リパブリック XF-103は、1949年にアメリカ空軍(USAF)が発した先進的迎撃機の要求に端を発する。CIA当局者の見立てでは、ソ連の新型大陸間爆撃機が近いうちに大量配備されると予想されており、これを速度と高度の両面で上回る迎撃機が強く求められていた。しかし、ノースアメリカン F-86D「セイバー」、ノースロップ F-89「スコーピオン」、ロッキード F-94「スターファイア」といった既存の迎撃機はすべて亜音速機であり、この脅威に対処できる改良の余地はほとんど残されていなかった。
誕生の背景:「1954年迎撃機」計画
この計画は、新型迎撃機が部隊配備される予定だった年にちなんで「1954年迎撃機(Interceptor 1954)」と呼ばれた。当時アメリカ空軍は、現代兵器の複雑化に伴い、機体・電子機器・エンジンなどを個別に開発することが極めて困難になっていることを認識していた。
この問題を解決するため、アメリカ空軍は「ウェポン・システム(WEAPON SYSTEM)」という概念を導入した。これは、新型迎撃機の各構成要素を最初から相互に統合し、最終的な航空機に組み込んだ際に各システムの互換性が確保されるようにする考え方である。この計画にはWS-204Aの名称が与えられ、空対空誘導ミサイルと全天候型捜索・射撃管制レーダーからなる兵器システムを、超音速飛行能力を持つ機体に搭載するものとされた。
MX-1179:電子装備と火器管制システム
WS-204Aシステム用の電子モジュールが最初に開発された。MX-1179計画は、1954年迎撃機の兵装および電子火器管制システムを担当する部門である。1950年10月、ヒューズ・エアクラフト社がMX-1179の契約を獲得した。同社の提案は、「ファルコン」空対空ミサイルとMA-1火器管制システムの組み合わせであった。なお、ファルコンミサイルには一時期F-98の名称が与えられていた。
MX-1554:機体設計競争
計画の機体部分にはMX-1554の名称が付けられた。アメリカ空軍は1950年6月18日にこの要求を業界へ提示し、1951年1月までに6社から計9件の提案が寄せられた。リパブリック社が3件、ノースアメリカン社が2件、チャンス・ヴォート社、ダグラス社、ロッキード社、コンベア社がそれぞれ1件ずつ提出している。
1951年7月2日、アメリカ空軍はコンベア社、ロッキード社、リパブリック社の案を予備開発に選定したと発表した。3社はそれぞれモックアップ(実物大模型)段階まで開発を進め、その時点で最も有望な計画に量産契約が与えられる予定だった。しかし後に空軍は、3計画の並行開発は費用がかかりすぎると判断し、ロッキード社の案を中止した。
リパブリック AP-57:チタン製の超高性能機
リパブリック社の計画には工場呼称AP-57が与えられた。これは、1948年に提案された高高度全天候戦闘機AP-48の発展形である。AP-57は極めて先進的な航空機であり、マッハ4(時速4,183km)で高度24,000メートルまで到達できる能力が構想されていた。機体は完全にチタン製とされ、この金属は高速飛行時に発生する空力加熱への耐性が高いことから選ばれた。
ターボ・ラムジェット複合推進システム
当時(そして今日でも)驚異的とされるこの性能は、2サイクル(ターボ・ラムジェット)推進システムの採用によって実現される予定だった。離陸時と巡航時には、ライト XJ67-W-3ターボジェットエンジン(ドライ推力6,800kg、アフターバーナー使用時9,980kg)が動力源となった。XJ67はブリストル「オリンパス」のライセンス生産版である。高速飛行時には、XRJ55-W-1ラムジェット(推力8,535kg)がターボジェットの推力を補完した。
ジェットエンジンの推力は、高マッハ数ではタービン入口の許容最高温度によって制限される。そこで吸入された空気は、圧縮機・タービン・燃焼室をバイパスし、ラムジェットのようにアフターバーナーを作動させる仕組みが採られた(後のロッキード A-12/SR-71シリーズと同じ原理である)。この方式により、マッハ2を超える領域では推力が速度とともに増加すると期待され、高高度での総推力は17,000kgに達するはずだった。エンジンには、胴体下面に設けられた大型エアインテークから空気が供給された。
特異なコクピット設計
胴体は機首から尾部まで滑らかに仕上げられ、パイロットのコクピットさえも完全に胴体へ一体化されていた。コクピットには小さな側面窓が2つあるだけで、前方視界はペリスコープ(潜望鏡)によって確保された。1955年には、このペリスコープ方式の有効性を検証するため、前方のキャノピーを遮蔽した状態での長時間飛行試験がF-84Gで実施されている。パイロットの緊急脱出には、下方射出式の脱出カプセルが採用された。
機体形状と兵装
小型の主翼は前縁後退角55度のデルタ翼形式だが、60度の後退角を持つデルタ形の水平尾翼を備えていたため、厳密には純粋なデルタ翼機ではない。さらに後部胴体には腹びれ(ベントラルフィン)が取り付けられ、離着陸時には側面へ折り畳まれた。
降着装置は前輪式(トライシクル)で、胴体内に格納された。兵装は、胴体内部の各区画に収められたヒューズ GAR-3空対空ミサイル6発と、無誘導ロケット弾36発で構成される予定だった。AP-57の推定離陸重量は18トンを超えるものと見積もられていた。
アメリカ空軍報告書からの抜粋
以下は、この機体に関するアメリカ空軍報告書からの抜粋である。
「ミサイル発射システムは複雑で、6本の独立した内部レールを備えている。ミサイルの装填アクセス性は許容範囲内である。ロケット弾、特にミサイルは、エンジンのエアインテーク至近距離に配置されており、配置は好ましくない。
搭載電子機器の大部分は、レーダー装置に隣接する区画に収められている。点検のためのレーダーへのアクセス性はあまり良くない。機首部を取り外さない限り、ほとんどのコンポーネントへのアクセスには梯子が必要となる。このため試験装置の使用が制限され、微調整を要する。装備一式は、着脱式の機首セクションによって分解可能である。
燃料は5つの加圧タンクに収められている。燃料システムには防護装置も自動給油装置も存在しない。電気系統は、連続24〜28ボルトの直流と、三相208ボルト400サイクルの交流システムを含む。提案された電源には、定速制御式の交流発電機と、空気圧駆動のダイナミックタービンの開発が必要である」
開発の遅延と計画中止
リパブリック AP-57は、1950年代初頭としては明らかに技術的な飛躍であった。それは今日でも十分に挑戦的な構想と言える(ただし、ロッキード「オーロラ」によってすでに達成されている可能性もある)。一方、競合するコンベア社の案は、同社のXF-92デルタ翼実験機の拡大版であった。1951年9月11日、コンベア社はこの機体についてF-102の名称で契約を獲得した。リパブリック社の計画も継続が認められ、こちらはXF-103の名称を与えられた。1953年3月にはモデルの全面審査が実施され、リパブリック社は1954年6月に3機の試作機製造契約を獲得した。
しかしその後、開発は数々の問題によって遅滞することになった。構造材に使用されたチタン合金の製造難、ツインサイクル推進システム開発の遅れ、そして巨額の費用超過である。ライト XJ-67エンジンは結局実現せず、ライト J-65ターボジェットへ切り替える案も非現実的であることが判明した。こうしてアメリカ空軍は1957年8月21日、XF-103計画全体の中止を決断した。「1954年迎撃機」計画において、XF-103は革新性が高すぎて現実的な候補たり得なかったのである。
リパブリック XF-103 主要諸元
寸法
翼幅:10.6メートル
主翼後退角:55度
翼面積:不明
全長:24.7メートル
全高:5.6メートル
重量
離陸重量:18トン以上
性能
最大速度:マッハ3+
実用上昇限度:約24,000メートル
航続距離:約720キロメートル
動力
ライト XJ67-W-1ターボジェット×1(ドライ推力6,800kg、アフターバーナー使用時9,980kg)
ラムジェット XRJ55-W-1×1(推力8,535kg)
兵装
無誘導2.75インチ「マイティマウス」ロケット弾36発、GAR-3「ファルコン」誘導ミサイル6発
乗員
1名