格闘戦を意識して設計され、抜群の機動力を誇る一方、機首に大型レーダーを装備し、視程外戦闘能力も高い。対空戦闘では無類の強さを発揮し、数々の実戦をくぐり抜けながら、敵機に撃墜されたF15はこれまで皆無(交戦相手国が撃墜を主張しているケースはある)だ。特に、巨大な推力を生かした上昇性能と加速性は、他国の主力戦闘機の能力を大きく引き離している。また、大型の機体は構造がシンプルなこともあって改良を加える余地が多く、エンジンの換装や電子機器の高度化、新兵器の搭載能力の追加などの近代化改修や派生型の開発もしやすかった。ただ、機体が高価なため、米国以外で制空戦闘機型のF15を装備できたのはイスラエル、サウジアラビア、日本の3カ国にとどまっている。
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