誘導ミサイルの仕組み

質問

カテゴリーが判らないのでここでの質問ですが、戦闘機から発射される誘導ミサイルってありますよね。ゲームでしか知らないのですが敵機エンジンの熱源に向かって飛ぶものがありますが、具体的な仕組みについてご存じの方見えましたら教えてください。　ラジコンのような装置でコンピュータが動かすにしてもあのスピードでピンポイントに命中するなんて可能なのでしょうか？

回答No.8

noname#2311 · ベストアンサー

ミサイルのコントロールについて、ザクッと説明します。

ミサイルの中にはザクっと2種類のこんぴうたが入っています。
「慣性装置」ジャイロ等や加速度データから、現在の自分の位置や姿勢を計算する。
「自動操縦装置」自ミサイルのシーカや母機から得た「ターゲットはどこにいて、速度ベクトルはいくらか」という情報と慣性装置からの出力をもとに、ターゲットに当たるためにはどういう飛翔経路をとればいいか計算し、操舵用のデータを操舵装置に出力する。

さて、次に、飛翔経路はどのようにして決めるか　ということを説明します。
世界中のホーミング方式のミサイルの大半は、「比例航法」という航法に基づいて経路を決定しています。

自ミサイル誘導開始時の進行方向を角度基準したときの、自ミサイルからターゲットへの視線がなす角度を、ＬＯＳとよびます。
比例航法とは、「ＬＯＳの時間変化率」＝Ｎ（←定数）×「自ミサイルの速度ベクトル変化率」
という運動方程式に基づいて、自ミサイルの経路を決定する航法です。
式及び原理は非常に簡単です。
これで経路をきめると、あら不思議。ミサイルはターゲットに直撃です。
ただし、実際には自ミサイルに作用する横Ｇ等で制限されますが・・・・

お礼

sora777さん、回答ありがとうございます。　どんな人：一般人とありますが、かなり専門的な知識をお持ちですね。　私には高度すぎてよく理解できませんでしたが、高性能コンピュータと操舵装置をもっていることは判りました。おもちゃのリモコン自動車ごときと比較した私がバカでした。　どうもありがとうございました。

回答No.7

SCNK

MidnightExpressさんの回答に対してですが、現代のミサイルは近接信管がなくても十分に直撃できる能力があります。中には着発信管しかないものもあるぐらいです。もともとホーミング方式は相手からの放射をつかむ方式ですから、接近するほど精度が高くなるのです。
また破片効果ですが、ものによっては破片効果を期待していないミサイルもあります。つまり爆風だけということです。ただし高高度では無理があるのでサイコロ形やコンティニューロッド方式などの破片？を使用するものが多いのです。

前方から捕捉できるという件で、摩擦熱とありますが、通常の状態でも赤外線は出ているので、摩擦熱が必要なわけではありません。それどころか雲や地面にもロックオンします。これは欠点にもなります。

回答No.6

MidnightExpress

> あのスピードでピンポイントに命中するなんて可能なのでしょうか？
赤外線ホーミングの空対空ミサイルでは、アメリカ製のサイドワインダー(AIM-9)が有名で、それなりの戦果をあげているようです、特に米国製軍事小説では (^_^;

ベトナム戦争のでの米軍機による戦果はほとんどがサイドワインダーによるものだという話も聞きました。まあ、命中するというよりも#2の方がおっしゃっているように、目標が一定距離以内に近づいたときに近接信管によって爆発させることによる破片効果によるものが多いと想像していますが。
この手のミサイルは短射程(射程10km以内)で主にドッグファイト中に使われますが、ドッグファイト中の戦闘機はスピードが極端に落ちるようですので、マッハ１(超音速とは書いてありますが)程度のミサイルで追いつけるのでしょう。
それと、どのバージョンからかはわかりませんが、目標の正面からも発射できるようです。この場合には、エンジンの排気熱ではなく、目標の機体と空気の摩擦熱を検知するそうです。
航空自衛隊では、国産の90式空対空誘導弾(AAM-3)の配備も始まっていると思います。

以上、軍事小説等からの受け売りでした。

参考URL：

http://www.af.mil/news/factsheets/AIM_9_Sidewinder.html, http://www.mhi.co.jp/aero/productf/y04.htm

回答No.5

SCNK

質問の内容は赤外線パッシブホーミングについてのようですね。センサーそのものはいろいろありますけれど、希土類の半導体などが使われています。必要な情報はその熱源の方向を知ることでしょう。それにはレティクルという透明と不透明からなる回転板があって、それが赤外線を通過させたり、閉鎖させたりして、センサーで発生する電気信号をパルス上にするわけです。この回転盤には磁石が付いていて周囲のコイルとの関係で、電磁誘導により電流が発生しますが、これを縦と横の位置になったとき電流が発生するようにして、そのときにセンサーからの電流が、コイルの電流と重なったときに出力すればよいのです。レティクルには模様があり中心部ではパルスの高さが一定になるようになっていますが、中心をずれると波打つようなパターンにしてありますので、それでどれくらいの角度が、どちらの方向に生じているのかを知るわけです。
エンジンの熱とありますが、現在ではそれに限らす機体全体からでる赤外線を捉えることが可能となっています。

回答No.4

K-1

まず頭に赤外線（熱）センサーがあります。
複数のセンサーが組になっていて、熱源の位置を「進行方向右」というようにわかるようになっています。
で、これから得たデータをコンピュータで処理し、エンジンの噴射、
あるいは安定翼を制御するなどしてミサイルの進行方向を変えます。
おおまかにいって、追跡システムはこんなもんです。

対抗策として、マグネシウムで高熱を発する「フレア」というものを放出したり、
太陽や地面を熱源として誤認させるテクニックがあります。

回答No.3

tosishun

航空機発射の対航空機ミサイル（空対空ミサイル）には、大きく分けて３種類有ります。
尚、空戦状態では、音速を超えている事はまず無いようです。
戦闘機では、兵装や燃料増槽を機外に吊り下げるため、音速を超えていられる時間は１０分程度との事です。

→赤外線追尾ミサイル
サイドワインダーがこれに該当します。
赤外線センサ（赤外線シーカー）がミサイルの前面に有り、敵機のジェットエンジンの噴射口から出る赤外線を探知して誘導補正を掛けます。
尚、ベトナム戦争当時F4に搭載されたサイドワインダーが、敵機に向かわず、太陽に向かってしまった、と言う事が良く有ったそうです。
そのような事態のために、以後のF4には機関砲が搭載されたました。
このミサイルのメリットは、ジャミング（電波妨害）が通用しない事。
それから、いわゆる、撃ちっぱなしが可能で有る事。
これはミサイルを発射後直ちに退避行動に移れる、と言う事です。
当たり前のようですが、セミアクティブレーダーホーミングでは、これができません。

→セミアクティブレーダーホーミングミサイル
スパローがこれに該当します。
いわゆる、電波誘導のミサイルです。
このミサイルは、撃ちっぱなしができません。
まず、敵機にレーダー電波を当て、敵機を補足します（ロックオンと言われる事です）
ミサイルを発射すると、ミサイルはその補足電波の反射波に添って飛行します。
ミサイルが敵機に近付くと自らレーダー波を照射して、敵機を捕らえます。
この間、自機はレーダー波を敵機に照射していなければならないので、退避行動はできません。

→アクティブレーダーホーミングミサイル
米軍のF14搭載のフェニックスがこれに該当します。
このミサイルは、発射直後からミサイル自身でレーダー波を照射して、敵機を補足します。
従って、撃ちっぱなしが可能です。
現在、各国でこのミサイルを開発中のようです。

お礼

大変詳しいご回答ありがとうございました。
敵機を補足するコンピュータメカニズムについては理解できましたが、そのセンサーから得た情報によりいかにミサイルを操縦するかというところが理解できません。　例えばラジコンの自動車（二次元での操縦）でさえ動く標的に向かわせることは至難の技ですし、それを三次元の世界でましてや相手も超高速で動くジェット機ですよね。噴射力を微妙にコントロールしたり翼（？）を動かしたりして飛行角度を調整するのでしょうか？　判れば教えてください。

回答No.2

taka113

赤外線をセンサーで捕らえて接近します。高速で動いている物体にさらに高速で運動している物体を命中させるわけですから並大抵のことではありません。
自分の姿勢や速度、相手の運動コースなんかもミサイルに内蔵されたコンピュータで正確に計算しているのです。
しかも、ミサイルは命中しないと爆発しないかというとそうでもありません。近接信管といって、目標の物体に数メートル以内に接近したときに自爆して破片で損傷を与える仕掛けを持っているのが普通です。これについては、信管にレーザーや小型レーダーがを内蔵したものが使用されます。

回答No.1

Singollo

確かにマッハ1の機体に前方からマッハ1で突っ込めば相対速度はマッハ2ですが、ホームングミサイルって(特に排気炎を追うヒート・ホーミングは)ほとんど後から撃ちますよね
マッハ1の機体を後ろからマッハ1で追いかけた場合は相対速度はほとんどゼロだと思います