チャフ（対抗手段）

チャフは元々ウィンドウ^[1]またはデュッペルと呼ばれ、アルミニウム、金属化ガラス繊維、またはプラスチックの薄い帯を散布するレーダー対抗手段です。^[2]散布されたチャフは大きなレーダー断面積を生み出し、レーダーシステムを盲目にしたり混乱させたりすることを目的とします。^[3]

現代の軍隊は、アクティブレーダー誘導ミサイルを標的からそらすためにチャフを使用しています。軍用機や軍艦には、自衛のためにチャフ散布システムを装備することができます。大陸間弾道ミサイルは、その中間段階で、他の貫通補助装置とともにチャフを放出することがあります。

現代のレーダーシステムはドップラー効果を測定することでチャフと正当なターゲットを区別することができます。^[4]チャフは航空機から離れた後に急速に速度を落とし、その結果生じるレーダー反射の波長のシフトを測定することができます。これに対抗するために、チャフ雲はドップラー補正された周波数で防御車両によって照射することができます。これはJAFF（ジャマープラスチャフ）またはCHILL（チャフ照射）として知られています。^[5]

チャフを使用するというアイデアは、英国、ドイツ、米国、日本でそれぞれ独立に発展した。1937年、英国の研究者ジェラルド・タッチは、ロバート・ワトソン＝ワットとレーダーの研究をしていたとき、気球やパラシュートから吊るした長いワイヤーが偽のエコーでレーダーシステムを圧倒するかもしれないと示唆し^[6]、RVジョーンズは、空中を落下する金属箔片で同様のことが可能かもしれないと示唆した。^[7] 1942年初頭、電気通信研究施設（TRE）の研究者ジョーン・カランはこのアイデアを調査し、航空機からアルミニウム片の束を投下して偽のエコーの雲を発生させる方法を考案した。 ^{[8]初期のアイデアは、ノート1ページほどの大きさのシートを使用するというものだった。これを印刷して}宣伝ビラとしても機能させる予定だった。^[9]最も効果的なバージョンは、正確に27cm×2cm（10.63インチ×0.79インチ）の黒い紙のストリップをアルミホイルで裏打ちし、1つあたり1ポンド（0.45kg）の重さの束に詰めたものであることがわかった。TREの責任者であるAP Roweは、この装置に「Window」というコード名を付けた。ドイツでは、同様の研究からDüppelが開発されていた。このドイツのコード名は、1942年頃にドイツで最初のチャフテストが行​​われた土地に由来している。^{[9]イギリスが}ティザードミッションを通じてこのアイデアを米国に伝えると、フレッド・ホイップルがUSAAF向けにストリップを分配するシステムを開発したが、これが実際に使用されたかどうかは不明である。

これらのシステムは、標的のレーダーの波長の半分に切断された小さなアルミニウムのストリップ（またはワイヤ）という同じ概念を使用していました。レーダーに当たると、そのような長さの金属は共鳴し、信号を再放射します。 ^[9]敵の防衛側は、チャフによって引き起こされるエコーと航空機を区別することはほとんど不可能です。その他のレーダー混乱技術には、マンドレル、パイペラック、ジョスル、カーペットというコード名で呼ばれる空中妨害装置がありました。マンドレルはドイツのフレイヤレーダーを標的とした空中妨害装置であり、^[10]カーペットは砲を据えるヴュルツブルクレーダーを標的としていました。敵の空軍がこの原理をどの程度知っているかを知らなかったため、計画立案者は、敵がそれを複製できるため、使用するには危険すぎると判断しました。英国政府の指導的科学顧問であるリンデマン教授は、イギリス空軍（RAF）がドイツに対してそれを使用した場合、ドイツ空軍はすぐにそれを模倣し、新しい電撃作戦を開始する可能性があると指摘しました。これはイギリス空軍の戦闘機司令部と対空司令部に懸念を引き起こし、1943年7月までウィンドウの使用を抑制しました。^{[11]戦闘機司令部が使用できる新世代のセンチメートルレーダーは、}ドイツ空軍の反撃に対処できると考えられていました。

バイティング作戦 （1942年2月）中に英国に持ち帰られたヴュルツブルクのレーダー装置の調査とその後の偵察により、ドイツ軍のレーダーはすべて3つ以上の周波数範囲で動作しておらず、妨害を受けやすいことが英国に明らかになった。イギリス空軍爆撃司令部の最高司令官アーサー・トラヴァース「爆撃機」ハリスは、ハンブルクに対する1週間の爆撃作戦であるゴモラ作戦の一環として、最終的にウィンドウを使用する承認を得た。ウィンドウを使用するように訓練された最初の航空機乗組員は第76飛行隊にいた。24人の乗組員は、アルミニウム処理された紙片の束（処理された紙は重量を最小限に抑え、紙片が空中に留まる時間を最大化して効果を長引かせるために使用された）を、ストップウォッチを使用して1分ごとに1本ずつフレアシュートから投下する方法について説明を受けた。レーダー誘導の主探照灯が空をあてどなくさまよっていた。対空砲はランダムに発射するか、まったく発射せず、夜間戦闘機のレーダー画面は偽のエコーで埋め尽くされ、爆撃機の進路をまったく見つけられなかった。1週間以上にわたり、連合軍の攻撃はハンブルクの広大な地域を破壊し、4万人以上の民間人が死亡したが、初日の夜に失われたのは791機の爆撃機のうちわずか12機だった。各飛行隊はすぐに爆撃機にチャフの投下をさらに容易にする特別なシュートを取り付けた。これは作戦をより安全に進めるための進歩とみなされ、多くの乗組員はドイツ軍が対抗手段を見つける前にできるだけ多くの飛行を行った。

当初、この金属片はドイツ民間人を困惑させたが、ドイツの科学者たちはそれが何であるかを正確に知っていた（デュッペル）が、リンデマンがイギリス人に指摘したのと同じ理由でそれを使用することを控えていた。1年以上にわたって、紛争の両陣営が相手のレーダーを妨害するためにチャフを使用する方法を知っていながら、相手が同様の報復を恐れてそうすることを控えるという奇妙な状況が生じた。チャフにより、カムフーバー・ラインの地上管制ヒンメルベット（キャノピーベッド）戦闘機は夜空の標的を追跡できなくなり、初期のUHFバンドB/CおよびC-1バージョンの空中迎撃リヒテンシュタイン・レーダー（ 1943年5月にイギリス軍がこれを装備したユンカース Ju 88R-1夜間戦闘機を鹵獲した後）は役に立たなくなり、地上レーダーに依存するレーダー誘導銃やスポットライトの目をくらませた。ハヨ・ヘルマン大佐は、正確な地上誘導の欠如に対処するために「ワイルド・ザウ（猪）」戦術を開発し、この戦術を使用する3つの新しい戦闘機飛行隊（ JG 300、JG 301、JG 302）を編成した。地上オペレーターは、単座戦闘機と夜間戦闘機を無線でチャフが最も集中している地域（チャフの発生源を示す）に誘導し、戦闘機のパイロットが、多くの場合下方の火炎やサーチライトの照明を逆手に取って目標を視認できるようにした。単座戦闘機のいくつかには、爆撃機からのH2Sレーダー（最初の空中地上走査レーダーシステム）の放射 を検出するためのFuG 350ナクソス装置が搭載されていた。

ハンブルク空襲から6週間後、ドイツ空軍は1943年10月7日から8日にかけての夜の空襲で、長さ80cm×1.9cm（31.50インチ×0.75インチ）のデュッペルを使用した。 ^[12] 1943年の空襲と1944年2月から5月にかけてのシュタインボック作戦の「ミニ電撃作戦」では、デュッペルのおかげでドイツ爆撃機が再びロンドン上空で作戦を試みることとなった。理論的には効果的であったが、爆撃機の数が少なく、特にイギリス空軍の夜間戦闘機部隊の規模が大きいため、作戦は最初から失敗に終わった。イギリスの戦闘機は多数で上空に飛来し、デュッペルにもかかわらずドイツ爆撃機を発見することが多かった。1943年12月2日、イタリアのバーリ空襲では、連合軍のレーダーがデュッペルの使用によって欺かれ、ドイツ軍はより良い結果を得た。^[13]

1942年にイギリスのジョーン・カランによって発見された後、チャフは米国で天文学者のフレッド・ホイップルと海軍技術者のマーウィン・ブライによって共同発明された。ホイップルは当時一緒に働いていた空軍にこのアイデアを提案した。^[14]初期のテストは、箔片がくっついて塊になって落下し、ほとんど効果がなかったため失敗に終わった。ブライは、箔片が排出される際に箔片が擦れて静電気を帯びるカートリッジを設計することでこの問題を解決した。箔片はすべて同様の電荷を帯びていたため、互いに反発し合い、完全な対抗効果を発揮した。戦後、ブライはこの功績により 海軍優秀文民賞を受賞した。

太平洋戦域では、海軍少佐の須藤一が「偽装紙」と呼ばれる日本製の偽装紙を発明した。偽装紙は1943年半ば、ソロモン諸島の夜戦で初めて使用され、ある程度の成功を収めた。^[15]製造に必要なアルミニウム不足により、需要が競合し、使用が制限された。^{[16] 1945年2月21日、}硫黄島の戦いで、偽装紙はUSS サラトガへの神風特攻隊の攻撃に先立って効果的に使用された。^[17]

フォークランド紛争（1982年）ではイギリスの軍艦がチャフを多用した。

この戦争中、イギリスのシーハリアー機には従来のチャフ散布機構がなかった。^[18] そのため、イギリス海軍の技術者は溶接棒、割りピン、紐を使った即席の散布システムを設計し、これにより6つのチャフパケットをエアブレーキウェルに保管し、飛行中に散布することができた。このシステムはその複雑さから「ヒース・ロビンソン・チャフ改造」と呼ばれることが多かった。 ^[19]

チャフは大量の散乱反射を生成し、レーダー画面を詰まらせる可能性がありますが、比較的ゆっくりと空を移動するため、簡単に除去できます。

レーダーはドップラー効果を利用して、チャフと高速で移動する目標航空機を区別することができます。

ドップラー効果は、レーダービームに平行な速度成分に対してのみ発生します。

これを克服するために、使用時には大量のチャフが散布され、航空機は主にレーダー源に対して垂直に移動するように旋回します。また、レーダービームにさらされる断面積を最小限に抑えるために回転することもあります。

これにより、航空機を事実上静止しているチャフから分離することがより困難になり、レーダーが通常、低速度に関連する周波数に対して低感度のノッチを組み込むため、「ノッチング」として知られています。

現代のレーダー システムに対しては効果は一時的なものと思われますが、以下に説明するように Chill と Jaff を使用することで効果を延長することができます。

チャフの重要な特性の 1 つは、軽量で、大量に運搬できることです。その結果、チャフは放出されると、航空機やロケット ランチャーから得た前進速度をすぐに失い、ゆっくりと地面に落下し始めます。敵のレーダーから見ると、チャフは急速に相対速度ゼロに減衰します。現代のレーダーはドップラー効果を使用して物体の視線速度を測定し、高速で移動し続ける航空機とチャフを区別できます。これにより、レーダーはチャフを画面から除外できます。^[20]

このフィルタリングに対抗するために、JAFFまたはCHILL技術が開発されました。これは、航空機にジャマー放送局を追加して、航空機の周波数と一致する適切な周波数を持つ信号をチャフクラウドから反射させるものです。これにより、ドップラーシフトのみを使用してチャフ信号をフィルタリングすることは不可能になります。実際には、信号に意図的にノイズをつけて、複数の偽のターゲットを提示します。^[20]

本質的には、JAFF技術は低コストのオフボードデコイであり、妨害装置を発射台からデコイに移動し、チャフを反射器として使用して角度分離を提供します。^[20]

フォイルチャフは、ボーイング B-52 ストラトフォートレス爆撃機など、一部の航空機ではまだ使用されていますが、このタイプはもはや製造されていません。フェアチャイルド・リパブリック A-10 サンダーボルト II、マクドネル・ダグラス F-15 イーグル、ジェネラル・ダイナミクス F-16 ファイティング・ファルコン、マクドネル・ダグラス F/A-18 ホーネットなどの航空機で使用されているチャフは、アルミニウムでコーティングされたガラス繊維でできています。これらの繊維「ダイポール」は、できるだけ長く空中に留まるように設計されており、通常、直径は 1ミル(0.025 mm)、長さは 0.3 インチ (7.6 mm) から 2 インチ (51 mm) 以上です。新しい「超微細」チャフの直径は通常 0.7 ミル (0.018 mm) です。チャフは、航空機に取り付けられた管状のカートリッジで運ばれ、それぞれに約 300 万から 500 万本のチャフ繊維が含まれています。チャフは小さな火工品の装薬によって駆動されるプラスチックピストンによって薬莢から排出される。^[21]

チャフ対抗手段には、連続周波数で動作するレーダー誘導ミサイルに対して使用される連続波（CW）チャフと、パルス周波数で動作するミサイルに対して使用されるパルスチャフの2つの主なタイプがあります。^[22]

籾殻の公衆衛生および環境への影響に関する研究はそれほど多くありません。米国国防総省が後援した 1998 年の研究レビューでは、「現在訓練で使用されている籾殻の広範囲にわたる環境、人間、農業への影響は無視できるほどで、他の人為的排出物による影響よりもはるかに少ない」と述べられています。^[2]

• 弾道ミサイル防衛
• 対策
• 赤外線対策
• 電子対抗手段
• フレア（対抗手段）
• SRBOC（Super Rapid-Blooming Offboard Chaff）は、船上チャフシステムです。

• グレッグ・ゴーベル著『The Wizard War: WW2 & The Origins Of Radar』v.2.0.2、2021年5月26日取得
• ジョーンズ、RV（1978年）。『最も秘密の戦争：1939年から1945年のイギリス科学諜報部』ロンドン：ハミッシュ・ハミルトン。ISBN 0-241-89746-7。
• ネリ、フィリッポ（2006）。電子防衛システム入門。SciTech Publishing。ISBN 978-1-63-081534-9。

ウィキメディア・コモンズには、チャフに関連するメディアがあります。

• BBC: レーダーの歴史
• インディペンデント紙、1999年2月19日、タム・ダリエルによるジョーン・カランの訃報
• 窓、太陽彫刻と太陽印刷機の歴史
• Global Security.org チャフに関する議論
• 国際爆撃機司令センター デジタル アーカイブの RAF ウィンドウ。