地対空ミサイル

第二次世界大戦中、対空砲は性能が向上し続ける爆撃機に対してほとんど役に立たないと一般的に考えられていたため、地対空ミサイルの開発が始まった。対空砲弾の致死半径はかなり小さく、「命中」する確率は基本的に1発あたり一定の割合である。目標を攻撃するために、航空機が射程内にある間、砲はできるだけ多くの砲弾を発射するために継続的に発射され、そのうちの1発が致死範囲内に着弾する可能性を高める。多数のドイツ軍88mm砲の射程範囲内で運用されていたボーイングB-17に対しては、爆撃機1機を撃墜するために平均2,805発の砲弾を発射する必要があった。^{[ 4 ]}

より高高度を飛行する爆撃機は、到達するためにより大きな砲と砲弾を必要とする。これによりシステムのコストが大幅に増加し、（一般的に）発射速度が低下する。より高速の航空機はより早く射程外に飛び去るため、それらに対して発射される弾丸の数が減少する。ボーイング B-29 スーパーフォートレスのような終戦間際の設計や、アラド Ar 234のようなジェット機に対しては、対空砲は基本的に役に立たないだろう。^{[ 5 ]}この可能性は、1942 年までにすでに明らかになっており、ヴァルター・フォン・アクステルムは、対空砲防御の増大する問題について概説し、間もなく「航空機の速度と飛行高度が徐々に1,000 km/h (620 mph)と10,000～15,000 m (33,000～49,000 ft)に達する」と予測した。^{[ 5 ] [注 1 ]}これは一般的に見られた。 1943年11月、イギリス海軍砲術部長は、ジェット機に対して砲は役に立たないと結論付け、「艦から発射された際に制御を失うような砲弾は、この件に関して我々にとって何の役にも立たない」と述べた。    

枢軸国の取り組み

SAM開発プロジェクトの最初の本格的な検討は、1941年にドイツで行われた一連の会話から始まった。2月、フリードリヒ・ハルダーが「対空ロケット」のコンセプトを提案し、ヴァルター・ドルンベルガーはヴェルナー・フォン・ブラウンに、高度15,000～18,000メートル（49,000～59,000フィート）に到達できる誘導ミサイルの研究を準備するよう依頼した。フォン・ブラウンは、より良い解決策は有人ロケット迎撃機であると確信し、7月にT-Amtの責任者であるロルフ・ルフトにその旨を伝えた。ドイツ空軍の対空部隊の責任者は有人航空機には興味がなく、その結果生じたチーム間の意見の相違により、SAMの本格的な検討は2年間遅れた。^{[ 6 ]}  

フォン・アクステルムは1942年に懸念を公表し、この問題は初めて真剣に検討されるようになった。液体燃料ロケットと固体燃料ロケットの初期開発計画は、1942年の高射砲開発計画の一部となった。^{[ 7 ]}この時点でペーネミュンデのチームによる本格的な研究が準備され、1940年のFeuerlilie、1941年のWasserfall、Henschel Hs 117 Schmetterlingなど、いくつかのロケット設計が提案された。これらのプロジェクトは、連合軍の航空部隊による最初の大規模な空襲が始まった1943年まで、実際の開発には至らなかった。問題の緊急性が高まるにつれて、EnzianやRheintochterなどの新しい設計が追加され、波状発射用に設計された無誘導のTaifunも追加された。 ^{[ 8 ]}

一般的に、これらの設計は2つのグループに分けられます。1つのグループは爆撃機の前方で高度を上げ、有人航空機と同程度の低速で正面から接近して爆撃機に向かって飛行するものでした。このグループには、Feuerlilie、Schmetterling、Enzianなどが含まれます。2つ目のグループは、通常超音速で、下方から目標に向かって直接飛行する高速ミサイルでした。このグループには、WasserfallとRheintochterが含まれます。どちらのタイプも、目視または単一のレーダー画面上でミサイルと目標の反射を比較することによって、無線誘導を使用していました。これらのシステムの開発はすべて同時に行われましたが、いずれも実戦投入できる状態になる前に戦争は終結しました。軍内のさまざまなグループ間の内紛も開発の遅延につながりました。KometやNatterのような一部の極端な戦闘機設計は、想定される用途においてSAMと重複していました。

アルベルト・シュペーアは特にミサイル開発を支持していた。彼の意見では、ミサイルが最初から一貫して開発されていれば、1944年の大規模な爆撃は不可能だっただろう。^{[ 9 ]}

連合軍の努力

イギリスは第二次世界大戦の開戦間近に無誘導対空ロケット（ Zバッテリーという名称で運用された）を開発したが、連合国側が通常制空権を握っていたため、同様の兵器に対する需要はそれほど切迫していなかった。

1943年にヘンシェルHs 293とフリッツX滑空爆弾によって連合国の艦船が数隻沈没したことで、連合国の関心は変化した。これらの兵器は、爆撃機が艦船の対空砲の射程外にとどまる距離から投下され、ミサイル自体も小さくて速すぎて効果的に攻撃できなかった。^{[ 10 ]}

この脅威に対抗するため、米海軍はラムジェット推進ミサイルを開発し、長距離から発射機を破壊する作戦「バンブルビー作戦」を開始した。 ^{[ 10 ]}当初の性能目標は、水平距離10マイル（16km ）、高度30,000フィート（9,100m ）で迎撃し、弾頭重量300～600ポンド（140～270kg ）、命中率30～60%とすることであった。^{[ 11 ]}この兵器は16年後にRIM-8タロスとして運用開始された。^{[ 12 ]}   

フィリピン解放と沖縄戦における特攻攻撃による船舶の甚大な損失は、誘導ミサイル開発へのさらなる動機となった。^{[ 10 ] [ 13 ]}これにより、イギリスのフェアリー・ストゥージとブレイクマインの開発^{[ 14 ]} 、およびアメリカ海軍のSAM-N-2ラークの開発につながった。^{[ 15 ]}ラークはかなりの困難に直面し、実戦投入されることはなかった。終戦により、イギリスの開発は生涯を通じて研究開発のみに使用された。^{[ 13 ]}

戦後間もない時期には、世界中で地対空ミサイルの開発が進められ、そのうちのいくつかは1950年代前半から中頃にかけて実戦配備された。

対空砲に関してドイツ軍と同じ結論に達した米陸軍は、1944年にプロジェクト・ナイキの開発を開始した。ベル研究所が主導したナイキ・エイジャックスは、1952年に量産型で試験され、1954年3月に運用開始された最初の実戦配備型SAMシステムとなった。^{[ 16 ]}エイジャックスの航空機編隊への対処能力に関する懸念から、同じ基本設計を大幅に改良したバージョンが、最初の核搭載型SAMであるナイキ・ヘラクレスとして1958年に運用開始された。 ^{[ 16 ]}米陸軍航空隊は、衝突コース兵器（ドイツの無線制御コンセプトなど）も検討し、1946年にプロジェクト・サンパーを開始した。これは別のプロジェクトであるウィザードと統合され、1959年にCIM-10ボマークとして登場した。ボマークは500km以上の射程を持っていた が、非常に高価で、やや信頼性に欠けていた。^{[ 17 ]}エリコン社のRSD 58 ^{[ 18 ]} の開発は1947 年に始まり、1955 年まで極秘にされていました。ミサイルの初期バージョンは 1952 年に購入可能でしたが^{[ 19 ]}、実戦配備されることはありませんでした。RSD 58 はビームライディング誘導を使用しており、ミサイルが目標を衝突地点に「誘導」できないため、高速航空機に対する性能は限られています。いくつかの国が試験および訓練目的で購入しましたが、実戦配備のための販売はありませんでした。^{[ 20 ]}

ソ連は冷戦の勃発とともに、地対空ミサイルシステムの開発を本格的に開始した。ヨシフ・スターリンは、ベルリンに対する空襲のように、モスクワがアメリカとイギリスの空襲にさらされることを懸念し、1951年に900機の爆撃機による空襲に対抗できるミサイルシステムをできるだけ早く構築するよう要求した。これが、急ピッチで設計、開発、配備されたS-25ベルクートシステム（NATOコードネーム：SA-1「ギルド」）の開発につながった。初期ユニットは1955年5月7日に運用開始され、モスクワを囲むシステム全体が1956年6月までに完全に稼働した。^{[ 21 ]}しかし、このシステムは1956年7月5日にソ連の首都モスクワを唯一通過したU-2偵察機を探知、追跡、迎撃することができなかった。^{[ 22 ] [ 23 ]} S-25は固定式システムであったが、より機動性の高い小型設計にも力が注がれた。これが1957年に有名なS-75ドヴィナ（SA-2「ガイドライン」）として登場し、非常に高性能な可搬式システムで、2000年代まで運用され続けた。^{[ 24 ]}ソ連は歴史を通じてSAM開発の最前線に立ち続け、ロシアもそれに倣った。

イギリスが初期に開発したストゥージとブレイクマインは成功したが、戦後にはそれ以上の開発は制限された。冷戦の勃発とともに、イギリスの防空能力を新しいレーダー、戦闘機、ミサイルで強化する「段階計画」に従って、これらの取り組みは再び活発化した。共通のレーダーと制御ユニットをベースとした「第1段階」の2つの競合する設計が提案され、これらは1958年にイギリス空軍のブリストル・ブラッドハウンド^{[ 25 ]} 、 1959年に陸軍のイングリッシュ・エレクトリック・サンダーバード^{[ 26 ]}として登場した。3番目の設計は、役割とタイムラインの点でアメリカのバンブルビーの取り組みに倣い、1961年にシー・スラッグとして就役した^{[ 27 ]}。

ベトナム戦争は、誘導対空ミサイルが高度な超音速ジェット機に真剣に挑戦した最初の近代戦争でした。また、ソ連の最新鋭の防空技術とアメリカの最新鋭のジェット戦闘機や爆撃機が戦闘で対峙した最初で唯一の機会でもありました（シリアのSA-3がIAFに挑戦したヨム・キプール戦争は除く）。^{[ 28 ]}

米空軍はこの脅威に対し、ますます効果的な手段で対応した。スプリング・ハイ作戦やアイアン・ハンド作戦の一環としてミサイル基地を直接攻撃する初期の試みは概して失敗に終わったが、シュライク・ミサイルとスタンダードARMミサイルを搭載したワイルド・ウィーゼル機の導入により状況は劇的に変化した。両陣営が優位に立とうと新たな戦術を導入するにつれ、陽動と偽装が続いた。 1972年のラインバッカーII作戦の頃には、アメリカ軍はS-75の性能と運用に関する重要な情報（イスラエルが鹵獲したアラブのS-75システムを通じて）を入手しており、これらの任務をSAMが飽和した環境で戦略爆撃機が運用できる能力を示す手段として利用した。最初の任務は正反対の結果となり、1回の任務でB-52が3機失われ、その他数機が損傷した。^{[ 29 ]}その後劇的な変化が起こり、一連の作戦の終わりまでに、任務はチャフ、ECM、アイアン・ハンドなどの追加装備で実行され、戦果は劇的に変化した。^{[ 30 ]}ラインバッカーII作戦の終了までに、S-75によるB-52の撃墜率は7.52%であった（266発のミサイルで15機のB-52が撃墜され、5機のB-52が大破した）^{[ 31 ]}

戦争中、ソ連は北ベトナムに7,658基のSAMを供給し、北ベトナム防衛軍は約5,800回の発射を行い、通常は3基ずつ発射した。戦争終結までに、米国は戦闘作戦で合計3,374機の航空機を失った。北ベトナムによると、31%はS-75ミサイルで撃墜され（1,046機、つまり1機撃墜あたり5.6発のミサイル）、60%は対空砲で撃墜され、9%はMiG戦闘機で撃墜された。S-75ミサイルシステムは、S-75レーダー基地からのデータを使用した北ベトナムの対空砲の有効性を大幅に向上させた^{[ 32 ]。}しかし、米国は、これらの航空機のうち北ベトナムの地対空ミサイルで失われたのはわずか205機であると述べている^{[ 33 ] 。}

これらの初期システムはすべて、機動性が限られ、セットアップにかなりの時間を要する「重量級」設計でした。しかし、それらはますます効果的になっていきました。1960年代初頭までに、SAMの配備により、戦闘における高速高高度飛行は事実上自殺行為となりました。^{[注2 ]}これを回避する方法は、ミサイルのレーダーシステムの視線より低い高度を飛行することでした。これには、F-111、TSR-2、パナビア・トーネードのような、まったく異なる航空機が必要でした。

その結果、SAMは1960年代に急速に進化しました。大型ミサイルの存在により標的はより低い高度を飛行せざるを得なくなったため、交戦は必然的に短距離で行われ、迅速に行われるようになりました。射程が短くなったことでミサイルははるかに小型化でき、機動性が向上しました。1960年代半ばまでに、ほぼすべての近代的な軍隊が、トラックや軽装甲車両に搭載された短距離ミサイルを保有し、護衛する軍隊とともに移動できるようになりました。例としては、2K12 Kub (SA-6) や9K33 Osa (SA-8)、MIM-23 Hawk、Rapier、Roland 、 Crotaleなどがあります。

1960年代後半から1970年代にかけてのシースキミングミサイルの導入により、これらの目標に対する防衛のための中距離および短距離ミサイルの設計がさらに増えた。英国のシーキャットは、搭載されているボフォース40mm砲を置き換えるために特別に設計された初期の例であり、最初の運用可能なポイントディフェンスSAMとなった。^{[ 34 ]}アメリカのRIM-7シースパローは、すぐに多くの海軍が運用するさまざまな設計に広まった。これらの多くは以前の移動式設計を改良したものであるが、海軍の役割の特別なニーズにより、多くのカスタムミサイルが存続している。

航空機の低空飛行が進み、ミサイルの性能が向上し続けるにつれ、効果的な携帯型対空ミサイルの開発が可能になった。携帯型防空システム（MANPADS）として知られるこの兵器の最初の例は、小型艦艇の最終手段として使用されたイギリス海軍のホルマン・プロジェクターである。ドイツも同様の短距離兵器であるフリーガーファウストを開発したが、実戦配備はごく限定的であった。この兵器と戦後のジェット戦闘機との性能差は非常に大きく、このような設計は効果的ではなかった。

1960年代までに、技術の進歩によりこの差はある程度縮まり、FIM-43 Redeye、SA-7 Grail、Blowpipeが登場した。1980年代の急速な技術進歩により、FIM-92 Stinger、9K34 Strela-3 (SA-14)、Igla-1、Starstreakといった第2世代の設計が生まれ、性能は劇的に向上した。1990年代から2010年代にかけて、中国はこれらの設計から影響を受けたFN-6やQWシリーズなどの設計を開発した。

地対空ミサイルの進化に伴い、対空砲も改良されていったが、ミサイルの登場により、その射程はますます短距離化していった。1980年代には、広く用いられていた唯一の用途は、飛行場や艦船の防衛、特に巡航ミサイルに対する防衛であった。1990年代には、こうした役割さえも、新型の携帯式地対空ミサイル（MANPADS）や、 RIM-116ローリング・エアフレーム・ミサイルのような同様の短距離兵器によって侵食され始めた。

長距離飛行が可能なミサイルは一般的に重量が重く、そのため機動性は低下する。このため、地対空ミサイルシステムは大きく3つのカテゴリーに分類される。固定式または半移動式の長距離重ミサイルシステム、移動しながら発射可能な中距離車両搭載型ミサイルシステム、そして携帯式短距離地対空ミサイルシステム（MANPADS）である。

現代の長距離兵器には、MIM-104 パトリオットやS-300システムなどがあり、有効射程は約150 km (93マイル)で、比較的優れた機動性と短い展開時間を提供します。これらは、MIM-14 ナイキ ヘラクレスやS-75 ドヴィナなど、同等かそれ以下の射程を持つ旧式のシステムと比較すると、かなりの大きさの固定サイトが必要でした。この性能向上の大部分は、ロケット燃料の改良と誘導システムの電子機器の小型化によるものです。非常に長距離のシステムもいくつか残っており、特にロシアのS-400は400 km (250マイル)の射程を持っています。^{[ 36 ]}    

ラピアーや2K12クブのような中距離ミサイルは、非常に速い、あるいはゼロのセットアップ時間で高い機動性を実現するように特別に設計されている。これらのミサイルの多くは装甲車両に搭載され、通常戦争における機動作戦に対応できるように設計されていた。かつてはそれ自体が主要なグループであった中距離ミサイルだが、1990年代以降は非通常戦争に焦点が移ったため、開発は減少している。

機動性においても進歩が見られた。イスラエルのダビデの投石器スタンナーミサイルは、最新世代の戦術弾道ミサイルを低高度で迎撃するように設計されている。この多段式迎撃ミサイルは、固体燃料ロケットモーターブースターと、それに続く非対称の迎撃体で構成され、迎撃段階では高度な操舵により超機動性を発揮する。3パルスモーターは、終末段階でさらなる加速と機動性を提供する。^{[ 35 ]}

MANPADSシステムは1960年代に初めて開発され、1970年代に実戦でその有効性が証明されました。MANPADSの射程は通常3km程度で、攻撃ヘリコプターや地上攻撃を行う航空機に対して効果的です。固定翼機に対しても非常に効果的で、ミサイルの射程圏外に飛行することを余儀なくさせ、地上攻撃における有効性を大幅に低下させます。MANPADSシステムは、アベンジャーシステムのように、機動性を向上させるために車両搭載型で使用されることもあります。これらのシステムは、かつて専用の中距離システムが担っていた性能領域にまで進出しています。  

艦載対空ミサイルもSAMとみなされるが、実際には航空機よりも低空飛行ミサイルに対して広く使用されることが予想される。事実上すべての水上軍艦はSAMを装備でき、海軍SAMはすべての最前線水上軍艦にとって必須である。一部の軍艦は対空戦に特化しており、例えばイージス戦闘システムを搭載したタイコンデロガ級巡洋艦やS-300Fフォートミサイルシステムを搭載したキーロフ級巡洋艦などがある。現代の軍艦は、多層防空の一環として、3種類のSAM（長距離から短距離まで）すべてを搭載できる。

地対空ミサイルシステムは、誘導方式に基づいて大きく2つのグループに分けられる。レーダーを使用するものと、その他の手段を使用するものである。

長距離ミサイルは一般的に、早期探知と誘導にレーダーを使用する。初期の地対空ミサイルシステムは、追跡レーダーを使用し、無線制御方式（現場では指令誘導と呼ばれる）を用いてミサイルに誘導情報を送っていた。1960年代を通じて、セミアクティブ・レーダーホーミング（SARH）方式が広く普及した。SARHでは、追跡レーダーの電波の反射波をミサイル内の受信機が受信し、その信号を追尾する。SARHの利点は、地上にほとんどの機器を残せること、そして発射後に地上局がミサイルと通信する必要がなくなることである。

小型ミサイル、特に携帯式地対空ミサイル（MANPADS）は、一般的に赤外線ホーミング誘導システムを採用している。これらのシステムは「撃ちっぱなし」が可能で、発射後は外部信号なしで自動的に目標にホーミングする。これに対し、SARHシステムは追跡レーダーで目標を照射する必要があり、攻撃中にレーダーが露出してしまう可能性がある。SARHを使用するミサイルに赤外線シーカーを終末誘導システムとして組み合わせたシステムも存在し、例えばMIM-46 Maulerなどが挙げられるが、これらは一般的には稀である。

比較的新しい短距離システムの中には、SARH技術の変種を使用しているものもあるが、レーダーではなくレーザー照射に基づいている。これらのシステムは小型で動作が非常に速く、精度も高いという利点がある。古い設計の中には、純粋に光学的な追跡と指令誘導を使用しているものもあり、おそらく最もよく知られている例は、当初は高精度な完全光学式システムであったイギリスのラピアーシステムだろう。

最小のものから最大のものまで、すべての地対空ミサイルシステム（SAM）には、交戦前に標的を識別するための敵味方識別装置（IFF）が一般的に搭載されている。携帯式地対空ミサイル（MANPADS）の場合、発射前に標的がほぼ必ず目視で識別されるため、IFFの重要性はSAMほど高くはないが、最新のMANPADSのほとんどにはIFFが搭載されている。

長距離システムは一般的にレーダーシステムを用いて目標を探知し、システムの世代によっては、攻撃のために別の追跡レーダーに「引き継ぐ」場合もある。短距離システムは、探知を完全に目視で行うことが多い。

ハイブリッドシステムも一般的である。MIM -72 チャパラルは光学的に発射されたが、通常は短距離早期警戒レーダーと併用され、レーダーは目標をオペレーターに表示した。このレーダー（FAAR ）はガマゴートで戦場に運ばれ、後方に設置された。情報はデータリンクを介してチャパラルに伝達された。同様に、英国のレイピアシステムには、円形に配置された一連のランプに目標のおおよその方向を表示するシンプルなレーダーが含まれていた。ミサイルオペレーターは望遠鏡をそのおおよその方向に向け、目視で目標を探した。