【コラム】

軍事とIT

206 ソナー(10)被探知を避けるためのあれこれ

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最近、戦闘機や爆撃機はステルス性をアピールする事例が多い。この場合のステルス性とは、レーダーによる被探知を困難にする、いわゆる対レーダー・ステルスを意味する。しかし実際には、「ステルス = 対レーダー・ステルス」ではない。その他の探知手段に対するステルス性向上手法もあり、ソナーも例外ではない。

アクティブ・ソナーによる探知を避ける

アクティブ・ソナーは、探信して、それの反射波を受信することで探知を成立させている。「音」と「電磁波」という違いはあるが、考え方はレーダーと似た部分がある。だから、アクティブ・ソナーによる探知を困難にする手法は、対レーダー・ステルスと似たものになってくる。

例えば、レーダー電波を反射しないように、レーダー電波吸収材、あるいはレーダー電波吸収用のコーティングを行う対レーダー・ステルス手法がある。それが対ソナー・ステルスの場合、無反響タイルとなる。要するに一種のゴム板で、これを船体の表面にびっしりと張り付ける。

ところが、言うは易く行うはなんとやら。無反響タイルを貼り付けてみても、運用を続けているうちに一部の無反響タイルがはがれ落ちてしまい、船体の表面が凸凹になることがある。

無反響タイルを早くから導入していたのは旧ソ連の潜水艦だが、たまに海面に浮上したところを西側諸国の水上艦や哨戒機に写真撮影されると、往々にして無反響タイルがはがれた凸凹の姿になっていた。これでは、音波の反射を増やしてしまうだけでなく、凸凹のせいでかえってノイズ発生源になってしまう。

海上自衛隊の現用潜水艦も無反響タイルを貼り付けているが、接着技術が進歩したのか、はがれ落ちた姿を目にすることはないようだ。

対レーダー・ステルス手法のもう1つの柱は、形状の工夫によって電波を明後日の方向に逸らしてしまい、発信源に返さない手法である。では、潜水艦における対ソナー・ステルスはどうかというと、側方から浴びる探信音が最大の問題になる。なぜなら、その方向の面積が最も大きいからだ。

ただ、船体は円筒形断面になっているので、側面がまるごと反射源になるとは限らない。第一、円筒形断面にしておかないと強度を維持できない。むしろ問題になるのは、垂直の面が大きいセイルのほうだ。

だから、最近の潜水艦は対ソナー・ステルスのために、セイルの側面を傾斜させて、上部に向かうにつれて幅を絞った形状にすることが多い。最上部に設ける艦橋(浮上航走時の見張りに使う)が狭苦しくなるが、被探知性の低減には代えられない。

海上自衛隊の潜水艦「たかしお」。側面を傾斜させて上部を絞ったセイルの断面形状がよく分かる。セイルの側面に貼り付けられた無反響タイルが分かるだろうか?

機雷にも似た話がある。形状の工夫やゴム製被覆によって機雷探知ソナーをかわそうと工夫しているものがあるが、具体例として、湾岸戦争時に有名になったイタリア製のマンタがある。上部を切り落とした円錐形なので、上方からの音波をそらす効果を期待できる。

海上自衛隊が使用している、マンタを模した訓練機雷。上部を絞った形状が見て取れる。もちろん実弾ではなく、これを海底に設置して探知・処分の訓練をするために使う

また、潜水艦の中には音響要撃受信機と呼ばれるソナーを備えたものがある。レーダーに対するレーダー警報受信機(RWR : Radar Warning Receiver)みたいなもので、ソナー音波を浴びていることを知らせて警報を発するのが目的。

贋目標と音響妨害

このほか、贋目標をこしらえる方法もある。レーダーで探知された時にチャフをまくのと似ているが、使う道具は違う。この種のデバイスが最初に登場したのは第2次世界大戦中のことで、ドイツ海軍のUボートが「ボールド」と呼ばれるメカを導入した。

「ボールド」は、直径10センチメートルの金属管にカルシウム水素化物を封入してあり、それを海中に放出する。すると、カルシウム水素化物が海水と反応して気泡を発生するので、それがソナー音波を反射して贋目標になる仕組み。敵艦のソナーが贋目標を捕捉してそちらを追っている間に、本物の潜水艦は三十六計を決め込もうというわけだ。

現代でも似たようなデバイスが使われているが、相手がアクティブ・ソナーを使用していなければ意味がない。

このほか、探信された時に、タイミングをずらして贋の反響音を返す手も考えられる。レーダーに対する妨害でも、同様の考え方によって「ウソをつく」手法がある。

例えば、本来なら探信して10秒後に反響音が返ってくるはずのところ、贋の反響音をもっと早く送信する。すると、探信した敵艦にとっては本来より早いタイミングで反響音を受信することになるので、実際よりも近い位置に目標がいる、と勘違いする効果を期待できる。

ただしレーダーの場合と同様に、発信源が「この反響音は自分が出した音波と違う」と気付いてしまっては具合が悪いので、似通った音波を出す必要がある。もちろん、贋音波を出すタイミングやその方向も、キチンと計算する必要がある。

それならむしろ、潜水艦とそっくりの音を出す自走式のおとりを射出するほうが確実かもしれない。ただしこの方法、かさばる上に費用もかかる難点がある。

パッシブ・ソナーによる探知を避ける

では、パッシブ・ソナーはどうだろうか。こちらは妨害しようと思ってもできないし、そもそも聴知されている側は、誰がどこで聞き耳を立てているかがわからない。だから、パッシブ・ソナーへの対策としては、自身が発する音を抑制するぐらいの手段しかない。

もっとも、その「自身が発する音」は多様である。機関本体が発する音はもちろんだが、その機関によって回転するスクリューも騒音発生源になる(だから、スクリューの形状や製造法は秘匿度が高い)。もちろん、ポンプや空気圧縮機など、さまざまな機械類も騒音の発生源となる。

また、先に無反響タイルがはがれ落ちる話でも触れたように、船体の表面が凸凹していると、これも騒音の発生源となる。潜水艦では、出港して用済みになった繋留機材をクルンと反転させて格納してしまい、表面を平らにする、なんていうことまでやっている。

そのほか、艦内で人が暮らすことに起因する音もある。人が歩けば靴音が出るし、調理場で鍋を五徳にぶつければ音が出る。トイレで用を足したり、その後で流したりすれば音が出る。シャワーはいうに及ばず。

そういう諸々の音を抑え込むことも、ソナーによる探知を避ける手段の1つ。「特別無音潜航」の指令が出たら、本当に音の1つも出せなくなるらしい。そんな時にトイレに行きたくなったらどうするんだろう。

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インデックス

連載目次
第215回 光学センサー機器(6)いろいろなところでテレビカメラ
第214回 光学センサー機器(5)陸戦用の暗視装置
第213回 光学センサー機器(4)艦艇用のEO/IRセンサー
第212回 光学センサー(3)EO/IRセンサーとレーザー目標指示器の一体化
第211回 光学センサー機器(2)NOCTIS IN DIES(夜を昼に変える)
第210回 光学センサー機器(1)光学センサーとは
第209回 特別編・地震観測技術と核実験監視の関係
第208回 特別編・システム屋さんから見たイージス・アショアの利点
第207回 ソナー(11)水測予察と音響処理
第206回 ソナー(10)被探知を避けるためのあれこれ
第205回 ソナー(9)哨戒機とソノブイ・その2
第204回 ソナー(8)哨戒機とソノブイ・その1
第203回 ソナー(7)電纜敷設艦と海洋観測艦
第202回 ソナー(6)曳航ソナーの方位アンビと多局化
第201回 ソナー(5)SOSUSとSURTASS
第200回 ソナー(4)可変深度ソナーVDS(Variable Depth Sonar)
第199回 ソナー(3)パッシブ・ソナーの構造に関する基本
第198回 ソナー(2)アクティブ・ソナーの構造に関する基本
第197回 ソナー(1)ソナーの種類と用途
第196回 特別編・F-35の量産を支えるグローバル・サプライチェーン
第195回 特別編・カール・グスタフ無反動砲
第194回 アンテナ(10)巨大なアンテナ - 「象のオリ」「スペース・フェンス」
第193回 アンテナ(9)艦艇用のアンテナは難しい
第192回 アンテナいろいろ(8)電子戦機器のアンテナ
第191回 アンテナいろいろ(7)潜水艦の通信
第190回 弾道ミサイル発射の探知手段いろいろ(2)
第188回 弾道ミサイル発射の探知手段いろいろ(1)
第187回 アンテナ(6)衛星のアンテナ
第186回 アンテナいろいろ(5)通信機器のアンテナ
第185回 アンテナいろいろ(4)レーダーのアンテナ・その3
第184回 アンテナいろいろ(3)レーダーのアンテナ・その2
第183回 アンテナいろいろ(2)レーダーのアンテナ・その1
第182回 アンテナいろいろ(1)アンテナの重要性
第181回 マン・マシン・インタフェース(6)カラー表示とモノクロ表示
第180回 マン・マシン・インタフェース(5)ポインティングとスマホ化
第179回 マン・マシン・インタフェース(4)どう操作するか
第178回 マン・マシン・インターフェイス(3)情報の見せ方・その2
第177回 マン・マシン・インタフェース(2)情報の見せ方(その1)
第176回 マン・マシン・インタフェース(1)インタフェースの良し悪しは重要
第175回 人工衛星(9)データ中継衛星と衛星間通信
第174回 人工衛星(8)データの受信・解析・配信
第173回 人工衛星(7)衛星管制網と衛星管制システム
第172回 人工衛星(6)UAVと衛星の関係
第171回 延命改修(7)形態管理
第170回 延命改修(6)ミサイルの場合
第169回 延命改修(5)艦艇の場合
第168回 延命改修(4)輸送機の場合
第167回 延命改修(3)AWACS機の場合 - E-3Cセントリーの機内を紹介
第166回 延命改修(2)F-15の場合
第165回 延命改修(1)総論
第164回 特集F-35(6)短距離離陸・垂直着陸を容易に実現
第163回 特集F-35(5)ソフトウェアの開発と飛行諸元の制限
第162回 特集F-35(4)不思議の国のALIS
第161回 特集F-35(3)CNIとデータリンク
第160回 特集F-35(2)EO-DASとHMD
第159回 特集F-35(1)精緻な組み立て工程
第158回 平成29年度概算要求における情報通信系の話題
第157回 装甲戦闘車両とIT(12)車両の無人化と自動走行
第156回 装甲戦闘車両とIT(11)IEDジャマー
第155回 装甲戦闘車両とIT(10)周辺監視用カメラなど
第154回 装甲戦闘車両とIT(9)アクティブ自衛システム
第153回 装甲戦闘車両とIT(8)砲弾と信管
第152回 装甲戦闘車両とIT(7)ネットワーク化とユーザー・インタフェース
第151回 装甲戦闘車両とIT(6)FBCB2とBFTとBMS
第150回 装甲戦闘車両とIT(5)指揮車という名のAFV
第149回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(4)IED対応のアクティブ座席
第148回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(3)砲兵の射撃統制装置
第146回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(2)戦車の射撃統制装置
第145回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(1)行進間射撃
第144回 X-2と将来戦闘機(10)運用構想と技術の関係
第143回 X-2と将来戦闘機(9)機内空間設計と3D CAD
第142回 X-2と将来戦闘機(8)FBWか、FBLか
第141回 X-2と将来戦闘機(7)データリンク
第140回 X-2と将来戦闘機(6)モデリングとシミュレーション
第139回 X-2と将来戦闘機(5)カウンター・ステルス
第138回 X-2と将来戦闘機(4)クラウド・シューティング
第137回 実はハイテクな救難ヘリコプター
第136回 X-2と将来戦闘機(3)スマート・スキン
第135回 X-2と将来戦闘機(2)推力・飛行統合制御[2]
第133回 X-2と将来戦闘機(1)推力・飛行統合制御[1]
第132回 軍事作戦と通信(5)通信とコンピュータの関わり
第130回 軍事作戦と通信(4)国立暗号博物館訪問記
第129回 軍事作戦と暗号(3)暗号の機械化
第128回 軍事作戦と通信(2)コードとサイファー
第127回 軍事作戦と通信(1)通信手段いろいろ
第126回 人工衛星(5)早期警戒衛星
第125回 人工衛星(4)測位衛星(航法衛星)
第124回 人工衛星(3)偵察衛星
第123回 人工衛星(2)通信衛星
第122回 人工衛星(1)軍事衛星の種類いろいろ
第121回 防空とIT(7)エネルギー兵器の場合
第120回 防空とIT(6)IAMD(防空とミサイル防衛の統合)
第119回 防空とIT(5)艦隊防空[その2]
第118回 防空とIT(4)艦隊防空[その1]
第117回 防空とIT(3)野戦防空
第116回 防空とIT(2)防空システムのコンピュータ化
第115回 防空とIT(1)第二次世界大戦における防空システム
第114回 米海軍イージス艦を見る(4)戦闘システムの形態管理
第113回 米海軍イージス艦を見る(3)艦橋の更新
第112回 米海軍イージス艦を見る(2)戦闘システムの更新
第111回 米海軍イージス艦を見る(1)「変わるもの」と「変えてはいけないもの」
第110回 電子戦とIT(10)蔵出し写真館・艦艇編
第109回 電子戦とIT(9)蔵出し写真館・飛行機編
第108回 電子戦とIT(8)電子戦装置の自動化
第107回 電子戦とIT(7)艦艇の電子戦装備
第106回 電子戦とIT(6)その他の電子戦
第105回 電子戦とIT(5)自衛用電子戦装備
第104回 電子戦とIT(4)ECCM
第103回 電子戦とIT(3)ECMとCOMJAM
第102回 電子戦とIT(2)脅威ライブラリ
第101回 電子戦とIT(1)電子戦とはなんぞや
第100回 水中戦とIT(9)ソノブイ・オペレーション
第99回 水中戦とIT(8) 潜水艦の目標運動解析(2)
第98回 水中戦とIT(7) 潜水艦の目標運動解析(1)
第97回 水中戦とIT(6)港湾警備・ダイバー探知
第96回 水中戦とIT(5)嫌らしい機雷
第95回 水中戦とIT(4)機雷戦その2
第94回 水中戦とIT(3)機雷戦その1
第93回 水中戦とIT(2)魚雷避けに関するいろいろ
第92回 水中戦とIT(1)水中戦とは?
第91回 艦艇のシステム化(6)タンクと電子制御
第90回 艦艇のシステム化(5)フネの中における通信手段
第89回 艦艇のシステム化(4)ズムウォルト級とTSCE-I
第88回 艦艇のシステム化(3)省人化とダメコン
第87回 艦艇のシステム化(2)指揮管制装置とは
第86回 艦艇のシステム化(1)システム艦とは
第85回 射撃管制(6)対地・対艦ミサイル
第84回 射撃管制(5)対空ミサイル
第83回 射撃管制(4)砲兵に特有の事情
第82回 射撃管制(3)機関銃・機関砲・火砲その3
第81回 射撃管制(2)機関銃・機関砲・火砲その2
第80回 射撃管制(1)機関銃・機関砲・火砲その1
第79回 相互運用性(5)相互運用性実現の足を引っ張るのは?
第78回 相互運用性(4)物資補給の相互運用性
第77回 相互運用性(3)情報システムの相互運用性
第76回 相互運用性(2)通信分野の相互運用性
第75回 相互運用性(1)相互運用性とは
第74回 不正規戦とIT(8)NATOが演習にソーシャル・メディアを取り込む
第73回 不正規戦とIT(7)国境線の侵入監視や港湾警備
第72回 不正規戦とIT(6)不正規戦と電子戦
第71回 不正規戦とIT(5)コミュニケーションに翻訳ツール
第70回 不正規戦とIT(4)民心掌握とIT
第69回 不正規戦とIT(3)通信を利用した追跡・捕捉
第68回 不正規戦とIT(2)コミュニケーション手段としてのIT
第67回 不正規戦とIT(1)宣伝戦とインターネット
第66回 衛星携帯電話も使いよう
第65回 個人用装備のIT化(5)無線機をめぐる話・いろいろ!?
第64回 個人用装備のIT化(4)個人用武器の精密誘導化
第63回 個人用装備のIT化(3)個人用情報端末機器のあれこれ
第62回 個人用装備のIT化(2) 個人レベルの通信網はどうするか
第61回 個人用装備のIT化(1) 個人レベルの情報武装
第60回 サイバー防衛(8) ソーシャル・エンジニアリング
第59回 サイバー防衛(7) サプライチェーンという戦場
第58回 サイバー防衛(6) オープンな場も戦場になる
第57回 サイバー防衛(5) 弱者の最強兵器
第56回 サイバー防衛(4) アクティブ・ディフェンス
第55回 サイバー防衛(3) 攻撃手段いろいろ
第54回 サイバー防衛(2) サイバー攻撃の動機・手段・内容
第53回 サイバー防衛(1) サイバー攻撃・サイバー防衛とは
第52回 軍事におけるシミュレーションの利用(6) 負傷者治療の巻
第51回 軍事におけるシミュレーションの利用(5) 計測とデブリの巻
第50回 軍事におけるシミュレーションの利用(4) 海の巻
第49回 軍事におけるシミュレーションの利用(3) 陸の巻
第48回 軍事におけるシミュレーションの利用(2) 空の巻
第47回 軍事におけるシミュレーションの利用(1) RDT&Eの巻
第46回 情報活動とIT(6) 情報戦とサイバー戦
第45回 情報活動とIT(5) 情報資料の配信と利用
第44回 情報活動とIT(4) 情報を管理するためのシステムに求められる課題
第43回 情報活動とIT(3) ELINT・COMINT・SIGINT
第42回 情報活動とIT(2) 画像情報のデジタル化
第41回 情報活動とIT(1) なぜ情報活動が必要か
第40回 軍艦・海戦とIT (6) 艦艇の設計・建造とIT
第39回 軍艦・海戦とIT (5) ダメージコントロール
第38回 軍艦・海戦とIT (4) ウェポンシステムとオープンアーキテクチャ
第37回 軍艦・海戦とIT (3) データリンクによるネットワーク化
第36回 軍艦・海戦とIT (2) 艦内ネットワークの整理統合
第35回 軍艦・海戦とIT (1) システム艦ってなに?
第34回 警戒監視体制の構築とIT(6) IT化と人手の使い分け
第33回 警戒監視体制の構築とIT(5) 宇宙空間とサイバー空間
第32回 警戒監視体制の構築とIT(4) 陸の警戒監視
第31回 警戒監視体制の構築とIT(3) 海の警戒監視
第30回 警戒監視体制の構築とIT(2) 空の警戒監視
第29回 警戒監視体制の構築とIT(1) 警戒監視とITの関わり
第28回 指揮統制・指揮管制とIT(4) : 関連する要素技術とまとめ
第27回 指揮統制・指揮管制とIT(3) 軍艦の戦闘指揮所
第26回 指揮統制・指揮管制とIT(2) 特定任務分野の指揮管制
第25回 指揮統制・指揮管制とIT(1) 戦略・作戦レベルの指揮統制
第24回 陸戦とIT(6) 兵站業務とIT活用
第23回 陸戦とIT(5) 地雷やIEDの探知もハイテク化
第22回 陸戦とIT(4) IT化と電源の問題
第21回 陸戦とIT(3) 陸戦と通信網
第20回 陸戦とIT(2) 陸戦兵器の精密誘導化
第19回 陸戦とIT(1) 陸戦における状況認識
第18回 UAVとモジュラー設計
第17回 UAVによる映像情報の収集とデータ処理
第16回 無人戦闘機は実現可能か?
第15回 UAVと有人機の空域共有問題
第14回 武装UAVのオペレーション
第13回 無人偵察機(UAV)に関する基本と武装化の経緯
第12回 Build a Little, Test a Little and Learn a Lot
第11回 イージス・アショアとモジュール化と相互運用性
第10回 ミサイル防衛に必要な通信網とネットワーク化交戦
第9回 イージス艦のベースラインと能力向上
第8回 イージス艦とはそもそも何か
第7回 弾道ミサイル防衛とC2BMC
第6回 F-35ライトニングIIの操縦システム
第5回 F-35ライトニングIIの兵站支援
第4回 F-35ライトニングIIのソフトウェア
第3回 F-35ライトニングIIとネットワーク中心戦
第2回 F-35ライトニングIIの"眼"
第1回 F-35ライトニングIIは何が違う?

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