前回、可視光線を使用する電子光学センサーと、赤外線を使用する赤外線センサーの話をした。今回は、この両者を組み合わせて構成する、現在の主流である電子光学/赤外線センサーを取り上げる。ちなみにタイトルの「NOCTIS IN DIES」はラテン語で「夜を昼に変える」という意味だが、その話は後で。

なぜ併用するのか

可視光線のほうが波長が短い分だけ映像が鮮明で、しかもカラーである。これに対し、赤外線センサーは暗闇でも使えるが、赤外線の濃淡しかわからないから必然的に白黒になる。つまり一長一短があるので、どちらか一方だけで済む場面は限られる。

それなら両方あったほうがよいということで、目下の主流は電子光学センサーと赤外線センサーを1つの機器にまとめた、いわゆる電子光学/赤外線(EO/IR : Electro-Optical/Infrared)センサーとなった。

つまり、1つの箱の中に可視光線用のCCDカメラと赤外線センサーを入れてあるのだが、同じ場所に入れたら受光素子の場所を奪い合いことになって喧嘩になるので、両者を並べて設置してある。もちろん、(おそらくは光学系の工夫によって)見られる範囲がずれないようにしてある。こうすることで、可視光線が使える時は可視光線、そうでなければ赤外線、という使い分けが可能になる。

なお、赤外線センサーのうち特に、航空機が前方の状況を把握する目的で使用するものを前方監視赤外線センサー(FLIR : Forward Looking Infrared)と呼ぶことがある。時々、これを「前方監視赤外線レーダー」と訳している本があるが、使用するのは赤外線であって電波ではないし、パッシブ専用だから誤訳である。

赤外線映像を得られるセンサーの登場により、探照灯とか照明弾とかいったものに頼らなくても、夜間戦闘を現実的に行えるようになった。また、F-35のAN/AAQ-37 EO-DAS(Electro-Optical Distributed Aperture System)みたいに、「昼夜を問わずに全周を見られる視界装置」なんていう飛び道具も実現できた(第157回を参照)。

だから、当節は戦闘機でも艦艇でも装甲戦闘車両でも、大抵パッシブ式の赤外線センサー、あるいはEO/IRセンサーを備えている。そうした流れの発端となった機体の1つが、F-15Eストライクイーグルではないかと思われる。

夜間低空侵攻が求められたF-15E

F-15Eは、F-15イーグルをベースにして対地攻撃用の機体に仕立てた機体だ。といっても、単に空対地兵装を積めるようにしました、というだけの機体ではない。

この機体に求められたのは、「夜間に、レーダー探知を避けるために地面スレスレの低空飛行を行いながら敵地に侵入して、目標に精確に到達したところで一発必中の精密誘導兵器を叩き込む」こと。それをどうやって実現するか。

まず、地面スレスレの低空飛行は、地形追随レーダーによって実現できる。これはF-15Eの出現よりも前から導入事例がある機材で、前方の地形をレーダーで調べて、自動操縦装置を使って起伏に合わせた上昇・降下を行いながら飛行する。

「でも、それを夜間にやったら前方の光景が見えないのだから、状況がわからなくておっかないのではないか?」

仰せの通り、その通り。そこで赤外線センサーが登場する。

F-15Eは2個のポッドから構成された「LANTIRN(Low Altitude Navigation and Targeting Infrared for Night)」という機器を搭載している。そのうち、右側の空気取入口下面についているのがAN/AAQ-13 LANTIRN航法ポッド。地形追随レーダーと赤外線センサーを組み合わせたもので、これによって前方の地形の起伏に関する情報、それと映像を得られる。

写真中央、空気取入口の下にぶら下がっているのが、AN/AAQ-13 LANTIRN航法ポッド。二段重ねの構成で、上の段の先端にある四角い窓が赤外線センサー。下の段の先端にある丸い部分が地形追随レーダーのレドーム

起伏の情報はそのまま自動操縦装置に送り込んで地形追随飛行に使用するのだが、赤外線映像のほうはパイロットの目の前にあるHUD(Head Up Display)に表示する。だから、HUDの範囲内でのことだが、前方の暗闇が赤外線映像に化ける。

これによって夜間でも昼間に近い感覚で飛べるようになるという理屈。そこでLANTIRN計画が掲げた標語が、冒頭の「NOCTIS IN DIES」だったというわけ。これで「Low Altitude Navigation」は達成できる。

では、「精密誘導兵器を叩き込む」のほうはどうか?

EO/IRセンサーとレーザー目標指示器の合わせ技

そこで登場するのが、左側の空気取入口の下面に搭載するAN/AAQ-14 LANTIRN目標指示ポッド。先端部が独立して旋回・俯仰できるようになっていて、そこに赤外線センサーとレーザー目標指示器が収まっている。ただし最近では、F-15EはAN/AAQ-14に代えて、もっと新しいAN/AAQ-33スナイパーを装備している。

AN/AAQ-33スナイパー目標指示ポッド。ただし、F-15EではなくB-1Bが搭載した状態。世代が新しいので、機能的にもAN/AAQ-14を上回っている

レーザー目標指示器とは、レーザー誘導爆弾(LGB : Laser Guided Bomb)やレーザー誘導の空対地ミサイルに対して目標を指示するために、レーザー・ビームを照射する機器。爆弾やミサイルは、照射したレーザー・ビームの反射波をたどって目標まで飛んでいく。

こちらにも赤外線センサーがついているのだが、AN/AAQ-13のそれは航法用だから視野が広く、AN/AAQ-14やAN/AAQ-33のそれは照準用だから視野が狭い。

超望遠レンズ付きのカメラを使った経験がある方ならおわかりの通り、焦点距離が長いと遠くのものが大きく見える代わりに、画角が狭いので、狙ったものをパッとフレームに捉えるのが難しい傾向がある。だから用途に合わせて、画角と焦点距離が違う2種類の赤外線センサーを併用している。

ともあれ、AN/AAQ-14やAN/AAQ-33があれば、夜間でも目標を捕捉して赤外線映像を得られるので、それを見て「ここを狙え」と指示できる。そこにレーザー・ビームを照射してから爆弾、あるいはミサイルを投下すれば、そこに(たぶん)命中する。

この合わせ技が評価され、精密誘導兵器の利用が一般化したことから、EO/IRセンサーとレーザー目標指示器を一体化して旋回・俯仰を行えるようにした機器の装備が一般化した。