【コラム】

軍事とIT

217 ソフトウェアと動作ロジック(1)艦載防空システム(その1)

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今回からテーマを変えて、「ソフトウェアと動作ロジック」というテーマを取り上げてみよう。プログラムを書いた経験がある方ならおわかりの通り、プログラムを書くためには「どういうロジックで動くか」を考える必要がある。ウェポン・システムの分野も同じである。

動きを予想する

3年ほど前の話だが、病気をして3カ月ばかり入院させられていたことがあった。退院した後、電車に乗って自宅に戻ろうとしたら、ターミナル駅の人混みをスムーズに通れなかった。実際にぶつかるところまではいかなかったが、どうもギクシャクしてしまうのである。

人混みの中をスムーズに歩くには、周囲にいる人の位置と動きを把握して、未来位置を予測する必要がある。「左手にいるあの人が、こういう向きと速度で移動してくるから、それを避けるためにはこちらを通ればよい」という話である。

クルマの運転も同じで、周囲にいる他のクルマや歩行者などの動きを見て、未来位置を予測しながら衝突を回避する操作をやっている。

さて。イージス武器システム(AWS : Aegis Weapon System)に代表される艦載防空システムも、似たようなことをやっている。

まず、レーダーで探知した航空機やミサイルについて個別に、連続的に探知・追尾することで針路と速力を把握する。そのベクトルに基づいて未来位置を予測して、どれが脅威になるかを判断する。

単純に考えれば、自艦に向かってくる探知目標は脅威度が高い。一方、遠ざかる目標は脅威度が低い。詳しい話は後で個別に書くが、そうした脅威評価の結果に基づいて、どの探知目標から順番に交戦していくかを決定する。

そして、探知目標ごとに武器割当を行う。「最初に撃つミサイルは探知目標A、2番目に撃つミサイルは探知目標C、3番目に撃つミサイルは探知目標F……」といった具合にだ。

人混みの中を歩く際は衝突を避けなければならないが、対空戦闘システムはミサイルを探知目標に当てなければならないので、考え方は逆になる。つまり、衝突を避ける進路をとるのではなく、衝突する進路をとるようにミサイルを誘導しなければならない。

もちろん、探知・追尾している間に目標の針路や速力が変化する可能性があるから、すべての探知目標について連続的に探知・追尾データを更新し続けるとともに、必要に応じてベクトルの計算をやり直す必要がある。その結果次第では、脅威評価や武器割当の内容も見直さなければならないかもしれない。

また、他の艦や航空機が交戦した結果として探知目標が途中で消える可能性や、突如として新たな探知目標が出現する可能性もある。例えば、自艦の近所にいる潜水艦がいきなり海中から対艦ミサイルを撃ってきたら、それは急に優先度が高い目標として割り込んでくるはずだ。これらもやはり、脅威評価や武器割当の見直しにつながる。

そうした諸要因を考慮に入れた上で、探知目標ごとに脅威度の高さを判断して優先順位を決めるのだが、そこでどういうロジックに立脚するのか、が本題だ。

個艦防空の場合

まず、わかりやすいところで個艦防空(point defence)の話から。個艦防空とは読んで字のごとく、自分の身を護ることだけ考えるモードである。

それなら考え方は比較的シンプルだ。自艦に向けて飛来する脅威を拾い出して、脅威評価による優先順位付けと武器割当を行い、順番に交戦していけばよい。では、脅威評価のロジックはどうすればよいだろうか。

シンプルに考えると、探知目標のベクトルに基づいて、自艦に着弾するタイミングが早い順番に片付けていかなければならない。着弾するタイミングが遅い目標を先に片付けていたら、その間に、もっと近くにいる脅威にやられてしまう。

そして、自艦に向かって来ないと判断した探知目標は放っておくか、優先順位を下げる。もしもそれが僚艦に向かったとしても、それは僚艦で対処してもらうという考え方である。

艦隊を構成するすべての艦が個艦防空の能力を備えていれば、各々が自分で自分の身を護ることで、結果的に全艦が生き残れる、という考え方が成り立たないものでもない。

僚艦防空の場合

僚艦防空(local area defence)とは、個艦防空と艦隊防空(これは次回に書く)の中間に位置する概念だ。かいつまんでいうと、「艦隊すべてをカバーするには至らないが、自艦だけでなく近所にいる僚艦にも防空の傘を差し伸べる」という意味になる。

あまり聞かない言葉だが、我が国ではこの僚艦防空に対応する護衛艦を4隻配備している。それが「あきづき」型である。僚艦防空なんていう話が出てきた背景には、ミサイル防衛任務に就いているイージス護衛艦を護るニーズが発生した事情がある。

「あきづき」型護衛艦の2番艦、「てるづき」。艦橋の上に取り付けられた白いフェーズド・アレイ・レーダーのうち、大きいものが捜索用のFCS-3A、小さいものがミサイル誘導レーダー

「こんごう」型イージス護衛艦のシステムでは、ミサイル防衛の任務に就いている時は、そちらにレーダーやコンピュータのパワーを集中する必要がある。すると、他の経空脅威に対処する余裕がなくなってしまう。そこで「あきづき」型が近くに陣取って、イージス艦を護ろうというわけだ。

これを脅威評価ロジックの観点から見るとどうなるか。個艦防空なら自艦に向かってくる探知目標のこと「だけ」を考えていればよいが、僚艦防空では僚艦「も」護らなければならない。

したがって、自艦だけでなく、護りを差し伸べなければならない僚艦がどこにいる誰か、ということもシステムに教えておく必要があると考えられる。また、自艦と僚艦の位置関係を時々刻々、把握・更新しなければならないだろう。

そして防空指揮管制システムは、その僚艦に向かっている目標と自艦に向かってくる目標の両方を探知・追尾して脅威評価を行い、総合的に優先順位をつけて交戦する必要がある。場合によっては、イージス艦に向かってくる脅威を先に片付けて、我が身の護りは後回し、ということもあり得る。

次回に取り上げる艦隊防空もそうだが、高価値ユニット(HVU : High Value Unit)、つまり空母や揚陸艦やイージス艦がやられないようにすることが最優先なのだ。そこのところの考え方が、自分のことだけ考えていればよい個艦防空とは異なる。

どこかで聞いたような話だと思ったら、僚艦防空とは要するに、アメリカのシークレット・サービスみたいなところが担当している要人警護と似ている。

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インデックス

連載目次
第219回 ソフトウェアと動作ロジック(3)弾道ミサイル防衛がらみの計算処理
第218回 ソフトウェアと動作ロジック(2)艦載防空システム(その2)
第217回 ソフトウェアと動作ロジック(1)艦載防空システム(その1)
第216回 光学センサー機器(7)従来型潜望鏡と非貫通式潜望鏡
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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