米国関連

米下院軍事委員会が決断、2027年までにF-35Aへ次世代エンジン統合を空軍に要求

米下院は国防権限法案に「次世代戦闘機向けエンジン技術(AETP)を2027年までにF-35Aへ統合するための計画を提出せよ」と盛り込んだため、米空軍はF-35Aへのアダプティブエンジン統合に動く必要が出てきた。

参考:GE Says New Engine for F-35 Possible by 2027, But Not on STOVL Version

揉めていたF-35のエンジン問題に下院軍事委員会が決断、F-35Aにアダプティブエンジンを統合することが濃厚

この話は複数の要因が絡んでいるため一言でアダプティブエンジン技術の適用に至った経緯を説明するのは非常に難しいが、極力簡単に言葉を並べると以下の通りになる。

出典:U.S. Air Force photo by Staff Sgt. Codie Trimble

F-35が搭載するP&W製F135はタービンブレードのコーティング劣化問題に悩まされており、整備拠点の能力不足による保守スケジュールの遅延が稼働率向上の足を引っ張っているため下院軍事委員会は「エンジンに関する競争強化」を主張、F-35ジョイント・プログラム・オフィス(JPO)のフィック中将も「Block4やTech Refresh3といったアップグレードを受けたF-35はF135の発電能力や熱管理能力を向上させる必要がある」と述べてF135改良や代替エンジンの検討を行うと議会の公聴会で約束した。

補足:Block4とはソフトウェアのアップグレードのことをでTech Refresh3はアビオニクスの換装のことを指しており、アビオニクスやエンジンが発生させる熱の処理能力を引き上げないとF135の発電能力が不足する可能性が高く将来採用が見込まれている指向性エネルギー兵器(レーザー兵器)や新たなアビオニクスの追加が難しいという意味だ。

要するにF135の問題はP&W単独供給の体制自体に問題があるのでAETPで開発中のGE製XA100とP&W製XA101による競争状態を作り出すことを議会は望んでおり、F-35JPOも将来の発展性を確保するためF135改良やAETPで開発したアダプティブエンジンの採用を希望しているという至極単純な話なのだが、空軍、P&W、GEの3者は異なる見解を示したため話が複雑化している。

出典:GE Aviation XA100

AETPに基づき開発されたGE製XA100とP&W製XA101はF135と同じサイズで設計されているものの、あくまでアダプティブエンジンの技術開発と実証が目的なのでF-35への搭載は想定外だ。

しかしGEはF135との換装を前提にXA100を設計していたためF-35へのエンジン供給というビックチャンスに乗り気だが、F135供給を担当しているP&WのXA101はF135との換装を考慮していない設計なのでアダプティブエンジンの開発過程で得られた技術に基づきF135の強化パッケージを開発するべきだと主張。

空軍は「AETPで開発された技術は既存技術と大きく異なるためF135のアップグレードに活用できる余地は殆どなく、F135の能力を将来必要とされるレベルまで強化するには実用化済みの技術を利用するしかない」と主張しているものの既存技術による伸びしろは限られているので能力のトレードオフが必要だと言っている。

出典:public domain F135

つまりGEはXA100統合に積極的、P&Wは競争を避けるためF135へのアダプティブエンジン技術適用を提案、空軍は既存技術によるF135の改良が現実的な選択肢だと主張しており、見事に意見が3つに割れているというのが現在までの経緯でここからが新しい情報だ。

下院軍事委員会は「空次世代戦闘機向けエンジン技術(AETP)を2027年までにF-35Aへ統合するための計画を提出せよ」と2022年度の国防権限法案(下院案)に盛り込んだため、同法案が上院案との調整を経てバイデン大統領が署名を行えば空軍は具体的にアダプティブエンジン技術適用を検討しなければならず、F135のアップグレードにアダプティブエンジンの技術を活用する余地が殆どないのならGE製XA100とP&W製XA101を競争させて1つに絞るか両方をF-35Aに統合しなければならなくなるという話で、最も有利なのはF135との換装を前提にXA100を設計したGEだろう。

下院の決定を受けてGEは「XA100はF-35AとF-35Cのみに対応しており、垂直着陸時にエンジンノズルが下に偏向しなければならないF-35B専用のF135-PW-600との互換性はないのでF-35Bにもアダプティブエンジンを搭載するなら2027年という時間設定では無理がある」と述べているのが興味深い。

出典:U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 3rd Class Drew Verbis/Released

P&WはF-35B専用のF135-PW-600を維持しながらF-35AとF-35Cにアダプティブエンジンを採用すると「ライフサイクルコストが400億ドル/4兆4,000億円以上増加する」と下院の決定に否定的で、F-35を製造するロッキード・マーティンは「XA100とXA101の開発が進めばシームレスにF-35へフィットするだろう」と見解を表明、空軍関係者は今のところコメントを出していないので今回の決定に是正的なのか否定的なのは不明だ。

どちらにしてもF-35のエンジン問題はF135の改良ではなくアダプティブエンジン採用の方向で今後推移する可能性が高く、P&Wの見解が正しいのならF-35のプログラムコストは4兆円以上膨らむことになるためJPO構成国(出資国)や対外有償軍事援助(FMS)を通じて購入している同盟国は追加負担を強いられるのかもしれない。

補足:対外有償軍事援助を通じて国防総省が研究開発コストを負担した米国製防衛装備品を調達する場合、顧客は研究開発コストの一部を負担(支払われた費用は米国政府に収用される)する決まりになっている
参考: Pricing Procurements for FMS

因みにアダプティブエンジンとはバイパス比とファン圧力比を必要に応じて調整することで燃料消費と発生推力を最適化できる3ストリーム・アーキテクチャー(バイパス流の3重化)を採用したエンジンのことで、空軍はF-135(最大推力4万3,000ポンド:A/B使用時)と同サイズで4万5,000ポンド以上の推力(10%の推力向上)と低燃費(25%の燃費向上)を両立を求めており、GE製のXA100は要求を満たしていることが確認されている。

出典:GE XA100が採用した3ストリーム・アーキテクチャー

アダプティブエンジン採用した3ストリーム・アーキテクチャーの一番外側を通るバイパス流はアビオニクスやエンジンが発生させる熱を効率よく機外に排出することができるため、F135と比較してXA100の熱管理能力は50%向上しているとGEは主張=つまり消費電力の多いアビオニクスの冷却能力や発電能力に余裕が生まれるという意味だ。

ロールス・ロイスがテンペスト向けに開発する次世代エンジンもアダプティブエンジンと同様に熱管理能力(管理人も仕組みがいまいち理解できていないので上手く説明できないがロールス・ロイスの次世代エンジンは発生する熱をリサイクルするため機外に排出する必要がないらしい)と発電能力を強調しているので、第6世代戦闘機の能力はエンジンの出力や燃費に加えて熱管理能力と発電能力がポイント(特に複合材料の使用率が高まれば高まるほど熱を外に逃がしにくくなっている)になってくるのかもしれない。

関連記事:米国、可変サイクルを採用した次世代の戦闘機用エンジン「XA100」がテストを完了
関連記事:米国防総省、F-35のエンジン問題に対処するため代替エンジンを検討すると表明
関連記事:F-35のエンジン問題、P&Wは性能が約10%向上する強化エンジンパッケージ開発を主張
関連記事:米空軍、次世代戦闘機向けのアダプティブエンジン技術でF-35の問題を解消するのは不可能

 

アイキャッチ画像の出典:U.S. Air Force photo by J.M. Eddins Jr.

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コメント

    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    >>ロールス・ロイスがテンペスト向けに開発する次世代エンジンもアダプティブエンジンと同様に熱管理能力と発電能力を強調している

    日本がF-3用エンジン開発でロールスロイスと技術提携するという話もこの辺を強化したいというのがあるのかも

    19
      • 匿名
      • 2021年 9月 14日

      もともと高温動作で効率化を目指してるからそうなりそうね

    • 全てF-35B
    • 2021年 9月 12日

    f-35は、B型が肝なんだから、此を第一にしてもらいたい。
    F-135へのフィードバックが優先だろう。
    基礎技術の開発とは別に、地に足の付いた改良をしてもらわないと、導入国の戦力維持にまで悪影響がある。

    8
      • 匿名
      • 2021年 9月 12日

      B-21もF135を使うらしい(間違ってるかも)し、
      実はB-21開発を通してP&Wは改善の目処がたっているとかはないかな?

        • 匿名
        • 2021年 9月 12日

        GEは丸っと代えられると言っているので、B-21にも食い込みたいのかも。

        2
    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    >JPO構成国(出資国)や対外有償軍事援助(FMS)を通じて購入している同盟国は追加負担を強いられるのかもしれない。

    ほんと金食い虫だな。

    15
    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    F-36A と F-36C をGE エンジンで作って
    部隊ごとに F-35 か F-36 か分けて運用すればいいのでは?

      • 匿名
      • 2021年 9月 12日

      F-16みたいにエンジンを選べるようになるかな。
      改良型のエンジンに変更するのは他の機でもよくあるし、上手くいけば運用上(コストは別として)は完璧なんだけど……

        • 匿名
        • 2021年 9月 12日

        推力・電力はともかく、熱管理(三層空気流への排熱)については機体側も改修しないとどうにもならないんじゃないかなぁ。

        3
          • 匿名
          • 2021年 9月 12日

          飛行特性とかまるっきり変わっちゃうしポンと付け替えてハイ終わりといかないのが飛行機の難しいところだな

          5
            • 匿名
            • 2021年 9月 12日

            エンジンを「ポンと付け替えてハイ終わりといかない」のはその通りだと思うが「飛行特性が『丸っ切り』変わる」ってのはちょっと想像できないな。
            もしそうならエンジン換装なんてほとんど行われないと思うが。
            設計思想に対して推力が不足してる機体がエンジン換装で「丸っ切り別物」に化ける事ならあるだろうけどそれは別の話だし。

            3
              • 匿名
              • 2021年 9月 12日

              エンジン出力が変わったり重心一つ変わったら再調整する必要はあると思う
              思うだけで根拠はないけど

              3
                • 匿名
                • 2021年 9月 12日

                うん、だから
                > エンジンを「ポンと付け替えてハイ終わりといかない」のはその通りだと思う

                何より普通はノズルが変わるしね。
                飛行特性に影響がないとは言わんよ。
                ただ「飛行特性が『『『丸っ切り』』』変わる」ってのは想像がつかん、と言ってるだけ。
                出力や重心なんてフライト中にだって変動する訳で、同じスペースに収まるエンジンの重量や推力程度の差異ならFBWが吸収できるレベルなんじゃないのかね。

                2
      • 匿名
      • 2021年 9月 12日

      すごい何もわかってなさそう…

      3
    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    企業はそれぞれお家の事情で発言するから置いとくとしても、では空軍の見解が客観的事情なのかという謎が残る
    米軍のF35Bは打ちきりになり、運用コスト増は採用国に押しつけるとかはやめてね

    14
    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    4兆円あるなら素直に新型のタービンブレード素材開発した方が・・

    6
      • 匿名
      • 2021年 9月 12日

      つーかテンペストやF-3の開発予算が約1.5兆円なのを考えるとコスパ悪すぎってなる(4.4兆円がライフサイクルコスト含んでる数字なのは分かってる)
      もっと根本的に仕切り直ししたらって思うわ

      1
        • 匿名
        • 2021年 9月 12日

        f-35のライフサイクルコストって数千機分だからF-3やテンペストと比較してもね。

        仮に2000機分で4兆なら1機あたりのライフサイクルコストは20億円の増加なので50年で割れば1年あたり4000万円増だよ。

        負担が増えることには変わりはないけど

        9
      • 匿名
      • 2021年 9月 12日

      それどころか、4兆円有るならF-35の後継機を作った方が良いよ
      因みに、日本の次期戦闘機の開発費は1.4兆円以上と見積もられているから、日本に4兆円の金を渡したら余裕でF-35の後継機が造れるし、上手くするともう一機種新型戦闘機を開発出来る計算になるから、米国はいっその事三菱にF-35の後継機開発を発注した方が良いんじゃないか?(爆笑)

      5
        • 匿名
        • 2021年 9月 12日

        4.4兆円は「ライフサイクルコストの増加分」ね。
        後継機種の開発と生産と運用とF-35の量産効果の悪化分まで含めて4.4兆円に収まる?

        14
          • 匿名
          • 2021年 9月 12日

          どうだかね…第一、エンジン換装によるライフサイクルコストの増加が4.4兆円で済む保証が無い
          これまでのF-35のコスト上昇を考えると、現実にエンジン換装をやったら恐らくはあと数割程度、或いは2倍位にまでライフサイクルコストが増加する可能性が有る(つまり、P&Wの見積もりは最低限の数値であり、本当にやったら最大で8.8兆円以上まで膨れ上がるかも知れない)
          F-35はこれまでのコスト増大で、米国だけで無く同盟国にも相当の負担増を強いている以上、上の方でコメを書いている人の言う様に「もっと根本的に仕切り直し」した方が良いのでは無いか?
          実際、米空軍もF-35の調達を諦めて新型のMR-Xを開発する可能性を検討して居る訳だしね

          2
            • 匿名
            • 2021年 9月 12日

            数割程度、或いは2倍位にまで膨れ上がる可能性があるのは「MR-Xを含む根本的な仕切り直し」についても同じでは?

            1
              • 匿名
              • 2021年 9月 12日

              「なにが原因で」かによるのでは
              機体を変更しようにも各国分担分のすり合わせや技術共有などの弊害が原因なら、アメリカ単独で作るMR-X(デジタル・センチュリー含む)計画は無縁ってことになる
              当てずっぽうだけどね

                • 匿名
                • 2021年 9月 13日

                その辺の話をすっ飛ばして、エンジン換装は膨れ上がる、MR-Xは膨れ上がらない、って暗黙の仮定の上で話を進めんのはおかしいでしょ。

                  • 匿名
                  • 2021年 9月 13日

                  おかしいと言えばおかしいが、デジタル・センチュリー計画自体が開発費・維持コストの高騰を新機軸で克服することと目標してるから、暗黙的にそれを想定するのは間違ってはないのでは?

                  1
                    • 匿名
                    • 2021年 9月 13日

                    想定するのは全然おかしくないが、
                    暗黙的に想定してそれに基づいて
                    不公平な比較をすれば信憑性を失う。
                    当たり前でしょ。

        • 匿名
        • 2021年 9月 12日

        ライフサイクル費と勘違いしているぞ(爆笑)

        3
          • 匿名
          • 2021年 9月 12日

          済まないが、ライフサイクルコストだと言うは承知の上で書いたよ
          それに、F-35のエンジン換装がライフサイクルコスト込みで4.4兆円で終わるとは到底思えないしね

          2
            • 匿名
            • 2021年 9月 12日

            なら最初からそう書くべきだよ。
            「4兆あれば日本なら2機種開発できる」といっといて、
            「それ開発費だけじゃないぞ」と指摘されたら「知ってた。それにライフサイクルコスト込みで4.4兆円で終わるとは到底思えない」って
            済まんけど横から見ててクソかっこ悪い言い訳にしか見えないよ。

            4
            • 2021年 9月 12日

            F-136惜しかったよね。

            1
        • 匿名
        • 2021年 9月 12日

        その金をロッキードに渡したらもっといいものができるんじゃない

          • 匿名
          • 2021年 9月 12日

          そんなことが出来るなら、ロッキードがとっくにやってるはず。
          とにかく万能な機体の開発は金食い虫の割のどっちつかずの性能になってしまう。

          1
        • 匿名
        • 2021年 9月 12日

        余裕ですかw

    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    ベトナムへ艦艇輸出!協議開始!

    2
    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    トータルコストダウン一辺倒でF-35を小さく作りすぎましたね。発展性皆無設計だけど50年代までは通用するはずなので問題なしと言われていたJSFがこんなに早く改修の問題が出てしかも行き詰まるとは。

    10
      • 匿名
      • 2021年 9月 12日

      つうても、機体サイズを決定付ける大出力エンジンがこの有様なので、F-35が単発である限りは、つまりは垂直離着陸機との統合計画である時点で現状以上の大型化は無理かと。そもF-35Bとの共通化こそがJSF計画のキモなのですから
      それよりは、P&WとGEやRRの各社エンジンを併用する計画で有れば、今のオーバーホールが追いつかない問題の解決に近かったのではとも

      2
        • 匿名
        • 2021年 9月 13日

        少なくともF136やF120の開発を打ち切らなければもうちょっと余裕があったんじゃない?

        1
    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    調達減らした国もあるけどその判断は今となっては正解だったわけか

    1
      • 匿名
      • 2021年 9月 12日

      正解かどうかは、導入国の置かれている状況による。

      24
        • 匿名
        • 2021年 9月 12日

        導入数減らしたらコストは減るけど戦力も減るからね

        13
    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    プリクーラーといい、英国紳士の変態性は未だに健在ですね。

    ロールス・ロイスがテンペスト向けに開発する次世代エンジンもアダプティブエンジンと同様に熱管理能力(管理人も仕組みがいまいち理解できていないので上手く説明できないがロールス・ロイスの次世代エンジンは発生する熱をリサイクルするため機外に排出する必要がないらしい)

    2
      • 匿名
      • 2021年 9月 12日

      熱のリサイクルって車のエンジンでもヒーターくらいしかやっていない、ジェットエンジンでやるとしたらかなり複雑高価で重量もかさむだろう。
      F-3はヒートシールドで素直にエンジンの熱から機体を隔離する、こちらの方が遥かに容易な構造になる。

      1
        • 匿名
        • 2021年 9月 12日

        専門じゃないからいい加減なこと言わせてもらえば、熱のリサイクルが大きいから燃費上がってるんじゃないの。

        3
          • 匿名
          • 2021年 9月 12日

          ガスヒーポンみたいに行けばなあ。

        • 匿名
        • 2021年 9月 12日

        機体が熱くなるのだダメなんじゃなく半導体などの冷却ができなくなるのが冷却性能が重要視される要因みたいよ

        2
          • 匿名
          • 2021年 9月 13日

          ではなぜヒートシールドがF-3の重要技術の一つになっているんだ?
          今のジェットエンジンはウン十万KWの熱を出すから熱のリサイクルなんぞなんの意味もない、ヒートシールドの方が遥かに重要な技術。

            • 匿名
            • 2021年 9月 13日

            ヒートシールドによって複合素材、特に軽量だが熱にあまり強くないCFRPの適合範囲を増やせるからだろ。熱のリサイクルとは目的が別で、比べる様なもんじゃないよ。
            てか排熱量が膨大だからこそ数%でもリサイクルできれば意味があるだろ。しかもリサイクル出来ればその分発熱量は減るんだから冷却にもエネルギー使ってる航空機では更に有益だ。

            4
    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    GEとRRにF135をフルライセンス生産させるだけでも違うのでは?>部品が足りない

    3
    • 匿名
    • 2021年 9月 12日

    アダプティブエンジンは、構造的にエンジン外径が大きくならざる得ないから、
    F-35にそのまま乗らないはずだよ。
    それで、現場の空軍は既存のF135の改良が現実的だと主張している理由。

    2
      • L
      • 2021年 9月 12日

      エンジン外形とはなんですか?
      物理的に換装不可能なXA100をGEはわざわざF135と同じサイズで作ったと言うわけですか。とても奇妙に思えます

      2
        • 上のコメント書いた人とは別です
        • 2021年 9月 12日

        リンク
        この記事のパワープラント云々って話かな

          • 匿名
          • 2021年 9月 13日

          それ外径の話じゃないでしょ。

          1
            • 匿名
            • 2021年 9月 13日

            そう言葉をしゃくし定規に捉えて否定しなくてもいいんじゃない
            エンジンは同径でもパワープラントを新た付ける必要があり同じサイズに収まらないっていうならニュアンスは間違ってないでしょ

            1
              • 匿名
              • 2021年 9月 13日

              > アダプティブエンジンは、構造的にエンジン外径が大きくならざる得ない
              >エンジンは同径でもパワープラントを新た付ける必要があり同じサイズに収まらないっていうならニュアンスは間違ってない

              全然ニュアンスが違うと思うけど。

          • 匿名
          • 2021年 9月 13日

          > F135と同じサイズで開発を進めている可変サイクルを採用したアダプティブエンジン(GE製のXA100とP&W製のXA101/F135と比較して推力が10%向上、燃費が25%向上、熱管理能力が50%向上)への換装だが全く構造の異なるアダプティブエンジンの採用はF135の整備インフラに関わる上、コストも高額になると予想されている。

          どう読んでもサイズ(外径)が大きいから換装できない、とは読めないけど。

          1
          • L
          • 2021年 9月 13日

          有難う。パワープラントというのがあるんですね
          エンジンと言うものはすべてが揃ったパッケージ製品かと思いきや

            • 匿名
            • 2021年 9月 13日

            航空機用エンジンの構造というか組み付けの話ですが、エンジンのコア部分(ざっくり言うと燃焼部分)に前方の空気取り入れ口、整流昇圧部分をくっつけて、後方に排気&推力化するエキゾースト、タービンの回転から機械的に出力を出すジェネレーター、機体によってはインバーター、ギアボックス等々色々な物を組み合わせて一般人の言うエンジンになります。
            航空畑で言うエンジンは基本コア部分で(航空も分野で違うけど)、コア部分を変えるには補機等を変えなければならず、補機等を変えるにはコア部分も変えなければならない(場合がある)
            全く違うシリーズのコア部分が共通だったり、全く同じエンジンでもプログラムを書き換えて別の型式のエンジンにしたりします。

            パソコンで言えば、オプションで色々増設したりCPU交換したりの注文→型式は一緒だけど中身は違う→機体ごとに仕様バラバラだから、この部品はこいつには付くけどあいつにはダメなんて事があります(本当にあるので困ります)

            参考
            発 動 機 等 の 限 界 使 用 時 間 を 指 定 す る 告 示
            リンク
            これ以外にも色々くっ付いていて、使用時間が決められています。

            2
            • 匿名
            • 2021年 9月 14日

            補足ですが、ジェットエンジンの燃焼流とは別にエンジン外側にも冷却空気流があります。
            今回のアダプティブエンジンの外径の話は外側の冷却流の方ですね。
            イメージとしては、細い水道管をエンジンとしたら、それをもう一本の冷却流を流す水道管の中に通す感じですかね。
            冷却側の管を大きくしないと行けないので、エンジン自体のサイズは一緒でもF-35には収まらないということでは。

            1
    • 匿名
    • 2021年 9月 13日

    記事からすると、空軍とP&Wの見解は相反してますが真相はどうなんでしょ。
    (空軍)
    >AETPで開発された技術は既存技術と大きく異なるためF135のアップグレードに活用できる余地は殆どなく、F135の能力を将来必要とされるレベルまで強化するには実用化済みの技術を利用するしかない
    (P&W)
    >F135へのアダプティブエンジン技術適用を提案

    空軍はF-35の調達費・維持運用費を大幅に引き上げかねない能力向上改修を避けたいだけかも。次世代機開発に注力したいてことでしょうか。

    3
    • 匿名
    • 2021年 9月 14日

    >F135の問題はP&W単独供給の体制自体に問題があるのでAETPで開発中のGE製XA100とP&W製XA101による競争状態を作り出す
    >ことを議会は望んでおり
    アメ連邦議会「F135あるんやからF136開発してエンジン2種類作んのムダやろポイーで
    ただのインガオホーなのでは?

    1
    • 匿名
    • 2021年 9月 14日

    陸軍のAGT1500エンジンのように信頼性の向上と維持メンテコストの削減に全振りすべきなのでは…
    新しい謎の中途半端な戦闘機を作るよりはエンジンの改良のほうが流石に安く付きそうだし。

    1
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