防空レーダーの探知可能高度は？

質問

九州で自衛隊の偵察機が失踪しましたが、自衛隊のレーダーは墜落地点特定ができずに、大規模な人海戦術で24時間もの捜索をする必要があったと報道で知りました。

自衛隊のレーダーから「機影が消える」ということは、航空機の高度が下がって（あるいは着地して）しまったからだと想像しますが、どの程度の高度まで下がると「機影が消える」ということになるのでしょうか？

質問１：自衛隊の防空レーダーは敵機の高度がどのくらい低くなると補足できないのでしょうか？

質問２：敵機が、防空レーダー識別可能高度よりも低空で侵攻してくるばあい、日本国はどのよな方法で、この低空侵入機の攻撃から国民を守るのでしょうか？

防空レーダーの性能や、低空での侵略から国民を守る国防方針など、専門的な知識をお持ちの有識者からのご回答をお願いします。

回答No.9

HAL2（@HALTWO） · ベストアンサー

A No.8 HALTWO です。

ろくに校正もせずにざっと記してしまったので、御質問への回答もなく、判りにくいかと思いますが……(^_^;)。

Radar 反射波の大きさは観測対象物の大きさや形状 (反射方向) によって大きく異なること、受信した電波を解析する演算には多くの「急激に感度 (解析能力) が低下する Point」があるので周波数や演算方式を常に調整するべきなのですがその辺が固定されていると目標を見失い易いこと、Pulse Dopple Radar では Radar を中心とする同心円の円周上を動くものは見えなくなること……などから高度 10km で急に Radar から消えてしまうということがまま有るものです。

墜落現場の写真が公開されていますが
http://www.yomiuri.co.jp/national/20160408-OYT1T50162.html
これだけしか山腹を抉っていないことと、これほど抉っておきながら御遺体が「心肺停止状態」と報道されている点に「日航機が御巣鷹山に墜落した事故」を思い出しました。
日航機墜落の際には生還された方がいらっしゃったのですが、今回の U125 も「生還する人がいたかも知れない」ほどの墜落状況だったのではないかと思います。……だから「心肺停止状態」としか言えない御遺体だったのではないかと……。

御質問 (1) ですが……
地平線や山で遮られない限りは Radar 照射波は届くのですが、反射波を受信して解析する精度は目標の大きさや形状、天候、受信 System の性能等に左右されます。

御質問 (2) ですが……
AWACS のような高高度から監視する Radar System は地平線や山で遮られることなく遠方まで Radar 波を届かせることができる上に「常に要員が操作している (これ重要)」ことから前述の「Radar から消えてしまう状況」に対して常に微調整できるものになっています。……地上 Radar 施設も防空用のものは常に微調整しながら運用しているでしょうが、一般的な航空管制用 Radar 施設はそうした運用法になっているのかどうか……。
いずれにせよ「防空」という観点からは AWACS (Airborne Warning And Control System) を常時運用できる機体数を揃えていることが最大の利点ですので、いざとなれば E767 と E2C を合わせて戦闘予測空域に 24 時間監視体制を敷ける状況が御質問への回答となります。

お礼

有難うございます。

今回のケースでは、失踪機が敵機では無かったため、AWACSからの監視は無かった可能性がありますね。

回答No.11

chie65536（@chie65535）

＞NHKの報道によれば、
＞ 「レーダーから機影が消えた地点の高度がおよそ８８０メートルだったことについて、、、」とあります。

「その地点は、高度８８０ｍでレーダーから映らなくなる地点だった」のは、９９％真実であり、９９％事実です。NHKの報道なら、嘘はありませんから。

「その地点以外」でどうなるかは判りません。高度何ｍでレーダーから消えるかは誰も判りません。「その地点以外」で消える高度を確かめるには「実際に飛行してレーダーから消えてみる」しか方法がありません。

＞99%は嘘なんでしょうか。

「９９％嘘」というのは「レーダーサイト周囲の状況や、レーダーの調整具合など、細かい状況設定を抜きにして、それっぽい数字が出て来た場合」の話です。

例えば、なんの前提や設定もなしに「○○基地のレーダーは高度△△ｍまでは捕捉する」なんて話が出たら「９９％嘘」です。

お礼

ありがとうござした。

回答No.10

HAL2（@HALTWO）

A No.8、9 HALTWO です。
御礼有り難うございます。

http://www.sankei.com/west/news/160407/wst1604070017-n1.html
失礼しました。
「基地の北 約10km、牧場の北東 4～5km」を「高度 10km、牧場の北東 4～5km ……」と記憶違いしていました(^_^;)。

その付近で 3kft (900m) 前後の高度ならばすぐに山陰に隠れてしまいますので Trouble が発生して高度が下がれば Radar から消えてしまうでしょうね。……雨とか濃霧の状態ではなおさらです。

救難に向かった自衛隊員達は初めから高隈山周辺に的を絞っていますので墜落地点を大凡把握していたと思いますが、何しろ地上は視界 20m の濃霧、上述 URL の写真でも Bike の後ろに何が居るのかはっきりしない程ですので Helicopter からの捜索は不可能、墜落した機体の Engine 周辺部に残った熱も雨であっという間に冷えてしまうでしょうから赤外線 Image Sensor による捜索も難しいでしょうね。……赤外線 Image Sensor に反応しないということは機体が炎上した様子がないということでもあり、生存者が居る期待が高まりますよね。

濃霧が晴れれば夜間でも暗視 Goggle を被って Helicopter 捜索ができたでしょうが、残念ながら霧は晴れてくれなかったようですし。

結局、険しい山の斜面を片っ端から徒歩で探し回るしかなく、捜索隊の皆さんは「あの高度、あの機長ならば生存者が居るかも知れない」と必死だったことでしょう。……気が急いている隊員達の行動から「無理をさせると二次遭難の危険が高まる」と隊長も心配したでしょうね。

犠牲者の冥福を御祈りします。

お礼

ありがとうございました。

回答No.8

HAL2（@HALTWO）

専門ではありませんが「ヒコーキ大好き」なもので(^_^;)……。

Radar の探査能力は距離や高度で決まるものではなく、空気の状況と角度 (目標の運動方向) が探査範囲に大きく影響します。

先日、関東地方の降雨状況を観測している Radar System に不調があったらしく、関東地方は全域に渡って雨が降っていると言うのに神奈川県相模原市を中心にした広い円形域は「降雨量＝0」の「晴れ(笑)」状態の図が Web Site に Up されていて「？？？」でした。

広範囲に霧雨状態となった一昨日なんて、霧雨を観測できないのか、神奈川県のほぼ全域が「降雨量＝0「になっていましたね。

この降雨観測 Radar 図は「東京アメッシュ」という Site で見る事ができ、この Site は 5 分おきに現在までの降雨量を東京都を中心とする広い範囲の地図上に図示してくれますので「もうそろそろ雨が降りそうだな」とか「あと 20 分ぐらいは持ちそうだな」といった予測ができて重宝しているのですが、普段から相模原市を中心として同心円状に観測のズレが生じているのを見ることができ、なかなかに興味深いです(^_^;)。

地平線の向こうや山の向こうは地面よりも下ですので直進する電波では見えなくなりますが、例えば雨の中では GPS が効かなくなるとか Citizen Band の Tranceiver では通話可能距離が極端に短くなるとと同様に、雨粒の大きさや雲 (正体は微細な氷の粒です) の状態によっては Radar 波が大きく阻害されてしまうものです。

更にその電波を受信して画像に変換するまでの過程で用いられる Digital 演算処理……これも Digital ならではの穴が幾つもあるものでして……感度曲線が平坦ではなく、特定の周波数 (波長) や対象物の大きさ、或いは反射波の角度によって急激に感度が低下する Point があります。

Radar には凡そ 1GHz (0.5HGHz) から 10GHz (12GHz) ぐらいの周波数を持つ電波が用いられるのですが、この周波数 (波長) と受信 Antenna の特性によっては非常に感度が低くなる、つまり映りにくくなる大きさというものがあります。……降雨 Radar と言っても霧雨は映らないといったようなものですね。

軍用機で Stealth と言われるものも「全ての Radar に映らない」というものではなく、戦闘機などに用いられている X Band (8～12GHz) の Radar に映りにくくなるよう、電波吸収材や表面反射を調整しているのであって、他の Band、例えば L Band (0.5～1.5GHz)、S Band (2～4GHz)、C Band (4～8GHz) なんて周波数の Radar には映ってしまいます。……Russia が開発中の次世代戦闘機 (PAK FA) は機首の X Band Radar には映らない西側 Stealth 機を見つけられるよう主翼の中に L Band Radar も内蔵させていますし、赤外線監視装置も持たせています……尤も機首の X Band Radar ほど高感度ではありませんので索敵距離は短いのですが……。

更に現代の Radar で新型と言われる Pulse Doppler Radar と呼ばれるものは Doppler 現象 (近付いてくる物の音は高く、遠のいて行く物の音は低くなる現象の電波版) を利用していることから、Doppler 現象が起きない方向に移動する物 (音が高くも低くもならない方向の電波版)、つまり Radar Site から一定の距離を保つ円周上を移動する物は映せないという特徴があります。……この欠点を是正するためには Pulse Doppler Radar 以外の Radar も併用する必要があるのですが、そんな状況になることは滅多にないので通常は併用しないでしょう。……Radar 誘導型 Missile を撃たれた際の回避運動って相手の Radar 波を直角に横切るような方向に捻り込む運動になります。

さて、くだんの事故ですが……私には発見された御遺体がいずれも「心肺停止の状況で発見された」と報道されているのが気に掛かりました。

機体が空中爆発を起こして人体が高度 10km の空中に放り出された、或いは急降下して山に激突したのであれば人体はバラバラになっているでしょうが、6 人の方が 1 人ずつきちんと発見され、それも「身体が激しく損傷した状態」と言わずに「心肺停止の状態」と報道するのは稀なことではないでしょうか。

「心肺停止」と報道するからには御遺体の損傷は軽微であり、死亡の要因は急激な減圧による窒息等のような気がします。

しかも「突然 Radar から消える」というのは稀に高度 10kn ほどに浮遊する、比較的大きな氷と衝突して機内が急激に減圧、操縦系統に損傷を受けたか減圧に伴う Shock で操縦操作を維持できず、Radar Site からの Radar 照射角に対して直角方向に機体の運動方向が変化 (元々 TACAN 航法電波の受信試験を行っていた筈ですから Radar から消え易い周回運動をしていただろうと思います)……急降下状態に陥ったものの、 Pilot が操作したのか偶然かは判らないものの地表近くまで高度が下がって機体が分解するまでの間に人体の損傷が軽微で済むような速度と激突角度にまで機体の運動が緩やかになったのではないでしょうか。

「高度 10km から墜落して山に激突」という事になれば機体の散乱範囲は 300m 程度では済まないでしょうし、垂直近い角度で激突したのであれば遺体などみつからないと思うのですが、「機体散乱範囲は僅か 300m ほど」「遺体は『心肺停止状態』と言える状態」「高度 10km で Radar から消えた」「TACAN 検査を行っていた」という不思議な情報から推測すると「高度 10km で浮遊氷と激突して機内が一瞬で -40℃ 0.3 気圧の真っ白な状態になり、機体は地上 Radar 照射角に対して直角となる方向に回転しながら急降下、その状態でも Pilot は減速と機体の立て直しを試みたが最終的には全員が窒息し、幸運にも機体は失速限界速度近い低速にまで減速して絶妙な角度で山に墜落、林との激突で機体は分解したものの 6 名の御遺体には大きな損傷は見られない程度の墜落となった。」……という感じなのかなぁ……と思ったものです。

真相はどうだったのでしょうかねぇ。

全てが偶然とは思えませんので、事故直後の Pilot の技量は物凄いものだったのだろうと推測します。

亡くなられた 6 人の方の御冥福を御祈りします。

お礼

有難うございました。

補足

NHKの情報によりますと、
「そして、左に旋回を始めてから数分後の午後２時３５分ごろ、基地からほぼ北におよそ１１キロの地点を西向きに高度およそ８８０メートルで飛行中、レーダーから機影が消えたということです。
付近には、この飛行高度より高い標高１０００メートル前後の山が複数あることから、防衛省が当時の状況を調べています。」とのことです。

10Kmで機影が消えたというのはどちらの情報でしょうか？
880メートルなら、気温、気圧ともに生死に問題ない高度と思います。

回答No.7

noname#219804

>日本の防空システム（＝人間系を含む）の性能を世界に暴露されてはたまったものでないので、AWACSが補足していた失踪機の位置情報をあえて、捜索隊に連携することをせず、「人海戦術で24時間」という情けない情報を全世界に発信させたのかもしれないですね。

そう思いたければ、それでいいです。
防衛力というものは、過小評価されている方が、なにかと都合がよろしいからな。

お礼

ありがとう。

回答No.6

eroero4649

「墜落した航空機が、レーダーに映らないための実戦方式の偵察訓練飛行をしていた」となると話の辻褄は合わないわけではなくなりませんかね。
考え方はふたつです。ひとつは、飛行機が捕捉されないための訓練をしていたということ。もうひとつは、どこから確認できなくなるのかの「穴探し」の飛行をしていたということです。事故当時の現場付近の天候は霧だったということですから、ちょっと考えにくいといえば考えにくくはありますが、実際の戦争や偵察ならむしろ悪天候を突いて戦略偵察に行くこともあるでしょうから、そのための訓練をあえてしたのかもしれませんね。

また、こういう軍事関連のニュースでは、わざと事実と異なる情報を報道するのがセオリーです。例えば少し前に中国の原子力潜水艦が日本の領海を通ったという事件がありました。その報道の内容はさも日本側が「侵入に気づいたが逃げられた」であるかのように報じられたので、愛国心溢れる人々は「海上自衛隊も情けない」と批判しました。
しかしね、実際は3回ほど中国の潜水艦を沈めていた（訓練上で）そうです。むしろ領海外に逃げようとする潜水艦の進行方向の行き先に訓練爆雷をボコボコ落として進路を通せんぼして、どんどん奥地に追いやったそうです。それはどういうことかというと、敵国の領海内奥深くで本当に撃沈されても「行方不明事件」で終わってしまいますので、ヤクザの事務所に忍び込んだら窓や出入口を全て塞がれた状態だったのです。領海内の捜索に外国は干渉できません。「へえ？中国の潜水艦が行方不明？そりゃ大変ですねえ。公海上の捜索なら協力しますよお」としれっといえるのです。中国の潜水艦の乗組員たちは「もしかしたらガチで沈められて自分たちは行方不明扱いされるかもしれない」と狭い潜水艦の中で強烈なストレスにさらされたのです。それに、領海内のスパイ行為は警告抜きで撃沈して構わないと国際ルールで決まってもいるのでね。

おそらく今回報道されていることも、事実と異なる情報が流されていると思います。これが中国かロシアなら、「偵察機が訓練飛行中に不慮の事故で墜落した」だけで終わっていたでしょうね。

お礼

＞こういう軍事関連のニュースでは、わざと事実と異なる情報を報道するのがセオリーです。

私もそう思います。
有難うございました。

回答No.5

potatorooms

で、次に、「軍事オタク」っぽい話を。

ミグ25の亡命事件って知っています？
ソ連機が北海道の防衛網を掻い潜って、パイロットが日本に亡命のため強行着陸した事件。
ご質問2の回答は、この事件への対策にあります。
自衛隊ができ、防衛大綱もでき、それに沿って整備ができたという時期に、仮想敵国だったソ連からたった一機の戦闘機で、日本の防衛線を簡単に突破されました。まったく捕捉できなかったわけではなく、海岸線のレーダー網で捕捉した後に見失ったんです。理由は先の回答に書いたとおりです。
海岸線のレーダー網はレーダー基地間の距離が近いので捕捉できていましたが、ちょうていくうひこうで内陸に入られたところで、レーダー基地からの距離ができ見えなくなりました。

今は、レーダー網に掛かったらすぐにスクランブル機が飛ぶようになっています。また、レーダー観測できる軍用機が常時日本上空を飛んでいます。高い位置にあるレーダーはそれだけで死角がほとんど無いわけです。富士山測候所が廃止されたのも、気象衛星の発達の他に、気象用の飛行機(初期は気球でした)を飛ばせるようになったからです。

全方位で敵を常に補足し、防空網や防御線を巡らせるやり方を水際防御。侵入を察知してからなるハヤで現場に駆けつけて対処するのを機動防御と言います。
陸軍(と言ったらダメか、陸上自衛隊)は当初から機動防御の発想で防衛配置されていましたが、航空自衛隊は固定配置だったんですね。その後、書いたように改められましたが、安部さんになって目先の恣意行為のために航空自衛隊の配置を変えています。大丈夫かなぁ。

お礼

回答ありがとうございます。

＞レーダー観測できる軍用機が常時日本上空を飛んでいます。

今回の自衛隊機失踪では、この常時飛行中の哨戒機は機影を補足することができなかったのでしょうか？

今回の事故は、当該機の故障以上に、日本の国土防衛の脆弱性を世界に（とくに共産圏や北朝鮮に）晒して締まったように思います。

報道の自由を保障する我が国では仕方のない事ですが、今回のように国防上の最高機密（＝国防上の弱点）が大々的に報道されると、この国に住み続けるのが不安になります。老後は米国の片田舎に住むかな。

回答No.4

chie65536（@chie65535）

ちなみに。

以下
http://www42.tok2.com/home/fleet7/Museum/Muse444.html
のページの下の方に「レーダーの表示精度」というのがあります。

そこに「ノイズ除去など機械的な一律な機能には限界があり、レーダー使用者の経験と技によって利用精度が高められる性質のもの」と書いてあります。

なので、自衛隊のレーダーサイトに居る担当隊員の熟練度によっても「探知できる限界高度が変わる」という事になります。

ですので、もし「高度何メートルでレーダーから消える」という回答があった場合は「９９％嘘の回答」です。

だって「感度調整の調整具合によって、同じ飛行物体が、レーダーから消えたり、レーダーに映ったりする」のですから「何メートル」という数字が出て来る筈が無いです。もし「具体的な数字が出た」なら「９９％嘘」です。

お礼

回答ありがとうございます。

自衛隊の防空レーダー網は地上設置型だけではないのですが、E-767などのAWACSが補足している情報との連携ができなかった（＝防衛システムの致命的な弱点）のか、それとも、日本の防衛システムの性能をメディア報道によって他国にダダ漏れされるのを恐れるが故、AWACSが補足した情報を使わずに、あえて人海戦術にして時間がかかったという事実報道を全世界に向かって発信させたのか、気になりますね。

補足

NHKの報道によれば、
「レーダーから機影が消えた地点の高度がおよそ８８０メートルだったことについて、、、」とあります。
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20160408/k10010471931000.html?utm_int=all_side_ranking-social_001

99%は嘘なんでしょうか。

回答No.3

potatorooms

有識者なんかじゃないんで、無視してくれてもいいです。これ、レーダーの性能がどうという軍事的な話は別にして、理科か数学の図形の知識で説明できます。

学校の理科で習う範囲では、
レーダーは光(電磁波)の反射を見ているので、遠くて見えないというケースはOKとしても、目で見える範囲でしか確認できません。この直線で光が往復できる範囲がご質問への答えになります。
山影で見えなくてもダメですし、地球の丸みで見えなくなる範囲も見えません。
富士山が見える範囲の話で有名ですが、300キロ離れると高さ2キロくらいないと地球の丸みで見えなくなります。
これが人の目線の高さになると、地面が見えるのは4キロくらいしかありません。

数千キロ先の台風を見つけるのに、富士山の山頂にレーダーを作らなければならなかった理由ですね。
レーダーのある基地と被害地点が分かると、ジオイドなどむずかしい話は別にして、どの高さまで見えるかが決まります。

お礼

なるほど。よくわかりました。ありがとうございます。

補足

NHKの報道によれば、
”レーダーから機影が消えた地点の高度がおよそ８８０メートルだったことについて「現場周辺は１０００メートルを超える山があるなか、なぜ山より高度が低い場所を飛んでいたのか疑問だ。」”とあります。

http://www3.nhk.or.jp/news/html/20160408/k10010471931000.html?utm_int=all_side_ranking-social_001

1000メートルの山々に囲まれた山中でも、880メートルまでは機影を補足していたということになります。
これは、やはりAWACSなどの上空からのレーダーシステムと情報連携できているという事を示唆しているのでしょうか。

回答No.2

chie65536（@chie65535）

＞質問１：自衛隊の防空レーダーは敵機の高度がどのくらい低くなると補足できないのでしょうか？

レーダーで捕捉している飛行物体の大きさと位置、飛行物体の位置とレーダーサイトの位置関係により、探知可能高度は異なります。

「地球は丸い」ですが「レーダーのマイクロ波の電波は真っ直ぐ飛ぶ」ので「地平線の下に入ってしまった物は探知不可能」になります。

但し、短波帯を用いた地表波レーダーは、地表に沿って進む性質があるので、地平線の下に入ってしまった物も、ある程度は探知可能です。

で「高度何メートルくらいまで探知可能か？」って話ですが、飛行物体の大きさ、位置関係により「レーダーから消える高度が異なってくる」ので「状況による。高度何メートルで消えるかは判らない」が答えになります。

詳しくは、この質問の「ベストアンサー」をご覧下さい。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q10122515875

＞質問２：敵機が、防空レーダー識別可能高度よりも低空で侵攻してくるばあい、日本国はどのよな方法で、この低空侵入機の攻撃から国民を守るのでしょうか？

レーダー装置を航空機や船舶に積んで、船舶と航空機で連携を取って、哨戒に当たっています。

「海の上、水面の上を、どのくらいの高度で飛ぶと、哨戒網に引っ掛からずに侵入が可能か？」は、軍事機密になっていますので「自衛隊の偉い人」と「レーダー装置の開発者」しか知りません（下っ端の自衛隊員は性能を知りません）

お礼

ありがとうございました。

日本の防空システム（＝人間系を含む）の性能を世界に暴露されてはたまったものでないので、AWACSが補足していた失踪機の位置情報をあえて、捜索隊に連携することをせず、「人海戦術で24時間」という情けない情報を全世界に発信させたのかもしれないですね。

回答No.1

noname#219804

質問1および2ともに防衛上の秘密なので、正確な数字は公表されていません。
軍オタから、もっともらしい講釈が書き込まれるかもしれませんが、その数字は正確ではありません。

お礼

ありがとうございます。

日本の防空システム（＝人間系を含む）の性能を世界に暴露されてはたまったものでないので、AWACSが補足していた失踪機の位置情報をあえて、捜索隊に連携することをせず、「人海戦術で24時間」という情けない情報を全世界に発信させたのかもしれないですね。