ミサイル誘導
誘導爆弾が訓練目標を攻撃する

ミサイル誘導は、ミサイルや誘導爆弾の制御に関わる、特に誘導、航法、制御といった工学分野です。ミサイル誘導システムは、これらの兵器が目標に到達する確率を高めることで、その信頼性と精度を最大限に高めるように設計されています。

誘導システムは大きく分けて2つのカテゴリーに分けられます。目標到達型（GOT）システムは移動する目標に対して使用され、空間内の位置到達型（GOLIS）システムは固定された地理的位置を攻撃します。[ 1 ] [ 2 ]

ミサイルと誘導爆弾は一般に同様のタイプの誘導システムを使用しますが、両者の違いは、ミサイルは搭載エンジンで駆動されるのに対し、誘導爆弾は発射した航空機の速度と重力を利用して推進力を得るという点です。

歴史

1880年代後半、ジュール・ヴェルヌは小説の中で、目標追尾装置、近接信管、弾頭を備えたロケット推進ミサイルを登場させた。[ 3 ]

第一次世界大戦中、様々な国が誘導ミサイルの実験を行いました。最初の動力付き無人機システムは、アーチボルド・ロー（無線誘導の父）によって開発されました。 [ 4 ]フランスでは、ピエール・ロランがベルリン攻撃に使用することを意図して無線動力付きミサイルを開発しましたが、フランス軍はこのプロジェクトに興味を示しませんでした。[ 3 ]

第二次世界大戦中、誘導ミサイルはドイツのV兵器計画の一環として開発されました。[ 5 ]当時、ドイツはヴェルサイユ条約により通常兵器の開発が制限されていたため、条約の規定外の新型兵器の開発に注力しました。誘導ミサイルはそのような開発手段の一つでした。アメリカ陸軍航空隊は、「飛行爆弾、滑空爆弾、垂直爆弾」の実験を行う様々なプログラムを数十件実施していました。 [ 3 ]

第二次世界大戦後の1946年冬、ハリー・S・トルーマン大統領は、アメリカ軍全体のプログラム、特に研究開発費の削減を命じました。「1946年の暗黒のクリスマス」として知られることになるこの削減に対し、空軍参謀本部は誘導ミサイル予算を55%削減しました。翌年の3月末までに、10の誘導ミサイルプロジェクトが中止され、19のプロジェクトが残されました。[ 3 ]

朝鮮戦争の勃発に伴い、アメリカの誘導ミサイル開発は急速に加速した。

高精度慣性誘導システムを搭載した最初のアメリカの弾道ミサイルは、短距離用のPGM-11レッドストーンであった。[ 6 ]

ターゲット到達（GOT）システム

イスラエルのアロー3は比例航法を用いて弾道ミサイルを迎撃する[ 7 ]

ホーミングガイダンス

ホーミング誘導システムでは、ミサイルは独自のセンサーを用いて目標を追跡し、その情報に基づいて独自の制御コマンドを生成します。センサーの種類には、レーダー、赤外線、光などがあります。ホーミングミサイルは通常、地上局や発射プラットフォームとの通信を必要としません。[ 8 ]ホーミング誘導は、発射後放物線ミサイルに有効です。[ 9 ]

ホーミング誘導は、アクティブ、セミアクティブ、パッシブの3つのカテゴリーに分けられます。アクティブホーミングでは、ミサイルはレーダーなどの自身の放射線源を用いて目標を照射します。セミアクティブホーミングは、ミサイルとは別の外部放射線源を利用します。パッシブホーミングは、目標自身の放射線または背景とのコントラストのみを追跡します。[ 9 ]現代のホーミングミサイルのほとんどは、飛行の終末期に比例航法の派生型を用いて操縦します。[ 10 ]

ホーミング誘導を使用するミサイルの例としては、アクティブホーミングを使用するAIM-120 AMRAAMとR-77 、セミアクティブホーミングを使用するAIM-7 スパローとR-27R 、パッシブホーミングのFIM-92 スティンガーと9K38 イグラなどがあります。

リモコンガイダンス

これらの誘導システムは通常、レーダーと、制御点とミサイル間の無線または有線リンクを必要とする。言い換えれば、軌道は無線、ビーム、または有線を介して送信される情報によって制御される（有線誘導ミサイルを参照）。一部のミサイルは、飛行の異なる段階でコマンド誘導とホーミング誘導の両方を使用する。一般的に、ミサイルはブースト段階と飛行中期段階でコマンド誘導を使用し、終末段階でホーミング誘導に切り替えます。[ 11 ]

コマンドガイダンス

コマンド誘導は、誘導コマンドがミサイルの外部から発信されるシステムである。[ 11 ]コマンド誘導では、ミサイルと送信機の間に情報リンクとコマンドリンクの2つのリンクが必要である。情報リンクにより、コントローラーはミサイルの位置を決定でき、コマンドリンクにより、コントローラーからミサイルにコマンドを送信できる。一部のシステムでは、両方のリンクが同じ追跡ユニット（レーダー、光学、レーザー、または赤外線）を使用して実現されますが、各システムに別々の追跡ユニットを持つシステムもあります。[ 8 ] [ 11 ]コマンド誘導の欠点は、発射装置またはその他の外部エネルギー源によってターゲットを照らす必要があることです。これによりターゲットが警戒状態になり、回避行動やSEAD を行う可能性があります。[ 11 ]コマンド誘導ミサイルの例として、MIM-104 パトリオットとS-300P/PTがあります。

ビームライディング

ビームライディングミサイルは、レーダーやレーザーなどの電磁ビームを標的に向けて発射する。ミサイル後部のセンサーがビームを受信し、ミサイルの制御システムがこの情報を用いて操舵指令を計算し、ミサイルをビーム内に維持しようとする。[ 11 ]これらはコマンド誘導とは異なると考えられることもある。[ 8 ]

ビームライディングシステムはSACLOSであることが多いが、必ずしもそうである必要はない。他のシステムでは、ビームは自動レーダー追跡システムの一部である。好例を挙げると、主にベトナム戦争中に米国で使用されたRIM-8タロスミサイルの後期型である。レーダービームを使用してミサイルを高く弧を描いて飛行させ、徐々に目標航空機の垂直面に落とし、実際の攻撃の最後の瞬間に、より正確なSARHホーミングを使用した。これにより敵パイロットは、自分の航空機が捜索レーダーではなくミサイル誘導レーダーに照らされていることに最低限の警告を受ける。信号の性質が異なり、回避行動の合図として使用されるため、これは重要な違いである。

ビームライディングの利点は、発射装置の追跡負荷が軽減されるため、同じビームを用いて複数のミサイルを同時に発射できることである。[ 11 ]ビームライディングは、ビームが広がるにつれて射程距離が長くなるにつれて精度が低下するという固有の弱点を抱えている。この点ではレーザービームライディングの方が精度が高いが、射程距離が短くなる傾向があり、悪天候によってレーザービームの性能が低下する可能性がある。SARHは目標までの距離が短くなるほど精度が高くなるため、2つのシステムは互いに補完し合っている。[ 12 ]

Seaslugと9K121 Vikhr はビームライディングミサイルの例です。

宇宙空間への位置移動（GOLIS）システム

GOLIS誘導システムにどのような機構が用いられようとも、目標に関する事前設定された情報を備えていなければならない。これらのシステムの主な特徴は、目標追跡装置が存在しないことである。誘導コンピュータとミサイル追跡装置はミサイルに搭載されている。GOLISに目標追跡装置が存在しないということは、必然的に航法誘導方式であることを意味する。[ 13 ]

航法誘導とは、目標追跡装置を持たないシステムによって実行されるあらゆる種類の誘導です。他の2つの装置はミサイルに搭載されています。これらのシステムは自己完結型誘導システムとも呼ばれますが、ミサイル追跡装置の使用により、必ずしも完全に自律的であるとは限りません。

プリセットガイダンス

プリセット誘導は、ミサイル誘導方式の中で最も単純なものです。目標までの距離と方向から、飛行経路の軌道が決定されます。発射前に、この情報はミサイルの誘導システムにプログラムされ、飛行中にミサイルはその経路に沿って操縦されます。すべての誘導コンポーネント（加速度計やジャイロスコープなどのセンサーを含む）はミサイル内に内蔵されており、外部情報（無線指示など）は使用されません。プリセット誘導方式を採用したミサイルの例として、V-2ロケットが挙げられます。[ 13 ] [ 8 ]

慣性誘導

ミニットマンIII誘導システムの検査中

慣性誘導は、ジャイロスコープと加速度計を使用して、既知の開始位置を離れた後のミサイルの位置と速度を推測するものであり、推測航法として知られています。[ 14 ]初期の機械式システムはあまり正確ではなく、都市ほどの大きさの標的に命中させるためにも何らかの外部調整が必要でした。現代のシステムでは、 10,000 km の距離で数メートルの精度を誇るソリッド ステートリング レーザー ジャイロが使用されており、追加の入力は不要です。ジャイロスコープの開発は、 MX ミサイルに搭載されているAIRSで最高潮に達し、大陸間距離で 100 メートル未満の精度を可能にしています。多くの民間航空機は、リング レーザー ジャイロスコープを使用した慣性誘導を使用しています。これは、ICBM に使用されている機械式システムほど正確ではありませんが、かなり正確な位置を特定するための安価な手段を提供します (ボーイング 707 や 747 などのほとんどの旅客機が設計された当時は、GPS は現在のように広く市販されている追跡手段ではありませんでした)。今日の誘導兵器はINS、GPS、レーダー地形マッピングを組み合わせて使用​​することで、現代の巡航ミサイルに見られるような非常に高い精度を達成することができます。[ 6 ]

慣性誘導は、外部信号を必要とせず妨害されることがないため、戦略ミサイルの初期誘導および再突入体に最も適しています。[ 15 ]さらに、この誘導方法の精度が比較的低いことは、大型の核弾頭の場合、それほど問題になりません。

低速目標への迎撃における慣性誘導方式の一つに、予測視線誘導（PLOS）がある。これは、ミサイルを事前に計算された曲線軌道に沿って飛行させ、発射装置と目標間の視線上に維持するものである。PLOSミサイルは搭載シーカーや発射後のコマンドリンクに依存しないため、多くの対抗手段の影響を受けない。この方式は、NLAWやFGM-172 SRAWなどの対戦車兵器に採用されている。[ 16 ]

天体慣性誘導

天体慣性誘導、または恒星慣性誘導は、慣性誘導と天体航法のセンサー融合、つまり情報融合です。これは通常、潜水艦発射弾道ミサイルに採用されています。発射地点が動かないため基準となるサイロ型の大陸間弾道ミサイルとは異なり、 SLBMは移動する潜水艦から発射されるため、必要な航法計算が複雑になり、円形誤差の可能性が高くなります。恒星慣性誘導は、潜水艦航法システムの誤差による発射条件の不確実性、および飛行中に不完全な計器の較正により誘導システムに蓄積された可能性のある誤差から生じる小さな位置および速度誤差を修正するために使用されます。

米空軍は、超高速飛行時における航法精度と目標追尾を維持するための精密航法システムを求めていた。ノースロップ社の電子機器開発部門であるノートロニクスは、SM-62スナークミサイル用に、天体観測によって慣性航法誤差を補正できる天体慣性航法システム（ANS）を開発していた。また、不運にも失敗に終わったAGM-48スカイボルトミサイル用のシステムも開発しており、後者はSR-71に採用された。[ 17 ]

恒星測位を用いて、発射後の慣性誘導システムの精度を微調整します。ミサイルの精度は、誘導システムが飛行中の特定の瞬間におけるミサイルの正確な位置を把握していることに依存しているため、恒星が位置を計算するための固定された基準点となるという事実は、精度を向上させる非常に効果的な手段となる可能性があります。

トライデントミサイルシステムでは、これは1台のカメラで予測位置にある1つの星だけを検出するように調整することで実現しました（ソ連の潜水艦のミサイルは、これを達成するために2つの別々の星を追跡していたと考えられています）。カメラが本来あるべき位置と完全に一致していない場合は、慣性システムが正確に目標に合っていないことを示し、修正が行われます。[ 18 ]

地上誘導

TERCOM（地形等高線マッチング）は、発射地点から目標までの帯状の陸地の高度地図を使用し、搭載されたレーダー高度計の情報と比較します。より高度なTERCOMシステムでは、ミサイルは目標に直接飛行するのではなく、完全な3Dマップ上を複雑な経路で飛行します。TERCOMは巡航ミサイル誘導の典型的なシステムですが、GPSシステムやDSMAC（デジタル・シーン・マッチング・エリア・コリレータ）に取って代わられつつあります。DSMACはカメラで陸地の領域を撮影し、その画像をデジタル化し、搭載コンピュータに保存されたシーンと比較することで、ミサイルを目標まで誘導します。

DSMACは堅牢性に欠けると言われており、システムの内部地図に記された主要な建物（先行する巡航ミサイルなどによる）の破壊によって航行が妨げられる。[ 6 ]

参照

参考文献

引用

  1. ^ポール・シャーレ、マイケル・C・ホロウィッツ (2015).兵器システムの自律性入門（報告書）. 新アメリカ安全保障センター. p. 9.
  2. ^ 「航空機／倉庫の互換性、統合、分離試験」（PDF） NATO科学技術機構2014年 第2章 6ページ2025年9月27日閲覧。
  3. ^ a b c dローゼンバーグ、マックス（1964年6月）「空軍と国家誘導ミサイル計画、1944-1950年」。
  4. ^ 「誘導ミサイルの開発。ケネス・W・ガットランド著。飛行出版物。ロンドン。1952年。133ページ、図解入り。10シリング、6ペンス。正味」。英国王立航空協会誌。56 ( 504 ): 911– 911。1952年12月。doi : 10.1017 /s0368393100127130。ISSN 0368-3931。 
  5. ^シウリス 2004、3～5ページ
  6. ^ a b cザーチャン、P. (2012)。戦術および戦略ミサイル指導(第 6 版)。バージニア州レストン: アメリカ航空宇宙研究所。ISBN 978-1-60086-894-8。
  7. ^エシェル、デイビッド (2010年2月12日). 「イスラエル、ミサイル防衛計画をアップグレード」 . Aviation Week & Space Technology . 2011年8月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年2月13日閲覧。
  8. ^ a b c d「誘導ミサイルと核兵器の原理」maritime.org . 2025年7月25日閲覧。
  9. ^ a b Siouris 2004、pp. 158–161
  10. ^ヤヌシェフスキー、ラファエル (2018 年 9 月 17 日)。現代ミサイル指導(第 2 版)。 CRCプレス。ページ 4–12。ISBN​​ 978-1-351-20294-7。
  11. ^ a b c d e fシオリス 2004、162–165 ページ
  12. ^ [1] 2007年1月9日アーカイブ、 Wayback Machine
  13. ^ a b「第15章 誘導と制御」アメリカ科学者連盟。
  14. ^ 「慣性航法の基本原理」（PDF） . aerostudents.com .タンペレ工科大学. 2023年10月25日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） . 2025年11月1日閲覧。
  15. ^シウリス 2004、365ページ
  16. ^ US6672533B1、Regebro、Christer、「ミサイルを誘導するための方法および誘導システム」、2004年1月6日発行 
  17. ^クリックモア、ポール・F. (2016年11月17日).ロッキード・ブラックバード：秘密任務を超えて（改訂版） . ブルームズベリー出版. ISBN 978-1-4728-1524-8。
  18. ^ 「トライデントII D-5艦隊弾道ミサイル」 。 2014年6月23日閲覧。

出典

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