AIR-TO-AIR MISSILES
現代のすべての戦闘機、そしてほとんどの攻撃機は空対空ミサイル(AAM)を装備している。大砲に比べて大きな利点がある反面、運用上の制約も多い。
ミサイルの発射を成功させるためには、決められた手順を厳格に守らなければならない。ミサイルの種類によって、発射前の手順が異なる。
AAMは、シーカー、弾頭、モーターから構成される統合部品の集合体です。モーターの燃焼は限られた時間しか続かない。これはミサイルの種類によって異なるが、通常2秒から20秒の範囲である。
発射されると、ミサイルは最大飛行速度まで加速される。モーターが消耗した後、ミサイルは加速で得たエネルギーを消費する。ミサイル発射時の初期対気速度が高いほど、ミサイルの対気速度が大きくなり、射程距離が長くなる。発射機速度の増加は、ミサイルの射程距離の延長に対応する。
ミサイル発射範囲(MEZ:Missile Employment Zone)は、ミサイル発射時の航空機の高度の影響を大きく受ける。
これは、高度が低いと空気の密度が高くなるためです。
飛行高度が2万フィート上がると、最大射程は約2倍になる。例えば、AIM-120の高度2万フィートでの射程は、海面での射程の2倍となる。
自機より高い目標や低い目標を攻撃する場合、ミサイルの最大射程は、2機間の平均高度の最大射程と同等になる。
ミサイルの最大射程を伸ばすには、高高度から発射すること。
また、ターゲットのアスペクトアングルもミサイルのMEZに大きく影響します。発射範囲は、自分とターゲットがお互いに向かって飛行しているときに広がります。これは高アスペクト交戦と呼ばれます。ターゲットを後ろから攻撃しようとすると、ターゲットはあなたから離れて飛んでいるので、ミサイルのMEZは大きく減少します。これは低アスペクト交戦と呼ばれます。攻撃範囲を広げるには、ハイアスペクト迎撃を試みます。
対向してくる標的を攻撃するようにします。これにより、ミサイルの射程距離を伸ばすことができます。
ミサイルは航空機と同じ物理法則で飛行します。ミサイルは航空機と同じ物理法則で飛行しており、Gをかけるとエネルギーを消費します。
その結果、ミサイルが迎撃を続けることができなくなることがあります。
遠距離では 長距離では、低速の機動目標に命中しやすい。
空対空ミサイルは、航空機の破壊を目的としたミサイルである。空対空ミサイルは、射程距離と誘導原理により、いくつかのクラスに分けられます。射程距離によって
短距離ミサイル。15km以下。(R-73、R-60、AIM-9など)。
中距離ミサイル。15kmから75kmまで。(R-27、R-77、AIM-7、AIM-120、その他)。
長距離ミサイル 75km以上 (R-33、AIM-54など) これらのミサイルは、さまざまな誘導システムを使用しています。
パッシブ赤外線。赤外線ターゲットシーカー(R-60、R-73、R-27Т、AIM-9)
パッシブレーダー レーダーエミッターターゲティングは、通常セミアクティブまたはアクティブターゲティングと組み合わされます。
AIM-7M、AIM-120、R-27Rのような最新のミサイルが使用できる照準モードである。これは、Home On Jam (HOJ) モードと呼ばれることもある。
セミ・アクティブ・レーダー・ホーミング(SARH)。
このようなシーカーは、発射機の連続波レーダーからの反射レーダー・エネルギーにホーミングする。(R-27R/ER、AIM-7、R-33)
アクティブレーダーホーミング(ARH)。アクティブシステムは、ミサイルに独自のレーダーシーカーを組み込んでいる。(R-77、AIM-120、AIM-54)
中・長距離ミサイルには、慣性航法装置(INS)とコマンドガイダンス送受信機(データリンク)が搭載されることが多い。このようなシステムは、支援レーダーがロックして照準できる距離よりも遠くにある目標に向かって発射することができます。
パッシブレーダーと赤外線ホーミングシステムは、アクティブな信号を放射しない。その代わり、ターゲットのレーダーまたは赤外線放射をロックオンすることでターゲットに誘導する。発射後は完全に自動化され、「発射して終わり」のミサイルである。
セミアクティブ型は、レーダーで反射されたエネルギーに着目して誘導する。このようなミサイルの場合、ミサイルが目標に命中するまで、支援機がレーダーロックを維持することが必要である。
このため、SARHを搭載した航空機が「馬上槍試合」を行うこともしばしばある。
長距離の能動ミサイルは、セミアクティブ方式と同じ特徴を持つ。すなわち、発射機が目標を追尾し、ミサイルに誘導する必要がある。ミサイルが目標から10〜20km以内に入ると、搭載されたレーダーシーカーが作動し、発射機のレーダーからの支援を受けずに迎撃を続けることができる。このようなシステムが実用化されたのは、ごく最近のことである。
AAMは航空機と同じ空気力学の法則に従って飛行する。航空機と同じように重力と抗力の影響を受ける。また、ミサイルが飛ぶためには、揚力も発生させなければならない。しかし、AAMの翼は小さいので、一般に揚力は翼の形よりも速度によって発生する。
発射後、ミサイルはモーターで加速される。
このモーターは、一般的に固体推進剤で、2秒から15秒程度作動する。この間、ミサイルはマッハ2〜3まで加速し、蓄積された運動エネルギーで抗力と重力に打ち勝ちながら飛行を続ける。対気速度が低下すると、制御面の効率が低下し、操縦が難しくなる。時速1,000〜800km以下になると、ほとんど制御できなくなり、地上に落下するか自爆するまで弾道飛行を続ける。
ミサイルの最大発射距離は一定の値ではなく、いくつかの変数によって決まる。
最大射程距離は一定ではなく、初期飛行高度、合成対気速度、目標アスペクト角などの変数に左右される。ミサイルの最大射程を達成するためには、高高度、高空速、高アスペクトの迎撃で発射することが最適である。
なお、発射距離は必ずしもミサイルの飛行距離と一致しない。例えば、50kmで発射される高アスペクト迎撃では、ミサイルは30~35km程度しか飛ばない。
これは、標的がミサイルに向かって飛んでくるからです。
空気密度が非常に高い地上付近では、発射距離は半分以上になってしまいます。
後方から敵を攻撃する場合、ミサイルは飛んでくる目標に追いつかなければならないので、発射距離が大幅に減少します。
後半球、低アスペクトの射程は、通常、高アスペクトの射程の2~3倍となる。例えば、R-27ERのアスペクトと高度の違いによる射程は以下のとおりです。
高度1万mでの前方半球の最大射程距離-66km。
高度1000mにおける前方半球の最大射程距離-28km。
高度1000mにおける後方半球の最大射程距離 – 10 km。
最大射程は、ミサイル発射後、目標が何も行動を起こさないことを想定して計算しています。
目標が機動し始めると、ミサイルも機動する必要があり、すぐにエネルギーが失われてしまいます。
そのため、最大射程とは別の指標、つまり標的の機動性を考慮した最大射程(欧米の用語ではRpi)を用いるのが現実的である。
武器管制システムは、Rpiと同様に、非操縦目標への最大射程を常に計算している。Rpiは最大射程よりはるかに短い射程だが、より高いキル確率を確保できる。
ゲーム中では、これらの射程はHUDとHDD/VSDに表示される。
Medium Range Missiles
AIM-120 AMRAAM
中距離空対空ミサイルAIM-120 AMRAAM(Advanced Medium-Range Air-to-Air Missile)は、AIM-7「Sparrow」の後継として、1991年にアメリカ空軍で運用が開始された空対空ミサイルである。AIM-120は、スパローに比べ、軽量・小型化され、飛行効率も向上し、高空を飛行する高機動目標や、低空を飛行する激しい電子妨害環境下の目標にも対応できるようになった。これは、ミサイル制御理論、レーダーとコンピュータ工学、推進システム、武装などの近代的な成果によって可能になった。
現在、AIM-120はアメリカ、ドイツ、イギリス、その他多くのNATO加盟国によって運用されている。
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AIM-120は標準的な空力設計に基づいて作られており、前方、弾頭、尾部の3つのセクションで構成されています。低速から高速まで良好な操縦性を発揮する小型の十字翼と、尾部には十字型の尾翼を備えている。ミサイル本体は鋼鉄製で、灰色に塗装されており、かなりの皮膚加熱に耐えることができる。
前方部にはオートパイロットのナビゲーションシステムが搭載されている。オートパイロットは、発射機からの連続波照射がない状態で目標に到達できるように、第1、第2飛行経路の補正慣性航法と終点のアクティブレーダーという複数のサブルーチンを組み合わせたもので、このうち第1飛行経路の補正慣性航法と終点のアクティブレーダーは、ミサイルが発射機からの連続波照射がない状態で目標に到達できるようにするものである。補正慣性航法は、非ジンバルの慣性プラットフォームとコマンドライン受信機をミサイル尾翼のノズルブロックに配置したシステムである。
小型スピードジャイロを搭載したプラットフォームの重量は1.4kg未満である。30MHzで動作する高性能マイクロコンピュータは、慣性系とレーダー系に使用されています。データリンク、レーダー装置、弾頭・信管の信号処理、主要なサブシステムやコンポーネントの内蔵制御など、制御の全機能を実行する。このようなマイクロコンピュータの導入により、エンジニアは、ミサイルと標的の迎撃地点、その飛行速度、方位に応じて、最も効率的な飛行軌道を計算するために使用するパラメータの数を増やすことができるようになった。
例えば、測定した射程距離、標的の視線角、それらの変化速度を基に、マイクロコンピュータは標的の加速度を計算することができる。もし、ミサイルの加速度がわかっていれば(慣性システムの助けを借りて受信)、マイクロコンピュータは可能な迎撃作戦を計算することができる。これにより、ターゲットに確実に命中する最適な軌道を選択することができる。
データリンクは、飛行中にミサイルの軌道を修正する必要がある場合に使用される。アクティブレーダーシーカーは、安全なターゲットロック後に完全に独立したミサイル誘導を行うもので、レーダーをオンにし、高・中パルス反復でターゲットを検出・追尾する。レーダー・アンテナは、ガラス繊維で強化されたセラミックス製の電波透過性レドーム(長さ530mm、底面直径178mm)の後方に配置されている。
弾頭部には、弾頭、非接触型無線近接信管、安全・作動機構が配置されている。爆風指向性弾頭は、爆風による断片化を利用し、狭いフィールドまたは限定されたセクターでの断片分散を確保する。後者は、ミサイルが標的を一定のアスペクト角で迎撃した場合にのみ可能である。ミサイルが目標に直撃すると、接触信管が弾頭を起爆させる。推進システムは、高比推力の2段式固体ロケットモーターを採用している。燃料はアルミを含まない無煙燃料で、重さは45kg。
典型的なミサイルの軌道は、補正慣性航法、独立慣性航法、アクティブ・レーダーの3つのパートに分けられる。標的の探知は、発射機に搭載されたレーダーの助けを借りて行われる。F-15Cに搭載されているAN/APG-70レーダーは、射程距離や接近率などの目標特性から、最も重要な10個の目標を選び出し、TWSモードで同時に追尾することができます。
パイロットがターゲットを指定すると、その位置情報が自動的にミサイルの慣性系に送られる。発射の瞬間まで、航空機のレーダーはミサイルに迎撃計算を提供する。ミサイルが発射された後、現在のターゲットの位置データは、発射機のレーダーでのみ追跡される。目標が移動しなければ、慣性誘導で目標に近づき、その時点でミサイルのアクティブレーダーシーカーに引き継がれる。
目標が運動すると、位置データの補正が行われる。
発射前にミサイルの慣性航法装置に位置データを入力する。対応する補正コマンドは、航空機のレーダーアンテナのサイドローブを介して、アンテナ方位図走査の周期性をもって送信される。これらのデータリンクコマンドは、ミサイルのデータリンク受信機で受信される。AIM-120 は、異なる目標に発射された場合、同時に最大 8 発のミサイルに対して詳細なデータリンク誘導が可能である。ミサイルが搭載レーダーを作動させるまでの残り時間は、航空機のコックピットに表示される。
これにより、パイロットは、自己誘導モードとなったミサイルへの支援データリンク接続を終了させることができます。データリンクコマンドは、ターゲットが操縦を停止し、ミサイルが自身の慣性航法システムでターゲットに誘導されることができる場合に停止することができる。上記の誘導方法は、アクティブ・ジャミングがない場合にのみ使用することができる。ターゲットがアクティブ・ジャミングを使用している場合、ミサイルの搭載システムは、繰り返しホーム-ジャミングに切り替えることができます。