検討した。しかし、機動性を大幅に犠牲にしても、より高く、より速く、より長時間飛行できる能力は、おそらく設計上の推進力となる。貴重な燃料を大量消費することなく、マッハ1を超えての飛行(アフターバーナーを使用せずに)や、より高い飛行高度を維持し続けることは、大きなコストを伴う。例えば、F-22のスーパークルーズ能力はよく知られていますが、それでもジェットの耐久性を損なうため、通常は長距離を高速で移動するのではなく、ミッションの危険性の高い戦術的な部分で使用される。F-22のように、60,000フィートを超える高度でも通常通り作動できる飛行も大きな利点だ。センサーやデータリンクの視認距離が大幅に延びるだけでも大きな利点であり、そのような高度で発射される武器の射程距離が延びることも同様だ。
高い性能要件、あるいは画期的な性能要件を緩和することで、それに伴う材料科学や開発コストを削減できれば、機体構造の複雑性とコストを劇的に削減できる可能性がある。
何よりも、NGADの次世代エンジン構想である次世代適応推進(NGAP)プログラムの目標を削減し、性能目標を削減すれば、開発コストと最終的な生産費の両面で大幅なコスト削減が可能になる。既存エンジンを改良したものを使用し、2基の代わりに1基にする方法であれば、さらに一歩踏み込んだコスト削減が可能だが、その場合は性能が低下し、エンジン技術の進歩も遅れることになる。これは長期的には大きな懸念材料だ。
利用できるものは何でも利用する 既存のサブシステムを借用することも、大幅なコスト削減と開発期間の短縮につながる。例えば、F-35のブロックIVのデジタルバックボーンとソフトウェア、さらには一部のセンサーや通信システムを活用し、適応させること、またその他の機能の規模を拡大または縮小することで、プログラムの大幅な加速とコスト削減が可能になる。また、F-35プログラムに組み込まれた大規模なスケールメリットや、今後数十年にわたって存在する既存の広範な維持インフラからも恩恵を受けるだろう。
米空軍はNGAD航空機の知的財産権を保持し、特定のベンダーに縛られないようにするよう強く推し進めている。部分的に市販のアーキテクチャを深く適応させるだけでは、この目標を達成できない可能性があるが、初期段階での大幅なコスト削減をより重要視するならば、価値のある取引と見なすことができる。
主要な性能削減と組み合わせることで、機械サブシステムも、他のプラットフォームから「安価な」NGAD戦闘機コンセプトに容易に移行できる可能性がある。特にF-117や実験機のような生産数の少ない航空機でこの手法に長い実績がある。しかし、B-21プログラムが戦略的に成熟したサブシステムと半成熟のサブシステムを組み合わせて開発を迅速化し、コストを抑制していることはよく知られている点にも注目すべきである。B-21のこれまでの成功を考慮すると、米空軍がこの手法を強く望んでいることは明らかである。
画期的な能力は残す あらゆる機能を備えた新型機を製造することは、新型の兵器システムやその維持に必要な費用が急騰するにつれ、現実的ではなくなりつつある。つまり、3億ドルのNGAD戦闘機に計画されていた主要な新機能は、実現されない可能性があるということだ。将来的にそれらを搭載する能力を備えることさえ、航空機を現実的な価格に抑えるために、実現されない可能性もある。
この種の犠牲の例として、NGADの中核機能として構想されていたレーザー兵器があり、これらのシステムを航空機に搭載するが大きな障害にぶつかった。防御用レーザーシステムを実用化するためには、重量、容積、複雑さ、発電、熱管理など、多くの課題を克服しなければならない。機体、ペイロード、性能が縮小するにつれ、このミスマッチはより明白になり、残された技術的ハードルは、このプログラムにとって大きな障害となる可能性がある。AC-130ですら、さまざまな要因により、到着する前にレーザー兵器を失ってしまったが、そのようなシステムを貨物機に統合することは、最新鋭のステルス戦闘機に比べれば複雑ではない。
NGAD戦闘機が実際に製造されるためには、このような類似のコンセプトが他にも数多く、あくまで理想のままで終わるか、あるいは他のプラットフォームに採用される必要があるかもしれない。
これらのすべての分野で削減を行えば、航空機は間違いなく大幅に安価になる。しかし、その過程で膨大な能力を犠牲にすることにもなり、また、依然として概念に過ぎないCCA構想にさらに大きく賭けることにもなる。なぜF-35を使わないのかと問う人もいるだろう。これは、おそらくこの概略で最も重要な要因である「生存性」に帰着する。
先進的な外殻、それほど先進的ではないコア この機体と3倍の価格の先行機種との共通点は、高度な統合防空ネットワークの中心部近くで運用できる、非常に高度な広帯域低可視性(ステルス)機能である可能性が高い。
尾翼のない新世代のステルス機体が主要な特徴となるだろう。
効率的な推進力と武器搭載量の最小化を優先すれば、F-35AおよびCは既存の戦闘機の航続距離の規模としては上位に位置するとはいえ、F-35よりも格段に長い戦闘半径を確保できるでしょう。この航空機の中心的な目標は、人間のパイロットを生存させ、技術的に最先端の場所に配置し、CCAを活用し、望ましい結果を達成するためにNGADエコシステムの残りの部分を活用することに再集中できるかもしれない。長距離重戦闘機としての能力は言うまでもなく、真の自立作戦のための攻撃機としての能力は、はるかに限定的なものとなるだろう。純粋に搭載された「最先端」の能力よりも、関連性を維持するために、補助的および分散型技術の将来的な進歩に多くを依存することになるだろう。
つまり、小型化、軽量化、低武装、低自立性、短射程というコンセプトであり、それでも低観測性技術を重視するものである。興味深いことに、ある意味では、このような転換は次世代爆撃機(NGB)で起こったことと似ている。それは、後にソフトキャンセルされ、その灰の中から長距離戦略爆撃機(LRS-B)プログラムが生まれた、最高水準の設計構想だった。これは、コストとスケジュール管理に重点を置いた、はるかに野心的でない構想であり、成熟したコンポーネントや技術、半成熟のコンポーネントや技術を再利用し、ペイロードを含め、本質的なものとそうでないものを合理化し、それを非常にステルス性の高い次世代の広帯域低可視パッケージで包み込むというものだった。この構想もまた、独自の技術とプラットフォームで構成される「システム群」に依存し、将来の任務を成功裏に完了させることを目指していた。
これは、NGADに関する米空軍高官のメッセージの変化と関連して、聞き覚えがあるのではないだろうか。
また興味深いことに、米空軍は最近、思考実験であり、実際の計画を示すものではないとしながらも、第6世代の軽戦闘機から中戦闘機までの概念を抽象的に提示しました。しかし、そのようなアイデアを提示すること、それを裏付けるコンセプトアートを含めることさえ、F-35、F-15EX、NGAD、CCA、そして特に莫大な費用のかかる核戦力の近代化への投資など、優先事項のすべてを満たすことに重点を置いている状況では、奇妙な動きとしかいいようがない。その「思考実験」には、我々が伝えた以上のものがあるように思える。だからといって、安価なNGAD戦闘機が示されたようなものになるというわけではない。それは本当に理にかなっていないが、現在正式に検討されている方向性には確かに合致している。
次世代戦闘機の軽量化に関する思考実験のレンダリング。(USAF)
将来のNGAD戦闘機の単価を大幅に削減することに焦点を当てた、この大きな対策の組み合わせでも、本当に1億ドル程度にまで削減できるのだろうか? それは難しい質問だ。もし、上述のほとんどが論理的に最大限実行された場合、最新の製造技術も活用すれば、量産体制に入れば可能かもしれない。しかし、無理があるように思える。特に、ケンドール長官が以前に提示した200機を大幅に超える購入数とならない限りは。機数が大幅に拡大されれば、価格目標を達成できる可能性は高くなるだろう。
何よりも、今私たちが知っているのは、空軍は依然として時代遅れであり、ほぼ互角の大国間の競争で急速に変化する安全保障環境において、どのようにして航空優勢を維持していくのかは依然として不透明だ。米空軍は、有人NGADコンポーネントをはるかに安価なルートで進めることで、本当に中国より優位に立つことができるのだろうか? それとも、無人技術に焦点を絞り、その分野を拡大することに専念し、有人NGAD機への資金投入を完全に中止する方が良いのだろうか?
これらの大きな問題については、別の機会に改めて取り上げたいが、現状では、NGAD戦闘機プログラムが劇的に変化しようとしていることは確実なようだ。■
What Would A Far Cheaper Next Generation Air Dominance Fighter Actually Look Like?
The Air Force now says it may want a 6th generation fighter that costs around $100M instead of $300M, but is that even possible?
Tyler Rogoway
Posted on Sep 24, 2024 5:13 PM EDT
https://www.twz.com/air/what-would-a-far-cheaper-next-generation-air-dominance-fighter-actually-look-like
