F-35BライトニングIIの短距離離陸／垂直着陸(STOVL)と機体の姿勢制御
210111-N-BT681-1049 PHILIPPINE SEA (Jan. 11, 2021) An F-35B Lightning II assigned to the 31st Marine Expeditionary Unit (MEU) lands on the flight deck of amphibious assault ship USS America (LHA 6). America, lead ship of the America Amphibious Ready Group, along with the 31st MEU, is operating in the U.S. 7th Fleet area of responsibility to enhance interoperability with allies and partners and serve as a ready response force to defend peace and stability in the Indo-Pacific region. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist Seaman Jonathan Berlier)
図2 F-35BライトニングIIのリフトファンシステム（その1）
- リフトファンからの推力は、ピッチ方向に41.75～104度の範囲を毎秒40度で向きを変えることができます。
- 左右のロールポストは、機体のロール軸の制御を行います。
- 推力偏向ノズルは、ピッチ方向に95度、ヨー軸方向は±12.25度の範囲で向きを変えることができます。
Test flight completed after F-35B modifications A Marine Corps F-35B Lightning II completes its first short takeoff and vertical landing check flight at Hill Air Force Base, Utah, June 18, 2015. The aircraft was undergoing a functional check flight following modifications at the Ogden Air Logistics Complex. (U.S. Air Force photo/Alex R. Lloyd)
図2 F-35BライトニングIIのリフトファンシステム（その2）
- リフトファンを使用する時には、補助インテークも使用します。
220405-N-CZ759-1103 PACIFIC OCEAN (April 5, 2022) An F-35B Lightning II aircraft attached to Marine Fighter Attack Squadron (VMFA) 122 launches from the flight deck aboard amphibious assault ship USS Tripoli (LHA 7), April 5, 2022. VMFA-122 is embarked aboard Tripoli as part of the U.S. Marine Corps’ Lightning carrier concept demonstration. The Lightning carrier concept demonstration shows Tripoli and other amphibious assault ships are capable of operating as dedicated fixed-wing strike platforms when needed, capable of bringing fifth generation Short Takeoff/Vertical Landing aircraft wherever they are required. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 2nd Class Theodore Quintana)
図2 F-35BライトニングIIのリフトファンシステム（その3）
写真で見るF-35BライトニングIIの機体制御垂直離陸
ホバリング- 単純化して考えると、リフトファンと推力偏向ノズルの2つの推力でバランスを取ることになるので、実際には左右のロールポストを含めた協調制御となっているのではないかと推測しています。
190427-M-DE426-027 BEAUFORT, S.C. (April 27, 2019) Pilots assigned to Marine Fighter Attack Training Squadron (VMFAT) 501 fly the F-35B Lightning II during the Marine Corps Air Station (MCAS) Beaufort Air Show, April 27, 2019. MCAS Beaufort hosts the air show in order to bring the community together and demonstrate U.S. Marine Corps Aviation Combat Element and Marine Air-Ground Task Force capabilities. (U.S. Marine Corps photo by Warrant Officer Bobby J. Yarbrough/Released)
図3-1 F-35BライトニングIIのリフトファンシステム：ピッチ軸
- リフトファンと推力偏向ノズルで機体を浮かせて、ロールポストで姿勢を保っていると考えると分かりやすいと思います。
USS America (LHA 6) Flight Operations An F-35B Lightning II aircraft from the Marine Fighter Attack Squadron (VMFA) 121, lands on the flight deck of the forward-deployed amphibious assault carrier USS America (LHA 6), while sailing in the East China Sea, January 17. America, lead ship of the America Amphibious Ready Group, is operating in the U.S. 7th Fleet area of operations. U.S. 7th Fleet is the U.S. Navy’s largest forward-deployed numbered fleet, and routinely interacts and operates with allies and partners in preserving a free and open Indo-Pacific region. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 2nd Class Thomas B. Contant)
図3-2 F-35BライトニングIIのリフトファンシステム：ロール軸
推力偏向ノズルと短距離離陸、通常飛行、垂直着陸- 強襲揚陸艦USS Tripoli（LHA 7）から発艦するところです。
- 推力偏向ノズルが、下がった状態です。（推力偏向ノズル下の扉が開き、ノズル下部が見えています。）
- ロールポストの扉も開いています。
220614-M-BH827-1119 PHILIPPINE SEA (June 14, 2022) A U.S. Marine Corps F-35B Lightning II aircraft with Marine Fighter Attack Squadron (VMFA) 121 launches from the flight deck of the amphibious assault carrier USS Tripoli (LHA 7) during Valiant Shield 2022 (VS22), June 14, 2022. Exercises such as Valiant Shield allows the Indo-Pacific Command Joint Task Force the opportunity to integrate forces from all branches of service to conduct long-range, precise, lethal, and overwhelming multi-axis, multi-domain effects that demonstrate the strength and versatility of the Joint Task Force and our commitment to a free and open Indo-Pacific. (U.S. Marine Corps photo by Sgt. Jackson Ricker)
図4-1 F-35BライトニングIIのリフトファンシステム：短距離離陸
- 推力偏向ノズルとロールポストの扉が閉じています。
- 車輪の扉がまだ完全に閉じていませんので、最後に閉じるようです。
200818-M-LP762-1069 MCAS IWAKUNI, Japan (Aug. 18, 2020) A U.S. Marine Corps F-35B Lightning II aircraft assigned to Marine Fighter Attack Squadron (VMFA) 121 conducts flight operations at MCAS Iwakuni, Japan, Aug 18, 2020. VMFA-121 is the first forward deployed Marine F-35B squadron, capable of providing close air support and conducting strike missions in support of a free and open Indo-Pacific. (U.S. Marine Corps photo by Cpl. Lauren Brune)
図4-2 F-35BライトニングIIのリフトファンシステム：通常飛行
- 推力偏向ノズルが下向きに曲がっています。
- ウェポンベイの扉が開いています。
- 推力偏向ノズルの開いた扉を確認できます。
- フラップと水平尾翼も下がった状態です。
210402-M-JO217-2269 MARINE CORPS AIR STATION IWAKUNI, Japan (April 2, 2021) A U.S. Marine Corps F-35B Lightning II aircraft with Marine Fighter Attack Squadron (VMFA) 242 lands at Marine Corps Air Station Iwakuni, Japan, during a joint training evolution with Marine Corps, Navy, and Air Force assets, April 2, 2021. The training enables joint force training in counter air operations and strengthens relationships between U.S. Marine Corps, Navy and Air Force units in the Indo-Pacific region. (U.S. Marine Corps photo by Lance Cpl. Tyler Harmon)
図4-3 F-35BライトニングIIのリフトファンシステム：垂直着陸
参考資料
「F-35 Air Vehicle Technology Overview（10.2514/6.2018-3368）」
AIAA AVIATION Forum
June 25-29, 2018, Atlanta, Georgia
2018 Aviation Technology, Integration, and Operations Conference
まとめ
- F-35BライトニングIIの姿勢制御について
- ホバリングする機体の回転軸
- F-35BライトニングIIのリフトファンシステム
- ホバリング
- 推力偏向ノズルと短距離離陸、通常飛行、垂直着陸
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