赤外線による捜索と追跡

赤外線捜索追跡（IRST ）システム（赤外線照準追跡とも呼ばれる）は、ジェット機やヘリコプターの赤外線シグネチャなど、赤外線 を発する物体を検出し追跡する方法です。^[1]

IRST は、前方監視赤外線(FLIR)の一般化されたケースであり、前方監視から全方位の状況認識までを対象としています。このようなシステムは受動的 (サーモグラフィー カメラ) であり、レーダーとは異なり、それ自体は放射線を発しません。そのため、検出されにくいという利点があります。

しかし、赤外線は大気によってある程度減衰するため (可視光ほどではありませんが)、また悪天候によっても減衰するため (これも可視システムほどひどくはありません)、レーダーと比較した範囲は限られています。範囲内では、IRST の角度分解能は波長が短いためレーダーよりも優れています。

IRSTシステムが初めて採用されたのは、F-101 ブードゥー、F-102 デルタダガー、F-106 デルタダート 迎撃機である。F-106では、初期のIRSTマウントが1963年に量産型の格納式マウントに交換された。^[2] IRSTは、熱放出の受動追跡を可能にするF-8クルセイダー（F-8E型）にも組み込まれており、初期のF-4ファントムに搭載された後のテキサスインスツルメンツ AN/AAA-4に類似していた。^[3]

F-4ファントムは、初期生産型のF-4BとF-4Cの機首下にテキサスインスツルメンツ社製のAAA-4赤外線シーカー^{[4]を搭載していた。このシーカーは、能力が限られていたため後のF-4Dには搭載されなかったが[5]}、膨らみはそのまま残され、実際に一部のF-4DにはIRST受信機が改良された形で後付けされていた。^[3]

F-4EはAAA-4 IRSTの膨らみをなくし、機首下の領域を占める内部銃座を採用した。^[6]パルスドップラーレーダーを搭載したF-4JもAAA-4 IRST受信機と機首下の膨らみをなくした。^[7]

ユーラシア諸国で初めてIRSTが使用されたのはミコヤン・グレヴィチMiG-23 ^[8]で、（TP-23ML）IRSTが使用され、その後のバージョンでは（26SH1）IRSTが使用されました。^[9]ミコヤン・グレヴィチMiG-25PDも機首の下に小型のIRSTを装備していました。^[10]

スウェーデンのサーブ J-35F2 ドラケン(1965) も IRST、ヒューズ エアクラフト カンパニーN71 を使用しました。

^{IRSTシステムは}、1980年代に2Dセンサーの導入により、より現代的な設計で再登場しました。2Dセンサーは、水平角度と垂直角度の両方を感知します^{。感度も大幅}に向上し、解像度と範囲が向上しました。近年では、新しいシステムが市場に参入しています。2015年にノースロップグラマンは、レオナルドのセンサーを使用したOpenPod IRSTポッド^[11]を発表しました。^[12]米国空軍は現在、F-15、F-16、F-22を含む戦闘機隊にIRSTシステムを組み込んでいます。^{[13] [14]}

IRSTシステムは航空機で最も一般的ですが、陸上、船舶、潜水艦のシステムも利用可能です。^{[15] [16] [17]}

F -35には赤外線捜索追跡システムAN/AAQ-37分散開口システム（DAS）が搭載されており、これは機体の周囲に6つのIRセンサーを配置して全球カバーし、昼夜を問わず画像を提供し、IRSTおよびミサイル接近警報システムとして機能する。^[18]

成都J-20と瀋陽FC-31は、システムと同様の設計コンセプトを共有していると推定されています。IRSTシステムはステルス機の探知にも使用でき、場合によっては従来のレーダーよりも優れた性能を発揮します。^[19]

これらは、赤外線センサーとその前面にある水平回転シャッターで構成される、かなり単純なシステムでした。シャッターは、コックピットのメイン迎撃レーダー ディスプレイの下のディスプレイに連動していました。センサーに当たる赤外線光は、初期のレーダーで使用されていたB スコープに似た方法で、ディスプレイ上に「ピップ」を生成します。

このディスプレイは、レーダー システムを手動で「ロックオン」しなければならなかった時代に、レーダー操作員が手動でレーダーをターゲットのおおよその角度に向けられるようにすることが主な目的でした。このシステムは実用性が限られていると考えられ、より自動化されたレーダーの導入により、しばらくの間、戦闘機の設計から姿を消しました。

検出範囲は、以下のような外部要因によって変化する。

• 雲
• 高度
• 気温
• ターゲットの態度
• ターゲットの速度

高度が高くなるほど、大気の密度は低くなり、特に波長が長い場合の赤外線の吸収は少なくなります。空気と航空機の間の摩擦が減っても、赤外線の透過率が向上するという効果は得られません。そのため、高度が高いほど赤外線の検出範囲は長くなります。

高高度では、気温は -30 ～ -50 °C の範囲となり、航空機の温度と背景温度のコントラストがより鮮明になります。

ユーロファイター・タイフーンのPIRATE IRSTは、前方50km、後方90kmの距離から亜音速戦闘機を探知することができる^{[20] 。この値はエンジン排気を直接観測した結果であり、目標が}アフターバーナーを使用している場合はさらに増加する可能性がある。

兵器の発射を決定できるほど十分な確信を持って標的を識別できる距離は、探知範囲よりも大幅に短く、製造業者は探知範囲の約 65% であると主張しています。

赤外線ホーミングや発射して忘れるタイプのミサイルを使用すれば、戦闘機はレーダー装置をまったく作動させずに目標に発砲できるかもしれない。あるいは、戦闘機は必要に応じてレーダーを作動させて、発砲する直前にロックをかけることができる。また、戦闘機は砲の射程距離内に接近して交戦することもできる。

レーダーを使用するかどうかに関わらず、IRST システムにより奇襲攻撃を仕掛けることが可能です。

IRST システムには、IRST 搭載航空機が長距離のターゲットを識別できるように、通常の拡大光学照準器が従属している場合もあります。通常の前方監視赤外線システムとは異なり、IRST システムは、機械的 (または電子的) に操縦されるレーダーと同じように、航空機の周囲の空間を実際にスキャンします。スキャン技術の例外は、F-35 の DAS です。DAS は同時に全方向を監視し、同時に追跡するターゲットの数に制限なく、全方向の航空機とミサイルを自動的に検出して宣言します。

1 つ以上の潜在的なターゲットを発見すると、パイロットに警告し、レーダーのように、各ターゲットの航空機に対する位置を画面に表示します。レーダーの動作と同様に、オペレーターは、特定のターゲットが識別されたら IRST にそのターゲットを追跡するように指示したり、ターゲットが存在すると考えられる場合 (AWACS または他の航空機からの警告など) に特定の方向をスキャンするように指示したりできます。

IRST システムには、大砲の発射やミサイルの発射に対する完全な射撃管制ソリューションを提供するために、レーザー距離計を組み込むことができます ( Optronique Secteur Frontal )。大気伝播モデル、ターゲットの見かけの表面、ターゲット運動解析 (TMA) の組み合わせにより、IRST は距離を計算できます。

最もよく知られている現代の IRST システムは次のとおりです。

•  フランス
  • クラッセ オリゾンテ フリゲート(サフランヴァンピール MB)
  • ROKS独島強襲揚陸艦 (サフラン ヴァンピール MB)
  • 世宗大王級駆逐艦(サフラン ヴァンピール NG)
  • アンザック級フリゲート(サフラン ヴァンピール NG)
  • キャンベラ級着陸ヘリコプタードック(Safran Vampir NG)
  • ホバート級駆逐艦(サフラン ヴァンピール NG)
  • カサード級フリゲート（サフラン EOMS-NG）
  • フロレアル級フリゲート(サフラン EOMS-NG)
  • ホライズン級フリゲート(サフラン EOMS-NG)
  • ベイヌナ級コルベット(サフラン EOMS-NG)
  • アルゼンチン向けゴーウィンド級OPV（サフランEOMS-NG）
  • 空母シャルル・ド・ゴール(タレス・アルテミス)
  • フレム（タレス アルテミス）
  • ダッソー・ラファール(サフラン/タレス・オプトロニク・セクター正面OSF) ^[21]
•  インド
  • スホーイSu-30MKI（OLS-30、国産デュアルバンドIRSTに代替予定）^{[22] [23]}
•  イタリア
  • 航空母艦カヴール（レオナルドSASS）
  • フレム（レオナルド・サス）
  • ドーハ級コルベット（レオナルドSASS）
  • ムシェリブ級海洋哨戒艦（レオナルドSASS）
  • サーブ JAS 39 グリペン E/F (レオナルド スカイワード-G) ^[24]
  • LHDトリエステ (レオナルド DSS-IRST)
•  イタリア/スペイン/イギリス  
  • ユーロファイター タイフーン(ユーロファースト パイレーツ^[25] ) ^{[26] [21]}
•  日本
  • 三菱 F-15J
•  オランダ
  • ハリファックス級フリゲート艦（タレス・ネダーランド・シリウス）
  • デ・ゼーベン・プロヴィンシエン級フリゲート(タレス・オランダ・シリウス)
  • ザクセン級フリゲート（タレス・ネーデルランド・シリウス）
•  ロシア
  • Su-27/30/33/35/37 フランカー(OEPS-27/30; OLS-35) ^[27]
  • ミコヤン MiG-31 (8TK) ^[28]
  • MiG-29/35 (OEPS-29/OLS-13SM-1) ^[27]
  • スホーイ Su-57 (101KS-V)
•  韓国
  • 韓国海軍マラド強襲揚陸艦（ハンファSAQ-600K）
  • 大邱級フリゲート艦（ハンファSAQ-600K）
  • KAI KF-21 ボラマエ
•  スペイン
  • F110級フリゲート艦（インドラ/テクノビットIRST i110）
•  スウェーデン
  • JAS-39E/F グリペン NG (スカイワード-G)
•  七面鳥
  • バルバロス級フリゲート艦(アセルサンPIRI)
  • TCGアナドル(アセルサン ピリ)
  • イスタンブール級フリゲート（アセルサン・ピリ）
  • TAI TF カーン
•  アメリカ合衆国
  • ヴォート F-8 クルセイダー
  • グラマン F-14D トムキャット（AN/AAS-42 IRST）^[21]
  • マクドネル・ダグラス F-15Cイーグル（ロッキード・マーティンAN/ASG-34 IRST21 レギオンポッド搭載）^[29]
  • ボーイング F-15K / SG / SA / QA / IAストライク/アドバンスト イーグル (AN/AAS-42 “タイガーアイズ”)
  • ボーイング F-15EX イーグル II (AN/ASG-34 搭載 レギオン ポッド)
  • ロッキード マーティン F-16C/D/V (AN/ASG-34 搭載レギオン ポッド)
  • ロッキード・マーチン F-16E/F ブロック 60/62 (AN/AAQ-32 IFTS)
  • ボーイング F/A-18E/F スーパーホーネット ブロック III (AN/ASG-34)
  • ロッキード・マーティン F-22 ラプター(AIRST)
  • ロッキード・マーティン F-35 ライトニング II (AN/AAQ-40 電気光学標的システム、AN/AAQ-37 電気光学分散開口システム)
  • アーレイ・バーク級ミサイル駆逐艦（フライトI/II/IIAではマーク46 Mod 1、フライトIIIではマーク20 Mod 1）
  • ファランクス CIWS ブロック 1B

戦闘機は、状況に応じてレーダーの代わりに IRST システムを搭載しており、空中早期警戒管制(AWACS) 機の制御下で他の航空機を追跡する場合や、外部レーダーを使用して戦闘機をターゲットに誘導し、戦闘機が射程内に入ったら IRST を使用してターゲットを検出して追跡する地上管制迎撃(GCI) を実行する場合などに使用します。

• 電気光学照準システム
• AN/AAQ-37 電気光学分散開口システム

• Mahulikar, SP; Sonawane, HR; Rao, GA (2007)、「航空宇宙機の赤外線シグネチャ研究」、Progress in Aerospace Sciences、43(7-8): 218–245
• エデン、ポール編（2004年）、現代軍用航空機百科事典、ロンドン：アンバーブックス社、ISBN 1-904687-84-9
• キンジー、バート（1983）、F-106デルタダート、詳細とスケール、フォールブルック、カリフォルニア州：エアロパブリッシャー、ISBN 0-8168-5027-5。
• スウィートマン、ビル、ボンズ、レイ（1987）、The Great Book of Modern Warplanes、ニューヨーク、ニューヨーク：クラウンパブリッシャー、ISBN 0-517-63367-1

ウィキメディア・コモンズには、赤外線捜索追跡に関連するメディアがあります。

• Fraunhofer Institut IAF 年次報告書 2006 ドイツ語と英語。