노우 이스케이프 존 대폭 확대 혁신의 공대공 미사일
일영 공동 개발의 MBDA 「미테이아」미사일 시범사격은 2022년도
도 1：(MBDA) 장 사정 공대공 미사일 「미테이아」는 영국이 주도해, 유럽 6개국이 공동 개발한 차세대형 미사일로, 2016년 4월부터 Sweden 공군등에서 배치가 시작되어 있다.MBDA제.로켓과 램 제트를 통합한 가변 추진력 다크텟드·로켓(TDR)을 사용 초음속/장 사정을 실현했다.시카에 일본제 AESA 레이더-를 탑재해, 한층 더 성능 향상을 목표로 한다.
일본제 시카를 탑재하는 유럽 MBDA제 공대공 미사일 「미테이아(Meteor)」개량형의 개발이 진행되고 있다.일본은 일본제 시카 첨부 「미테이아」의 시범사격을 2023년 3월까지 실시, 또 이것과는 별도로 영국은, F-35 전투기에 탑재 가능하게 하기 위한(해) 핀을 변경한 개량형 「미테이아」를 2024년부터 배치를 시작한다.
일본제 시카는 타카시가 배치를 진행시키고 있는 공대공 미사일 「AAM-4 B」(99식 공대공 유도탄(개))에 탑재중의 것의 개량형이 된다.
「미테이아」개량형은, 일본에서는 JNAAM (Joint New Air-to-Air Missile)로 불려 장래의 장 사정 공대공 미사일의 핵심이라고 자리 매김을 하고 있다.설치하는 시카는, 미츠비시 전기제의 AESA (active electronically scanned array) 레이더-가 된다.
AESA 레이더-란, 안테나면에 다수의 송수신 소자(TR Unit=transmitter /receiver unit)를 배치, 지금부터 발사하는 빔을 전자적으로 제어해 고속으로 스캔 해 목표를 탐지하는 레이더-이다.이 「전자 스캔」방식은, 안테나에 계적 구동 부분이 없기 때문에 소형으로 할 수 있다.TR Unit에는 질화 갈륨(GaN=Gallium-Nitride) 제 소자를 사용하므로, 탐지 능력이 현저하게 높아진다.
타카시가 배치하는 「AAM-4 B」는 2010년에 개발이 시작되어, 세계에서 처음으로 Ga-N 소자를 사용한 AESA 시카를 탑재해, 실용화한 것으로 알려져 있다.
「AAM-4 B」는, 미군이 배치하는 중 사정 공대공 미사일 AIM 120C-7 AMRAAM와 성능은 비슷하지만, AMRAAM는 적기와의 공중전투에 특화한 미사일.이것에 대해 「AAM-4 B」는, 약간 대형으로 사정을 늘려 순항 미사일 요격에도 사용할 수 있다.그리고 AESA 레이더-를 사용하고 있기 때문에 자립 유도 거리는 AIM 120 C-7의 1.4배가 되고 있다.
도 2：(항공 자위대) 공개된 미츠비시 전기제의 시작 AAM-4 B공대공 미사일의 사진.제원은, 전체 길이 3.66 m, 직경 20.3 cm, 핀폭 77 cm, 중량 222 kg.미군의 공대공 미사일 AIM 120 C7 AMRAAM에 비해 크기 때문에, 이대로는 F-35 A전투기의 웨폰·베이에 들어가지 않는다.제원은 사정 100 km+, 속도 마하 4 – 5.기본형의 AAM-4로 형태는 같지만, 시카를 AESA 레이더-에 환장, 니이가타식의 신호 처리 장치를 추가하고 있다.AAM-4 대비로 사정을 1.2배, 자립 유도 거리를 1.4배에 늘려, 대공전 능력에 가세해 순항 미사일대 대처 능력, ECCM 능력(대전자전 능력)도 갖추고 있다.
외신(2017-10-04)에 의하면, 방위성은 미 정부에 대해 FMS 방식으로 AIM 120C-7 AMRAAM를 56발, 정비 부품등을 포함해 약 120억엔분을 발주했다.이것은 타카시에 도입이 시작되어 있는 신형 전투기 F-35 A에 탑재하는 개량형 「미테이아」·JNAAM의 완성이 늦는기 때문에, 거기에 대신하는 잠정 조치라고 보여지고 있다.
「AAM-4 B」는 「미테이아」보다 탄체가 굵기 때문에 (AAM-4B / 20.3 cm 에 대해 미테이아 / 17.8 cm), 「미테이아」에 탑재하는 시카는 단면적이20%만큼 줄어 들어 TR unit의 수는 적게 된다, 그러나 개량형이 되기 위해 탐지 성능은 동등한가 그 이상을 기대할 수 있다고 여겨진다.
2017-12-15에 런던에서, 오노데라5전방위상과 가빈·위리엄 손(Gavin Williamson) 국방장관이 「미테이아」의 공동 개발을 포함하고 회담을 실시했다.회담후의 기자 회견에서 오노데라 방위상은 JNAAM의 개발에 대해 다음과 같은 발표를 한；—
「일영 양국은, 새로운 공대공 미사일 JNAAM의 개발을 공동으로 실시해, 각각으로 프로토 타입을 제작, 성능을 확인한다」.
비공식인 공동 연구는 작년(2017)부터 시작되어 있고, 「미테이아」에 AESA 시카를 탑재하는 것으로 성과를 기대할 수 있다, 라고 결론 붙이고 있다.그리고 이번 회담 전에, 일본측은“2021 연도말까지 프로토 타입을 제작, 2022 연도말까지 3발의 시범사격을 실시한다”라고 말할 계획을 세우고 있다.이것에 필요한 예산 총액을 125억엔으로 추측해, 2018년도 예산에 계상하고 있다.
도 3：(MBDA) 「미테이아(Meteor)」의 구조 개요도.총알 몸의 측면면양측으로 사각형 단면의 램 제트용 공기 도입구가 있다.고체연료 부스터는 총알 체내심부가 흰 부분, 발사되면 고체연료가 점화기-로 점화되어 우단의 노즐 없음의 분기구멍으로부터 분출, 가속한다.부스터(로켓) 용 고체연료가 모두 불타면, 붕소계 고체연료가 가스화 되어 분사 노즐로부터 녹색 부분의 램 제트 연소실로 고온 고압이 되어, 우단의 노즐로부터 분사되어 목표로 충돌할 때까지 안정되어 연소한다.시카와 관련 장치는, JNAAM에서는 이번 일영 합의로 일본제가 탑재되게 된다.
「미테이아」는, 영국방성이 MBDA사와 계약해, 2002년말부터 개발을 스타트한 차세대형의 장거리 공대공 미사일(BVRAAM=beyond visual range air-to-air missile)이다.기후를 불문하고, 전투기, 작은 무인기계, 한층 더 순항 미사일에도 대처할 수 있다.
엔진은, 독일의 바이에른 화학(BayernChemie)가 개발한“고체연료, 가변 추진력, 공기 흡입식의 다크텟드·로켓(TDR=Throttleable Ducted Rocket)”로“램 제트(ramjet)”라고도 부른다.엔진은, 부스터조입식의 램 제트, 공기 도입구, 인터 스테이지, 및 가스제네레이타의 4익어 된다.공기 도입구 후부, 핀의 전방에는 추진력 제어장치를 납입해 있다.
도 4：(Wikipedia) 램 제트의 설명.램 제트는 공기 흡입형의 제트 엔진과 같지만, 제트 엔진으로 사용하는 압축기/압축기가 없다.그 대신해 고속으로 유입하는 공기를 도입구에서 음속 이하(M1이하)에 내려 압축해, 연소실에 보낸다.여기서 연료와 혼합·연소시켜, 고온·고압의 가스로 해, 노즐을 통해 음속 이상(M=1이상)으로 하고 추진력을 얻는다.따라서 램 제트는 저속에서는 작동 하지 못하고, 로켓·부스터로 가속하고 나서 작동, 추진력을 낸다.
발사되면 고체연료 부스터·로켓으로 가속, 고속도(마하3/3,700 km/hr정도)가 되면 공기 도입구가 열려 TDR/램 제트가 작동을 시작한다.가스제네레이타내에는 산소를 대부분 포함하지 않는 붕소계 고체연료가 있어, 고온으로 가스화해 TDR에 이송되어 램 제트가 작동한다.이 연료는 보통 고체연료 로켓에 비해 비추진력(터보 제트의 연비에 상당하는 값)은 3배나 된다.추진력 조절은 가스제네레이타의 출구 스로트 면적을 가변으로 해 행하고 있다.
유도는, 쌍방향 데이터 링크로 모기로부터 유도되어 도중에의 목표 변경도 가능.목표로 접근하면 탑재의 레이더-·트랜스시버(radar transceiver)가 작동해 악 데이브·레이더-·호밍(active radar homing)으로서 유도해 목표로 접근·충돌한다.
제원은, 직경 17.8 cm, 전체 길이 365 cm, 중량 185 kg, 속도는 마하 4＋.핀의 개수를 하는 것으로 날, 영, 노르웨이등이 도입하는 최신형의 스텔스 전투기 F-35의 웨폰·베이에 4발수납할 수 있다.탄두에는 다수의 탄편이 수납되어 근접 신관의 작동으로 방출해 목표를 파괴한다.
MBDA사는, 영국 BAE와 불마트라 합작의 마트라·BAE 다이나믹스사, 독.불 합작의 EADS사의 유도 무기 부문, 거기에, 영GEC와 이탈리아 아레니아 합작의 아레니아·마르코니사의 유도 무기 부문, 의 3사가 합병해 2001년에 설립된 유럽 유도 무기 기업이다.
기술했지만, Ga-N제 TR 소자를 사용하는 AESA 시카는, 현재 「미테이아」에 탑재중의 Ga-As소자를 사용하는 PASA 레이더-와 비교해서 소비 전력은 배가 되지만, 탐지 능력(거리나 사이즈)은 현저하게 향상한다.
탐지 거리가 성장하면 목표를 포착, 잠그는 거리가 성장해보다 먼 곳으로부터 시카를 작동할 수 있다.이것으로 모기(예를 들면 F-15나 F-35 전투기)는 「미테이아」를 발사 후 레이더-로 유도하는 시간이 줄어 들어, 즉시 퇴피 성과적의 요격을 회피할 수 있다.
새로운 미쓰비시전기기제 AESA 시카는 한층 소형화되므로 「미테이아」탄 체내의 수납 스페이스가 작아져, 그 만큼 연료, 작약, 배터리등을 많은 탑재 여지가 태어난다.연료를 늘리면, 사정거리를 한층 더 연신할 수 있다.작약을 늘리면, 격추 능력이 높아진다.배터리 전력이 증가하면 시카의 탐지 거리가 성장한다.
이와 같이 JNAAM에는 이점이 많지만, 영국등의 「미테이아」유저국은, 당면은 현재의 시카인 채로 사용해, 개발의 님 아이를 지켜보는 자세를 바꾸지 않았다.이것은, 일본은 무슨 일에 의하지 않고 개발에 신중하고 너무 시간을 들이는 경향이 있다와 볼 수 있고 있기 (위해)때문이다.
「미테이아」는, 영국 주도로 MBDA에 의해 프랑스, 독일, 이탈리아, 스페인, Sweden, 전용으로 개발되어 왔지만, 이번 일본으로부터 기술을 넣는 것에 대하여 관계 제국의 이해가 필요하자.
ノーエスケープゾーン大幅拡大 革新の空対空ミサイル
日英共同開発のMBDA「ミーテイア」ミサイル試射は2022年度
図１：(MBDA) 長射程空対空ミサイル「ミーテイア」は 英国が主導し、欧州６ヶ国が共同開発した次世代型ミサイルで、2016年4月からスエーデン空軍などで配備が始まっている。MBDA製。ロケットとラムジェットを統合した可変推力ダクテッド・ロケット(TDR)を使い超音速/長射程を実現した。シーカーに日本製AESAレーダーを搭載し、一層の性能向上を目指す。
日本製シーカーを搭載する欧州MBDA製空対空ミサイル「ミーテイア(Meteor)」改良型の開発が進んでいる。日本は日本製シーカー付き「ミーテイア」の試射を2023年3月までに実施、またこれとは別に英国は、F-35戦闘機に搭載可能にするためフィンを変更した改良型「ミーテイア」を2024年から配備を始める。
日本製シーカーは空自が配備を進めている空対空ミサイル「AAM-4B」（99式空対空誘導弾（改））に搭載中のものの改良型になる。
改良型「ミーテイア」は日英共同のプロジェクトだが、採用予定は今の所日本しかない。他の「ミーテイア」採用国は開発状況を注視している段階である。
「ミーテイア」改良型は、日本ではJNAAM (Joint New Air-to-Air Missile) と呼ばれ、将来の長射程空対空ミサイルの中核と位置付けている。取付けるシーカーは、三菱電機製のAESA (active electronically scanned array) レーダーとなる。
AESAレーダーとは、アンテナ面に多数の送受信素子(TR Unit=transmitter /receiver unit) を配置、これから発射するビームを電子的に制御し高速でスキャンして目標を探知するレーダーである。この「電子スキャン」方式は、アンテナに械的駆動部分がないので小型にできる。TR Unitには窒化ガリウム(GaN=Gallium-Nitride) 製素子を使うので、探知能力が著しく高くなる。
空自が配備する「AAM-4B」は2010年に開発が始まり、世界で初めてGa-N 素子を使ったAESAシーカーを搭載し、実用化したことで知られている。
AAM-4Bの誘導は、中間誘導は内蔵する光ファイバー・ジャイロの慣性誘導と母機からの指令誘導で行い、ターミナル段階では搭載のAESAシーカーによるアクテイブ誘導で飛行する。空自では、2010年（平成22年）から行われているF-15およびF-2の近代化計画に合わせて、部隊配備を進めている。
「AAM-4B」は、米軍が配備する中射程空対空ミサイルAIM 120C-7 AMRAAMと性能は似ているが、AMRAAMは敵機との空中戦闘に特化したミサイル。これに対し「AAM-4B」は、やや大型で射程を伸ばし巡航ミサイル迎撃にも使える。そしてAESAレーダーを使っているため自立誘導距離はAIM 120C-7の1.4倍になっている。
図２：（航空自衛隊）公開された三菱電機製の試作AAM-4B空対空ミサイルの写真。諸元は、全長3.66 m、直径20.3 cm、フィン幅77 cm、重量222 kg。米軍の空対空ミサイルAIM 120 C7 AMRAAMに比べ大きいので、このままではF-35A戦闘機のウエポン・ベイに収まらない。諸元は射程100 km+、速度マッハ4 – 5。基本型のAAM-4と形は同じだが、シーカーをAESAレーダーに換装、新方式の信号処理装置を追加している。AAM-4対比で射程を1.2倍、自立誘導距離を1.4倍に延ばし、対空戦能力に加え、巡航ミサイル対対処能力、ECCM能力（対電子戦能力）も備えている。
外電（2017-10-04）によると、防衛省は米政府に対しFMS方式でAIM 120C-7 AMRAAMを56発、整備部品等を含めて約120億円分を発注した。これは空自に導入が始まっている新型戦闘機F-35Aに搭載する改良型「ミーテイア」・JNAAMの完成が間に合わないため、それに代わる暫定措置と見られている。
「AAM-4B」は「ミーテイア」より弾体が太いため (AAM-4B / 20.3 cm に対 しミーテイア / 17.8 cm)、「ミーテイア」に搭載するシーカーは断面積が20%ほど減りTR unitの数は少なくなる、しかし改良型となるため探知性能は同等かそれ以上を期待できるとされる。
2017-12-15にロンドンで、小野寺五典防衛相とガビン・ウイリアムソン(Gavin Williamson)国防相が「ミーテイア」の共同開発を含めて会談を行った。会談後の記者会見で小野寺防衛相はJNAAMの開発につき次のような発表をした；—
「日英両国は、新しい空対空ミサイルJNAAMの開発を共同で行い、それぞれでプロトタイプを製作、性能を確認する」。
非公式な共同研究は昨年(2017)から始まっていて、「ミーテイア」にAESAシーカーを搭載することで成果が期待できる、と結論付けている。そして今回の会談の前に、日本側は“2021年度末までにプロトタイプを製作、2022年度末までに３発の試射を実施する”と云う計画を立てている。これに必要な予算総額を125億円と見積もり、2018年度予算に計上している。
英国防省の報道官はJNAAMプロジェクトを“日本版ミーテイア”と呼び、日本が直面する緊迫した国防要件に適合した計画、と高く評価している。
図３：(MBDA) 「ミーテイア(Meteor)」の構造概要図。弾体側面両側に四角形断面のラムジェット用空気取入れ口がある。固体燃料ブースターは弾体中心部の白い部分、発射されると固体燃料がイグナイターで点火され、右端のノズルなしの噴気孔から噴出、加速する。ブースター(ロケット)用固体燃料が燃え尽きると、ボロン系固体燃料がガス化され、噴射ノズルから緑色部分のラムジェット燃焼室で高温高圧となり、右端のノズルから噴射され、目標に衝突するまで安定して燃焼する。シーカーと関連装置は、JNAAMでは今回の日英合意で日本製が搭載されることになる。
「ミーテイア」は、英国防省がMBDA社と契約し、2002年末から開発をスタートした次世代型の長距離空対空ミサイル(BVRAAM=beyond visual range air-to-air missile)である。天候を問わず、戦闘機、小さな無人機、さらに巡航ミサイルにも対処できる。
エンジンは、ドイツのバイエルン化学(Bayern Chemie)が開発した“固体燃料、可変推力、空気吸入式のダクテッド・ロケット(TDR=Throttleable Ducted Rocket)”で“ラムジェット(ramjet)”とも呼ぶ。エンジンは、ブースター組込式のラムジェット、空気取入れ口、インターステージ、およびガスゼネレーターの４つからなる。空気取入れ口後部、フィンの前方には推力制御装置を納めてある。
図４：(Wikipedia) ラムジェットの説明。ラムジェットは空気吸入型のジェットエンジンと同じだが、ジェットエンジンで使う圧縮機/コンプレッサーがない。その代わり高速で流入する空気を取入れ口で音速以下(M1以下)に下げて圧縮し、燃焼室に送る。ここで燃料と混合・燃焼させ、高温・高圧のガスにし、ノズルを通して音速以上(M=1以上)にして推力を得る。従ってラムジェットは低速では作動し得ず、ロケット・ブースターで加速してから作動、推力を出す。
発射されると固体燃料ブースター・ロケットで加速、高速度(マッハ3/3,700 km/hr程度)になると空気取入れ口が開きTDR/ラムジェットが作動を始める。ガスゼネレーター内には酸素を殆ど含まないボロン系固体燃料があり、高温でガス化しTDRに送り込まれ、ラムジェットが作動する。この燃料は普通の固体燃料ロケットに比べ比推力(ターボジェットの燃費に相当する値)は３倍にもなる。推力調節はガスゼネレーターの出口スロート面積を可変にして行なっている。
TDRは作動開始後着弾まで、低空から高空までの範囲で、可変推力を安定的に維持できる。空対空ミサイルとしては、空自のAAM-4Bや米国製AIM-120C-7の100km級の射程の数倍に達する (関係筋は300 kmと推定)。
誘導は、双方向データリンクで母機から誘導され、途中での目標変更も可能。目標に接近すると搭載のレーダー・トランシーバー(radar transceiver)が作動しアクデイブ・レーダー・ホーミング(active radar homing)として誘導し目標に接近・衝突する。
諸元は、直径17.8 cm、全長365 cm、重量185 kg、速度はマッハ４＋。フィンの改修をすることで日、英、ノルウエイなどが導入する最新型のステルス戦闘機F-35のウエポン・ベイに４発収納できる。弾頭には多数の弾片が収納され近接信管の作動で放出し目標を破壊する。
MBDA社は、英国BAEと仏マトラ合弁のマトラ・BAEダイナミックス社、独仏合弁のEADS社の誘導武器部門、それに、英GECと伊アレニア合弁のアレニア・マルコーニ社の誘導武器部門、の3社が合併し2001年に設立された欧州誘導武器企業である。
既述したが、Ga-N製TR 素子を使うAESAシーカーは、現在「ミーテイア」に搭載中のGa-As素子を使うPASAレーダーと比べ、消費電力は倍になるが、探知能力(距離やサイズ)は著しく向上する。
探知距離が伸びると目標を捕捉、ロックする距離が伸び、より遠方からシーカーを作動できる。これで母機(例えばF-15やF-35戦闘機) は「ミーテイア」を発射後レーダーで誘導する時間が減り、直ちに退避でき敵の迎撃を回避できる。
既述したが「ミーテイア」をF-35のウエポン・ベイに搭載できるようフィンの改修をしている。英国は2024年までにフィン改修「ミーテイア」のF-35での運用を目指している。
新しい三菱電気製AESAシーカーは一層小型化されるので「ミーテイア」弾体内の収納スペースが小さくなり、その分燃料、炸薬、バッテリーなどを多くの搭載余地が生まれる。燃料を増やせば、射程距離をさらに延伸できる。炸薬を増やせば、撃墜能力が高まる。バッテリー電力が増えればシーカーの探知距離が伸びる。
このようにJNAAMには利点が多いが、英国等の「ミーテイア」ユーザー国は、当面は現在のシーカーのままで使い、開発の様子を見守る姿勢を崩していない。これは、日本は何事によらず開発に慎重で時間を掛け過ぎる傾向があると観られているためだ。
「ミーテイア」は、英国主導でMBDAによりフランス、ドイツ、イタリア、スペイン、スエーデン、向けに開発されてきたが、今回日本から技術を入れることについて関係諸国の了解が必要となろう。
ロシアは、Su-57戦闘機に空対空ミサイルK-77Mを装備する。K-77系列ミサイルは1982年からVympel 設計局により、米国のAIM-120 AMRAAMに対抗する中射程空対空ミサイルとして開発が始まった。ロシア空軍を始め、中国インドにも大量に輸出され、使用されている。最新版のK-77Mは、シーカーにAESAレーダーを採用、固体燃料ロケットとラムジェットを併用して射程を延長し150 km+にしている。