ラファール、ユーロファイター・タイフーン、グリペン、そして中国のJ-20。これらの戦闘機には、ある共通点がある。操縦席の後ろあたり、主翼のずっと前に、小さな翼がもう一組ついていることだ。
この小さな翼が「カナード翼」だ。戦闘機好きの間では人気の装備で、「カナードがあるとかっこいい」「カナード機は機動性が高い」といった声もよく聞く。一方で、「カナードがあるからステルス機としては失格だ」と言い切る人もいる。
私の考えは、どちらも半分しか当たっていない、というものだ。カナードは、つければ強くなる魔法の部品でもなければ、ステルスを台無しにする欠陥でもない。設計者が何を優先したかによって、つけるかどうか、どこにつけるかが決まる、一つの選択肢にすぎない。
この記事では、カナード翼が何をしているのかという基本から、ラファールとタイフーンとJ-20で配置が違う理由、そしてよくある誤解まで整理していく。
- カナード翼は、主翼より前にある小さな翼。機首の上げ下げの操縦、揚力の追加、主翼の空気の流れを助ける渦づくりなどを担う
- 主翼のすぐ近くに置く「近接型」（ラファール、グリペン、J-20）と、離して置く「遠隔型」（タイフーン）では、狙いが違う
- コンピューターで機体を操るフライバイワイヤの登場で、カナードは戦闘機の実用的な選択肢になった
- 「カナードがあるから強い」「カナードがあるからステルスではない」は、どちらも単純化しすぎた見方
カナード翼とは｜基本の整理
写真・素材：Sqn Ldr Dylan Eklund／Wikimedia Commons（OGL 2）
カナード翼は、主翼よりも前に取りつけられた小さな翼のことだ。前翼（ぜんよく）とも呼ばれる。多くの戦闘機では、翼全体が動く全遊動式になっていて、角度を変えることで機首を上げ下げしたり、揚力を調整したりする。
「カナード」はフランス語で「アヒル」を意味する。1906年にブラジル出身のサントス・デュモンがフランスで飛ばした飛行機14-bisが、前に突き出た翼のせいでアヒルが首を伸ばして飛ぶように見えたから、という説がよく知られている。
ちなみに、1903年に世界で初めて動力飛行に成功したライト兄弟のライトフライヤー号も、機首を上げ下げする舵を主翼の前に置いていた。つまりカナードは、新しい技術どころか、飛行機の歴史の最初からある形なのだ。
普通の飛行機は、主翼の後ろに水平尾翼を置き、それで機首の上げ下げを操る。カナード機は、その役目の一部、あるいは全部を、主翼の前の翼に任せている。
カナード翼の4つの役割
写真・素材：Alan Wilson from Peterborough, Cambs, UK／Wikimedia Commons（CC BY-SA 2.0）
1. 機首の上げ下げを操る
いちばん基本的な役割は、水平尾翼と同じく、機首の上げ下げ（ピッチ）の操縦だ。カナードの角度を変えると、機体の前のほうに上向き、あるいは下向きの力が生まれ、機首が動く。
2. 揚力を足す
水平尾翼で機体の釣り合いをとるとき、多くの飛行機では尾翼が下向きの力を出している。機体を持ち上げる主翼とは逆向きの力なので、そのぶん揚力を損している。
カナードは主翼の前にあるので、釣り合いをとるときに上向きの力を出せる。主翼と同じ向きに機体を持ち上げる力になるので、揚力を無駄にしにくい。重い武器を積んで短い滑走路から飛び立ったり、空母に遅い速度で降りたりするときに効いてくる。
3. 主翼の空気の流れを助ける
カナードが主翼のすぐ近くにある場合、カナードの翼端から生まれる渦が、主翼の上の空気の流れに勢いを与える。機首を大きく上げたとき、主翼の上の空気がはがれて揚力を失う「失速」を遅らせる効果がある。急な旋回や、機首を高く上げた低速での飛行に強くなる。
4. わざと不安定にして、身軽にする
現代の戦闘機で特に大事なのがこれだ。カナードを主翼の前に置くと、機体は「放っておくと機首が上がろうとする」不安定な性格になりやすい。普通の飛行機なら避けたい性格だが、戦闘機にとっては、わずかな操作で機首が素早く動く「身軽さ」につながる。
ただし、不安定な機体は人間の腕だけでは飛ばせない。コンピューターが一秒間に何十回も舵を細かく動かし続けて、ようやく安定して飛べる。この仕組みがフライバイワイヤだ。フライバイワイヤの仕組みそのものについては、別の解説記事で詳しく書いている。1970年代から80年代にかけてフライバイワイヤが実用化されたことで、カナードは戦闘機の現実的な選択肢になった。
おまけ｜着陸のブレーキにもなる
スウェーデンのグリペンは、着陸して車輪が地面に着くと、カナードの前縁を大きく下に向けて、空気のブレーキとして使う。道路を滑走路代わりにする運用を考えた機体らしい工夫だ。カナードの使い道は、設計者のアイデアしだいで広がる。
三角翼とカナードの相性
カナードを持つ戦闘機の多くは、三角形の主翼、いわゆるデルタ翼を持っている。ここにも理由がある。
デルタ翼は、超音速で空気抵抗が小さく、翼の中に燃料をたくさん積めるという長所がある。一方で、水平尾翼を持たない形が多く、機首の上げ下げは主翼の後ろの縁の舵で行う。ところが、この舵を上げて機首を上げると、主翼の揚力が減ってしまう。特に離着陸のような低速のときに、これが弱点になる。
カナードは、この弱点を補う。主翼の前で機首を上げる力を出せば、主翼の舵で揚力を削る必要が減る。デルタ翼の長所はそのままに、低速の弱さを埋められるわけだ。フランスのミラージュ2000はカナードを持たないデルタ翼機だが、その後継のラファールは、デルタ翼にカナードを組み合わせた。同じダッソーの機体の進化を見ると、カナードの意味がよく分かる。
配置の違い｜近接型、遠隔型、三翼面型
カナードは、どこに置くかで性格が大きく変わる。代表的な三つの形を見ていこう。
近接型｜ラファールとグリペン
ラファールやグリペンのカナードは、空気取り入れ口のあたり、主翼のすぐ前にある。カナードの渦が主翼の上を流れるようにして、機首を大きく上げたときの揚力を稼ぐ。
ラファールの場合、艦上型のラファールMが空母で運用されていることを考えると、この性格は大きい。空母への着艦では、できるだけ遅い速度で、機首を上げた姿勢を安定して保つ必要がある。近接型のカナードは、そうした低速での粘りに向いている。
遠隔型｜タイフーン
ユーロファイター・タイフーンのカナードは、操縦席の下あたり、主翼からかなり離れた前のほうにある。主翼の流れを助けるより、てこの原理で大きな操縦の力を生むことを優先した配置だ。
タイフーンは、もともと機体をわざと大きく不安定に設計し、コンピューターで抑え込むことで、超音速でも鋭く機首を向けられるようにしている。遠く前にあるカナードは、その鋭い操縦のための道具として働く。同じ「デルタ翼＋カナード」でも、ラファールとタイフーンでは、カナードに求めた仕事が違うのだ。
三翼面型｜Su-30MKIとSu-35の選択
ロシアのスホーイは、Su-27系列の一部の機体に、カナード、主翼、水平尾翼の三つをそろえた。インド空軍のSu-30MKIなどがその代表で、操縦の自由度を高めた形だ。
面白いのは、その後のSu-35では、カナードをやめていることだ。エンジンの噴射の向きを変える推力偏向ノズルや、操縦のコンピューターの進歩で、カナードがなくても十分な機動性を得られると判断したからだ。同じメーカーでも、使える技術が変わればカナードの要否も変わる。カナードが「強さの証」ではないことを示す、分かりやすい例だと思う。
固定式のカナード
すべてのカナードが動くわけではない。スウェーデンのビゲンや、イスラエルのクフィルのように、角度を固定したカナードを持つ機体もある。これらは主に、渦で主翼の流れを助け、低速での性能を高めることを狙っている。
J-20とステルス｜「カナードがあるからステルスではない」は本当か
カナードをめぐる議論で、いちばん熱くなりやすいのが、中国のJ-20だ。J-20は、ステルス戦闘機でありながら、全遊動式の近接型カナードを持っている。
「カナードはレーダーの電波を跳ね返すから、J-20は本物のステルス機ではない」という意見がある。確かに、動く翼はその角度によって電波の反射の仕方が変わるので、設計上の難しさが増えるのは事実だ。アメリカのF-22やF-35がカナードを採用しなかったのも、ステルス性を含めた全体の設計を考えた結果だと言われる。
ただ、「カナードがある＝ステルスではない」と言い切るのは単純すぎる。ステルス性は、機体全体の形、翼や継ぎ目の縁の角度のそろえ方、塗料や素材、エンジンの空気取り入れ口の形など、たくさんの要素の積み重ねで決まる。カナードの縁の角度を主翼とそろえたり、巡航中はカナードを特定の角度に保ったりと、反射を抑える工夫も考えられる。
J-20の設計者たちは、ステルス性と、超音速での機動性や揚力、長い航続距離との兼ね合いの中で、カナードを選んだ。それがどこまでうまくいっているかは、公開情報だけで断定できるものではない。言えるのは、「カナードかどうか」だけでステルス性の良し悪しは決まらない、ということだ。ステルス機の全体像はステルス機一覧で整理している。
よくある誤解を整理する
ここまでの話を踏まえて、カナードをめぐる誤解を整理しておこう。
誤解1｜カナードがあるから強い
カナードは機動性や揚力を高める手段の一つだが、戦闘機の強さは、レーダー、ミサイル、ステルス性、エンジン、電子戦、パイロットの訓練など、無数の要素で決まる。カナードの有無だけで強さは語れない。F-22やF-35は、カナードなしで世界最高水準の戦闘機になっている。
誤解2｜カナードがあるからステルスではない
前の章で見たとおり、カナードはステルス設計の難しさを増やす要素ではあるが、それだけで決まるものではない。
誤解3｜カナードがあれば失速しない
近接型のカナードは失速を遅らせる効果があるが、失速しなくなるわけではない。むしろ、カナードそのものが先に失速しないよう、設計者は気を配る必要がある。
誤解4｜カナードは新しい技術
カナードは、ライトフライヤー号の時代からある形だ。新しいのは、フライバイワイヤと組み合わせて、わざと不安定にした機体を自在に操る使い方のほうである。
誤解5｜カナードは戦闘機だけのもの
旅客機や小型機にもカナードを持つものはある。ビジネス機のピアッジオ・アヴァンティは、カナード、主翼、水平尾翼の三つを持つ機体として知られる。ソ連の超音速旅客機Tu-144の後期型には、着陸のときだけ機首の横から引き出す小さなカナードがついていた。
旧日本海軍の震電｜カナードで速さを狙った戦闘機
カナードの話をするなら、日本の震電を外すわけにはいかない。
震電は、九州飛行機が作った旧日本海軍の局地戦闘機で、主翼を胴体の後ろのほうに置き、機首の近くに小さな前翼、つまりカナードを持つ。エンジンとプロペラは胴体の一番後ろにあり、プロペラで機体を押して飛ぶ。普通の戦闘機とは、前後がまるで逆のような形だ。
この形を選んだ狙いは、高速で高い高度まで上がってくるB-29を迎え撃つための速さと、機首に強力な30mm機関砲4門を集中して積めることだった。機首にエンジンがないので、重い武装を機首にまとめて置ける。
震電は1945年8月3日に初飛行し、数回の試験飛行をしたところで終戦を迎えた。実戦には間に合わなかったが、カナード式の戦闘機を、それもプロペラ機で実際に飛ばしたこと自体が、当時としてはとても意欲的な挑戦だった。映画『ゴジラ-1.0』で震電に心を奪われた人も多いと思うが、あの独特の姿は、カナードという設計の選択から生まれたものなのだ。
航空自衛隊とカナード｜T-2CCVの挑戦
航空自衛隊の戦闘機にはカナード機がない。F-15J、F-2、F-35A／Bは、どれも主翼の後ろに水平尾翼を持つ形だ。
ただし、日本がカナードを研究しなかったわけではない。1980年代、日本は練習機T-2を改造した研究機「T-2CCV」を飛ばした。機首の近くに水平のカナードを、胴体の下に垂直のカナードを加え、コンピューターで機体を操るデジタル式のフライバイワイヤを組み合わせた機体だ。1983年8月に初飛行し、同じ年の10月にはカナードをつけた状態で飛んでいる。
T-2CCVの研究で得られたデータは、のちのF-2の開発に生かされたとされる。F-2そのものはカナードを持たないが、コンピューターで機体を操る技術の土台を、日本はこの小さな研究機で築いた。カナードは、日本の戦闘機開発の歴史の中にも、確かに足跡を残しているのだ。
投資家目線｜カナード機を作る会社たち
写真・素材：Joshua A. Hoskins／Wikimedia Commons（Public domain）
カナード機の代表格を作っているのは、ヨーロッパの企業だ。ラファールのダッソー・アビアシオン、グリペンのサーブ、そしてタイフーンを共同で作るエアバス、BAEシステムズ、レオナルド。いずれも株式を上場しており、近年のヨーロッパの防衛費の増加とともに注目を集めてきた。
ただし、投資の目線でもカナードの有無そのものに意味はない。大事なのは、その機体がどれだけ輸出を取れるか、どれだけ長く改修や整備の仕事を生むかだ。ラファールが近年、輸出で大きく数を伸ばしたのも、カナードのおかげというより、性能、価格、政治的な条件の組み合わせによるものだ。タイフーンに関わる企業の一つについてはBAEシステムズ株の解説にまとめている。
模型で「前翼」を見比べる
カナードの面白さは、模型で機体を上から眺めるとよく分かる。まずはやはり震電だ。機首の小さな前翼と、後ろに下がった主翼、尾部のプロペラ。普通の戦闘機と並べると、その異様さが際立つ。
現代のカナード機の代表としては、ラファールがいい。主翼のすぐ前にあるカナードの位置関係を、手に取って確かめられる。
よくある質問
カナード翼とは簡単に言うと？
主翼より前にある小さな翼のことだ。機首の上げ下げを操ったり、揚力を足したり、主翼の上の空気の流れを助けたりする。
カナード翼のメリットは？
揚力を無駄にせずに機体の釣り合いをとれること、機首を大きく上げたときの失速を遅らせられること、フライバイワイヤと組み合わせて機体を身軽にできることなどがある。デルタ翼の低速での弱点を補う効果も大きい。
カナード翼のデメリットは？
設計が複雑になり、機体の釣り合いのとり方に工夫が要る。不安定な機体はフライバイワイヤなしでは飛ばせない。ステルス機では、電波の反射を抑える設計の難しさも増える。
F-22やF-35にカナードがないのはなぜ？
ステルス性、機動性、兵器の搭載、重さなど、全体の設計の兼ね合いの中で、主翼と水平尾翼の形を選んだからだ。カナードが劣っているからではなく、設計の選択の違いである。
J-20はカナードがあるからステルスではない？
そう単純には言えない。カナードは電波の反射を抑える設計の難しさを増やすが、ステルス性は機体全体の形や素材など多くの要素で決まる。J-20の実際のステルス性能は、公開情報だけで断定できない。
日本の戦闘機にカナード機はある？
現役の航空自衛隊の戦闘機にはない。ただし、1980年代の研究機T-2CCVがカナードを使った研究を行い、その成果はF-2の開発に生かされた。旧日本海軍の震電もカナード式の戦闘機だった。
まとめ｜カナードは「答え」ではなく「選択」
カナード翼は、主翼の前にある小さな翼だ。機首の上げ下げを操り、揚力を足し、主翼の流れを助け、フライバイワイヤと組み合わせて機体を身軽にする。デルタ翼との相性もいい。
ただし、カナードをどこに置くかで性格は大きく変わる。主翼に寄せて揚力と低速での粘りを狙ったラファールやグリペン、遠くに置いて超音速での鋭い操縦を狙ったタイフーン、ステルスとの兼ね合いの中で選んだJ-20。そして、カナードをやめたSu-35や、そもそも採用しなかったF-22やF-35。どれも、設計者がそれぞれの答えを出した結果だ。
「カナードがあるから強い」でも「カナードがあるからステルスではない」でもなく、「なぜこの機体はカナードを選んだのか」と考えてみる。それだけで、戦闘機の見え方がぐっと深くなるはずだ。
最後まで読んでくれてありがとう。長い記事を書くときのお供は、だいたいこれだ。
出典・参考資料
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