ミサイル接近警報システム

ミサイル接近警報 システム(MAW) は、一部の軍用機の航空電子機器パッケージの一部です。センサーが攻撃ミサイルを検出します。自動警告により、パイロットは防御操作を行い、ミサイル追跡を妨害するために利用可能な対抗手段を展開するよう指示されます。

誘導式地対空ミサイル (SAM) システムは第二次世界大戦中に開発され、1950 年代に存在感を示し始めました。これに対応して、電子対抗手段(ECM) と飛行戦術が開発され、これを克服しました。信頼性が高く、タイムリーな脅威警告が発せられた場合、これらは非常に効果的であることが証明されました。

1960年代以降の敵の行動による航空機の損失を分析すると、損失全体の少なくとも70％が受動的な熱追跡、すなわち赤外線（IR）誘導ミサイルによるものであることが示されています^{[要出典] 。}レーダー誘導SAMシステムは交戦距離が長く、高速で、機動性が高く、より大きな弾頭を搭載し、近接信管を装備していることを考えると、 これは驚くべきことかもしれません。

赤外線誘導ミサイルが効果的だった主な理由は、それに対する効果的な警報システムの開発にかなり長い時間がかかったことです。撃墜された航空機のほとんどは、ミサイルが飛んでくることを知りませんでした。一方、 レーダー警報受信機は1970 年代初頭にすでにその有効性を実証しており、レーダー脅威に対する航空機の生存率を大幅に向上させました。

最初の空対空赤外線ミサイルは 1950 年代に登場しました。この技術により、ミサイルの設計がよりコンパクトになり、赤外線携帯式防空システム(MANPADS)、つまり肩から発射するミサイルの開発が可能になり、1960 年代までに運用可能になりました。

IR MANPADS は比較的安価で、非常に堅牢で、操作が簡単で、探知されにくい。また、レーダー誘導 SAM 配備に伴う、その存在が明らかになることの多いレーダー皿などのインフラストラクチャも必要ありません。

MANPADS は大量に製造されている (1970 年以降に製造された数は 70 万台に上る^[1] )。冷戦期および冷戦直後の時代には、MANPADS が大量に増加した。かなりの量が闇市場で入手可能で、手頃な価格で入手でき、非国家組織やいわゆる「非対称」脅威の手に渡っている ( 2003 年 2 月のJane's Intelligence Reviewの推定では、この数は 15 万台に上るとされている^{[2] )。Jane's Terrorism and Insurgency Centre が 2003 年 8 月 13 日に発表した記事「MANPADS の急増と民間航空への脅威」では、} SA-7のような MANPADS の闇市場での価格は5,000 ドル程度になる可能性があると推定されている^{[3] 。}

MANPADS の所在に関する情報は、特に「非国家」組織の手にある場合、通常は曖昧で信頼性に欠けます。このため、MANPADS による攻撃がいつどこで発生するかを予測することが困難になります。

1980 年代までに登場した第 2 世代および第 3 世代の MANPADS は、新しいシーカー ヘッド技術、改良されたロケット モーター、および空力の改良により、MANPADS の性能と有効性がさらに向上しました。その性能は、致死範囲、最小発射角度、機動性、および全方位の交戦角度の点で向上しました (第 1 世代の MANPADS は後方セクター攻撃のみに制限されていました)。また、電子対抗手段(ECM) に対する耐性も向上しました。

そのため、MANPADS は、ヘリコプター、軽飛行機、民間および軍用輸送機 (進入時および離陸時) などのより脆弱なプラットフォームに対して特に、さらに致命的になりました。これらのプラットフォームは速度が遅いため、高性能の戦闘機や攻撃機と比較して、MANPADS のキル ゾーン内で過ごす時間が長くなります。

2007年までに民間航空機に対するMANPADS攻撃が50回以上記録されている。そのうち33機が撃墜され、800人以上が死亡した。^[4]

航空機を赤外線誘導ミサイルから守るには、ほとんどの場合、第一にミサイルの信頼性の高い検出と警告、第二に効果的な ECM の適用が重要です。

例外は全方向性 IR ジャマーで、これはミサイル警報をまったく利用せず、スイッチが入っている間は変調された IR エネルギーを放射するだけです。これらのジャマーは 1970 年代から存在しており、正しいジャミング変調技術が適用されると、近赤外線帯域 (1 ～ 2マイクロメートル(μm)) で動作する第 1 世代の振幅変調 MANPADS に対してかなり効果的でした。第 2 世代および第 3 世代の MANPADS の登場により状況は変わりました。これらは中赤外線帯域 (3 ～ 5 μm) で動作し、より高度な変調技術 (たとえば周波数変調) を使用します。全方向性 IR ジャマーはこれらのミサイルを妨害する代わりに、ミサイルが追尾する原因となりました。

IR MANPADS に対してタイムリーな警告を提供することは困難です。発射前に存在を警告することはなく、アクティブ IR、レーダー誘導、または検出可能な放射線を放出する可能性のあるレーザー指示装置に依存しません。これらは通常、発射して忘れるタイプで、ターゲットをロックオンして攻撃し、ターゲットまで高速で移動して数秒で破壊することができます。これらは小さいながらも目に見えるレーダー シグネチャを持ち、また、プラットフォームに応じて、通常は非常に短時間燃焼する推進剤も備えています。

MANPADS は比較的射程距離が短い兵器で、通常は最大約 5 キロメートル、攻撃範囲の中心は 1 ～ 3 キロメートルです。そのため、1 キロメートル離れたターゲットに着弾するまでの時間 (TTI) はわずか約 3 秒であるため、効果的に対抗するには誤差の余地がほとんどありません。3 キロメートルと 5 キロメートルのターゲットに対する TTI も比較的短く、それぞれわずか 7 秒から 11 秒強です。

MAW は、適切な対抗措置対応を可能にするために、信頼性が高くタイムリーな警告を提供する必要があります。 100% に近い警告確率 (POW) と、近くのミサイル発射に対抗するための非常に高速な反応時間 (1 秒程度) が不可欠です。

航空機の乗組員は、システムに高い信頼を寄せている場合にのみ、このシステムに依存します。MAW は、さまざまな方向から複数の光源 (脅威を含む場合があります) が照射された場合でも、誤報率(FAR) が十分に低くなければなりません。

素早い応答時間と低い FAR は、本質的に相反する要件です。受け入れ可能なソリューションには、POW を犠牲にすることなく、最も成功する最終結果を提供するためのバランスの取れたアプローチが必要です。より長い衝突時間 (TTI) の警告がほぼ常に望ましいため、低すぎる FAR というものが存在するという結論に至ります。すべての警告システムはデータを収集し、一定の信頼レベルに達したときに決定を下します。誤報は決定エラーを表し、(最適な処理を前提として) より多くの情報を収集することによってのみ減らすことができますが、これにはより多くの時間がかかり、必然的に衝突時間の短縮につながります。ほとんどのユーザーは、TTI の短縮ではなく、FAR の増加 (運用が制限され始めるまで) を許容します。これは、生存の確率が、対抗手段を展開できる時間を表す TTI にかなり直接依存するためです。

正確な方位角と仰角の迎角 (AOA) 情報も、非常に重要な要件です。指向性赤外線対抗手段 (DIRCM) システムは、 MAW システムに依存して、十分な精度の初期指向 (約 2 度) を実現し、DIRCM が飛来するミサイルを適時に確実に捕捉して対処できるようにします。

正確な AOA は、対抗手段デコイ (フレア) の散布方向を決定する際にも重要です。プラットフォームと散布されたデコイの両方が、飛来するミサイルの瞬間視野 (IFoV) 内に留まる状況を回避することが重要です。そのような状況では、ミサイルはデコイを通過した後でも、プラットフォームに命中する可能性があります。これは、低速飛行する航空機の場合のように、デコイとプラットフォームの分離に時間がかかりすぎる場合に特に重要です。

正確な AOA は、プラットフォームがデコイを散布してミス距離を増やすときに、より適切に操作する必要がある場合にさらに重要です。これは、デコイの射出速度によって生じる分離が高速で打ち消される傾向がある高速ジェット機に当てはまります。ミサイルが 5 時または 7 時のセクター間で後方から接近する場合、デコイとプラットフォーム間の角度を確立/増加するために、接近するミサイルに向かって旋回することが特に重要です。AOA が十分に正確でない場合、パイロットは間違った方向に旋回して、上記のような状況に陥る可能性があります。

また、関連するケース（短距離発射）では人間の反応時間が長すぎるため、システムは完全に自動化される必要があります。

軽飛行機、ヘリコプター、戦闘機では、通常、追加機器のためのスペースと質量容量が限られています。また、システムは空気抵抗を悪化させる可能性があるため、物理的なサイズとボックスの数を最小限に抑える必要があります。さらに、電力消費はプラットフォームの電気システムの容量内に抑える必要があります。

スペースが限られている計器パネルでの重複を避けるには、表示機能と制御機能を統合することが望ましいです。プラットフォームにレーダーとミサイル警報システムの両方が装備されている場合、HMI は両方の脅威を明確かつ明確に表示する必要があります。

統合 HMI は、システムの動作状態、保守状態、動作モード、デコイの残量なども表示する必要があります。個別のコントロール パネルは、ECM のオン/オフやデコイの投棄機能など、飛行の安全を目的としてのみ正当化されます。

電子戦（EW）自己防衛システムの調達には、直接的および間接的なコストの影響があります。

直接コストには、システムの初期価格、スペアパーツ、およびシステムのライフサイクル全体を通じてシステムのパフォーマンスと可用性が維持されるようにするためのテスト機器が含まれます。

航空機へのEWシステムの設置と統合は別の直接的なコストである

一方、間接コストには、システムを搭載することによる航空機の性能低下が含まれ、それが航空機の運航コストに悪影響を及ぼします。

したがって、すべての要素を考慮する必要があるため、システムの初期価格が最も安いことが必ずしも最善のソリューションになるとは限りません。システムの全体的なコスト効率、つまり価格とパフォーマンスの比率は、どのシステムを選択するかを決定する上でより重要です。

MAW システムには、パルスドップラーレーダー、赤外線、紫外線をベースにした 3 つの異なる技術が使用されています。各技術にはそれぞれ長所と短所があり、次のようにまとめることができます。

利点

• 接近するミサイルの距離と速度を測定できます。これにより、着弾までの時間 (TTI) を決定し、対抗手段 (フレア) の放出のタイミングを最適化できます。
• 燃焼するミサイルの推進装置に依存しません。
• 気象条件の影響を受けにくい。

デメリット

• 高度な脅威環境では、アクティブ システムは MAW によるレーダー放射によって航空機の存在を明らかにし、脆弱性を高める可能性があります。
• MANPADS のようなレーダー断面積の小さい小型ミサイルの探知範囲は限られており、警告時間が短くなり、結果としてデコイの散布が遅れる可能性があります。
• DIRCMシステムを誘導するのに十分な精度で方向を測定できません。
• 他の RF ソースによって誤報が発生しやすくなります。
• 動作周波数を慎重に選択しないと、地上の航空管制レーダーとの干渉を引き起こす可能性があります。
• 空間的な制限により、パッシブ システムよりも統合が困難です。

利点

• 天候条件が良好な場合、大気中の赤外線の透過率は、太陽光を遮る紫外線の透過率よりも高くなる傾向があります。
• 地上の乱れがない高度では、より長い検出範囲を実現できる可能性があります。
• 高度でモーターが燃え尽きた後のミサイルの運動熱を検出できる可能性がありますが、IR 背景の乱れが大きいため、低高度ではおそらく検出できません。
• DIRCM を向けるための適切な AOA 情報と、デコイの散布方向と操縦に関する適切な意思決定を提供します。

デメリット

• 液体の水や氷を通した IR 透過率は非常に低いため、全天候型の動作は不可能です。レンズ上または脅威とセンサーの間の大気中に数十マイクロメートルの水が存在するだけでも、MWIR センサーと LWIR センサーの両方が実質的に盲目になります。
• 大量の自然（太陽光）および人工の IR クラッターと競合する必要があります。
• したがって、地球から発生する高い IR 背景クラッターにより、地対空ミサイルに対する誤報率および/または警報確率は大きな問題となります。
• 誤報の問題を軽減するには膨大な計算能力が必要であり、その結果コストが上昇します。
• 一部のシステムでは、背景の乱雑さを抑えて FAR を低くするために 2 つのカラー検出器が使用されています。これによりいくつかの問題が解決されるものの、光学、感度、および非常に高いピクセル レートの要件によりシステムがさらに複雑になり、コストと信頼性に悪影響を与えるため、他の問題も生じます。
• 実際の範囲情報は提供できません。
• 従来の IR 検出器は、十分な信号対ターゲット比を達成するために、瞬間視野が非常に狭くなっています。そのため、360° 方位をカバーするには大型の検出器アレイが必要となり、これもコスト増加の要因となります。
• 冷却された検出器が必要となり、ライフサイクルのロジスティックサポートが複雑になり、所有コストが高くなります。
• 将来の新技術による低 IR/UV 放出ロケット モーターに対しては、検出範囲が制限される可能性があります。

利点

• 太陽光の届かない紫外線スペクトル波長領域で動作するため、自然（太陽）による誤報はありません。したがって、UV ベースの MAW システムでは、IR ベースのシステムと比較して、解決すべき誤報の問題が大幅に軽減されます。
• 混雑した背景環境では警告の確率が非常に高くなります。
• 太陽光の乱反射の影響を受けず、液体の水の影響もほとんど受けないため、全天候型で動作します。
• 広い瞬間視野。
• デコイ散布の適切な意思決定、操縦、および DIRCM の指向に非常に優れた AOA 情報を提供します。
• 近くのミサイル発射に対して高速に反応します。
• パルスドップラーや IR テクノロジーよりもシンプルなシステムです。
• 冷却を必要とせず、中程度の計算能力のみを必要とします。
• ライフサイクルコストが低い。

デメリット

• 接近するミサイルを検出するには、ミサイルのロケット モーターが燃焼している必要があります。これには、固体燃料ロケット モーターに関連する高い有効燃焼温度が必要です。
• IR ベースのシステムは高度に対してはおそらく優れていますが、地対空ミサイルに対しては UV の方が優れています。
• 実際の距離情報は提供できませんが、接近するミサイルの信号の振幅の急激な増加から TTI を導き出すことができます。
• 将来の新技術による低 IR/UV 放出ロケット モーターに対しては、検出範囲が制限される可能性があります。

現在利用可能な MAW システムと開発中のシステムは、3 種類のテクノロジーすべてを表しています。各テクノロジーには長所と短所があり、どれも完璧なソリューションではありません。

フランス

• MWS - 20 (Damien) 元々は Dassault Electronique (現Thales )製

イスラエル

• ELTA の EL/M-2160 (ALQ – 199)

日本

• J/APQ – 1 * 三菱電機株式会社より

ロシア

• LIP MAW（旧式システム）
• Phazatron NIIR Corporation の Arbalet-D

英国

• PVS 2000は元々GEC MarconiとPlessey Avionics（現在はSELEXとThales）が開発した（旧式システム）^[5]

英国とイタリア

• SELEXとElettronicaのAMIDS（ Praetorian DASSのコンポーネント、PVS 2000から開発）^[6]

私たち

• AN/ALQ – 127 元々はウェスティングハウス社製（現在はノースロップ・グラマン社製）（旧式システム）
• AN/ALQ – 153 元々はウェスティングハウス社製（現在はノースロップ グラマン社製）（旧式システム）
• AN/ALQ – AIL からの 154 (旧システム)
• AN/ALQ – BAE Systems EI&Sの 156

フランス

• SagemとMBDAのDDM-SAMIR/DDM-NG ^[7]

ドイツ

• BGT の PIMAWS (生産/開発状況は不明)

ドイツとフランス

• Hensoldt (Hensoldt Holding GmbH)、Thales、Airbus DS GmbHの MIRAS

インド

• DARE（DRDOの研究室）のDCMAWS 。 ^{[8] [9] [10]}

イスラエル

• Elisra の PAWS

イタリア

• レオナルド・メア^[11]

ロシア

• KRETおよびエクラン科学研究所のS大統領（BKO）^[12]

トルコ

• アセルサンのIRIS 200 ^[13]

英国

• 英国タレス社のELIX-IR（生産・開発状況は不明）

私たち

• L-3 シンシナティ エレクトロニクスの AN/AAR 44B
• ノースロップ・グラマン社のMIMS（生産/開発状況は不明）
• JATASは、米海軍との契約に基づきアライアント・テックシステムズ（ATK）とBAEシステムズが開発中で、2015年後半に最初の運用展開が予定されている。
• ロッキード・マーティンの F-22 用 AN/AAR-56 (運用中)
• ノースロップ・グラマンまたはレイセオン製の F-35 用 AN/AAQ-37 分散開口システム (DAS) (運用中)

米国とイスラエル

• PAWS - レイセオンとエリスラの2

ドイツ

• Hensoldt Holding GmbHのAN/AAR-60またはMILDS（ミサイル発射検知システム）。^[14]

インド

• DRDOのUVMAWS ^[15]

イスラエル

• ギター – ラファエルの 350 (生産/開発状況は不明)

ロシア

• 101KS-U は、ロシア空軍の第 5 世代 Su-57 航空機用の 101KS Atoll 電気光学 (EO) システムの一部です。

スウェーデン/南アフリカ

• サーブ・アビトロニクスのMAW 300 ^[16]

トルコ

• アセルサンのIRIS 100 ^[17]

私たち

• アップグレードされた AN/AAR-47A(V)2 センサーを搭載したAN/AAR-47 。
• AN/AAR-54 は元々ウェスティングハウス社製（現在はノースロップ・グラマン社製）
• AN/AAR-57は元々サンダース社（現BAEシステムズEI&S社）製^[18]

• スホーイ Su-30MKM MAW-300
• レーダー警報受信機
• 赤外線ホーミング（パッシブミサイル誘導システム）
• 指向性赤外線対策
• 電子対抗手段
• アクティブレーダーホーミング

• 航空機の自己防衛（PDF）
• 熱追尾ミサイル誘導