NGAD artist concept from Northrop Grumman.
次世代航空優勢（NGAD)のシステムファミリーは、高度機密扱いのままだが、一部とはいえ詳細が明らかになってきた。
制空権は空軍の最大のコアコンピテンシーだが、戦闘機材の老朽化に伴い、将来的に任務を遂行する能力がますます疑問視されている。空軍は2030年までに、F-22ラプターが空域で生存できなくなり、統合部隊が空からの攻撃に脆弱になる可能性を予想している。中国のJ-20をはじめとする敵機に加え世界で高度化する地上防空網の先を行くには、新しい制空戦闘機が緊急に必要だ。
米空軍は2018年以降、後継機となる次世代航空優勢（NGAD）システムの開発に25億ドル以上を投資してきた。2025年までに、90億ドルに膨れ上がると見られる。まだ高度に機密化されているものの、空軍は徐々にNGADに関する詳細を限られた形とは言え明らかにし始め、航空優勢を共同で獲得する「システムファミリー」と表現している。NGADファミリーは、少なくとも1機の有人機と未公表の数の無人機を含み、オプションで有人プラットフォーム、ミサイル、ポッド、オフボード機能（一部は宇宙から操作可能）を含む技術も含まれる予定である。護衛機の中には、センサーや複数の武器を搭載するものもあれば、電子攻撃や地上攻撃を専門に行うものもあり、NGADは敵の防衛力を突破し戦域内のあらゆる目標を危険にさらす能力をめざす。
1年前、空軍首脳が2020年代後半から2030年代の戦闘機部隊に関する「4＋1」計画を発表し、多くの人がF-22の段階的廃止を要求していると知り唖然とした。計画の第一の要素は、「F-22からNGADへの移行」だった。
米空軍の未来（旧戦略、統合、要件）担当副参謀長S.クリントン・ハイノート中将Lt. Gen. S. Clinton Hinoteは、昨年5月にAir Force Magazineに、F-22は運用開始から20年になろうとしており、部品の陳腐化と「近代化で解決不能の限界」があると語った。
敵の側にある高度なセンサーが、F-22のステルス特性を克服し始めている。1990年代、あるいは1980年代後半の設計のラプターを新素材やアクティブな手段で改修しても、拡張に限界がある。2023年度に344百万ドルを投入する新型センサーは、NGADへの橋渡しになる。 ハイノートも「リスクを前提にできる分野ではありません」と言う。
2023年度予算でNGADへの「大きな...コミットメント」が迫るため、空軍は昨年からNGADについて話す機会が増えている。2022年度のNGADの予算要求は15億2500万ドルで、2023年度には16億5800万ドルに増加する。その資金調達のため、空軍は来年、最も古いF-22を含む既存の戦力構成を犠牲にすることを覚悟している。
NGADは2018年予算で2億9500万ドルの項目として初登場し、翌年には「Air Superiority Family of Systems」に4億3000万ドルを要求していた。
2022年度予算で、空軍はNGADが「ゲームを一変する技術を導入することで将来にわたり航空優勢を維持する保証となる」と述べていた。NGADは「単一のプラットフォームではない。"次世代 "の航空機の実現ではなく、ギャップを緩和する能力の提供に重点を置く」というのが空軍の説明だ。
しかし、NGADファミリーの少なくとも1つは、有人機となり、無人機が随伴することになる。米空軍の元調達担当ウィル・ローパーWill Roperは2020年9月、NGADの「フルスケール飛行実証機」がすでに飛行していると明らかにし、「多くの記録を破った」とおどけた様子で付け加えた。彼は後に記者団に対し、デジタルエンジニアリングの採用が 「現実世界で現物」を実現しつつあることを空軍コミュニティに理解させるため、発表したと語った。
ローパーのNGADコンセプトは、従来の元請け企業に限らず、新興企業も競争に参加させるもので、新型機は、設計企業が作る必要はないとする。ローパー構想では、50〜100機の短期間生産とし、その間に、より高度な機体を次々と開発し、ほぼ5年ごとに新型機を開発するとしていた。この開発頻度は、F-22とF-35プログラムの特徴である「勝者総取り」競争を反復的で迅速な開発サイクルに置き換え、技術更新を数十年単位から数年に短縮するものである。空軍はこのアプローチを放棄しておらず、参謀総長チャールズ・Q・ブラウン・JrGen. Charles Q. Brown Jr..が空軍発した「変化を加速せよ...さもなければ負ける」という勧告に合致している。
F-22は原設計が1980年代で2005年に運用開始となったが、2020年代末には敵側のセンサー性能の向上に太刀打ちできなくなる。NGADファミリーはこれに対し「数桁上の」ステルス性能を実現する必要がある。 Staff Sgt. Betty Chevalier
ローパーは当時、「今回の発表は、"e-plane"を仮想世界で飛ばしたということではありません」「フルスケールの飛行実証機を作り、現実の世界でそれを飛ばしているのです」と述べていた。
ハイノート中将は、2021年5月のインタビューで、「（NGADが）うまくいっていることに驚いている」と語っている。彼は、招待した連邦議会議員が「感動」して帰っていったと語った。また、NGAD実証機を操縦するテストパイロットからも高い評価を得ているとした。
ハイノート中将はNGADの導入時期は明言しなかったが、システムの一部について、「必要に応じ有人操縦可能」 と言及した。またNGADはF-22を「1対1」で置き換える機材ではない、と述べている。
F-22が185機あることを考えると、ハイノート中将の説明は、最初のNGADを100機以下しか購入しないというローパーの計画と合致する。
ハイノート中将は、2機目のNGADが開発中であることを「肯定も否定もできない」としながらも、高速回転の連続開発により、「大企業が、設計段階で競争状態に入る」と述べている。
ローパーのNGADのビジョンで重要な点の1つは、30〜40年持つ設計ではなく、12〜15年で導入、運用、引退させる短い運用期間を想定していることだ。「このアプローチでは、資金調達の重点を、ウェポンシステムのコストの70％を占める維持管理から、設計と調達に移すことになります」とし、旧モデルでは、ベンダーは航空機を作るよりも、機材を維持することで利益を得られる構造になっている。部品の陳腐化は、今日、空軍のほぼすべてのレガシーシステムを苦しめている。NGADはベンダーロック」を排除するのが目的であるとHinote氏は言う。サステナビリティを管理し、新しいプログラムを作るよりもアップグレードやメンテナンスを永続させることにメーカーがインセンティブを感じるのが現状だ。
これに対し、NGADでは、ハードウェアとソフトウェアの機能拡張を永続的に展開し、それぞれの反復で前のモデルを「飛び越える」のを目指す。ローパーは、世代交代が5〜8年で起こると期待していた。
F-22のように、NGADも対地攻撃機能を備える。2021年6月、空軍参謀長チャールズ・Q・ブラウン・ジュニア大将はNGADは「生き残るため、また航空部門司令官や統合軍にオプションを提供するため、ある程度の空対地能力を持つ」と下院軍事委員会で述べた。
空軍幹部のコメントと一般的な業界情報をもとに、NGADの特徴を絞り込んでみよう。
長距離性能と兵装搭載量を優先すればNGADは従来型戦闘機の形状と異なる可能性がある。特に太平洋方面を考慮すれば操縦性能は二の次となる。上はB-21爆撃機に酷似したNGADに無人護衛機編隊が加わり、運用される構想図。
Mike Tsukamoto/staff; Greg Davis/USAF
飛行性能はどうなる
NGADの主翼は、少なくともF-22と同程度の高度と速度で飛行を想定する。つまり、上空約6万5000〜7万フィート、最高速度はマッハ2.8程度となる。F-22は非常に高い機動性を持つように設計されているが、NGADがドッグファイトを行う必要があるかどうかについて、空軍は明らかにしていない。F-35では後方の戦闘機にミサイルを撃ち込むことができるなど、最新のセンサーやミサイル性能を考えると、NGADは極端な機動性を捨てて、大きな内部燃料タンクと大量の武器搭載量を選ぶかもしれない。
航空戦闘軍団ACCの前司令官ハーバート・"ホーク"・カーライル大将Gen. Herbert “Hawk” Carlisleは2017年、NGADの原型とされる「侵攻型戦闘機」は、太平洋戦域の長距離に対応し大きな翼と大きな燃料タンクを備え、より多くの射撃を可能にする搭載量を持つB-21爆撃機に近くなると推察していた。
予算が明らかになった3月、計画・プログラム担当副参謀長のデイビッド・ネイホム中将Lt. Gen. David S. Nahomは、空軍はこれまでヨーロッパとロシアを中心に戦闘機を開発してきたが、NGADは異なると語った。「これまで太平洋の射程距離を考慮して戦闘機を開発したことはない」と、Air Force Magazineのインタビューで答えている。「だから、これは初めてになる」と。
別の空軍首脳は、NGADに2つバージョンがあり、1つは太平洋戦域の長距離要件に最適化され、もう1つはよりコンパクトなヨーロッパ戦域に最適化されるかもしれないと述べている。
ステルス
NGADがどこまでステルスでなければならないかについて、軍関係者は口を閉ざしている。飛行速度が、発見されても防衛側にミサイル対応に十分な時間がなくできるのであれば、速度とステルス性を引き換えにしてもよいという意見もあった。
一方、中国がアメリカの第5世代航空機を探知できるとの警戒感は、ここ数年、各国首脳から強まっている。ACC司令官マーク・D・ケリー大将Gen. Mark D. Kellyは、ステルスは「見えないという意味ではない」「ステルス機はある距離で探知される前提で、防御のため近接電子妨害を必要とする」と発言している。
業界筋によれば、NGADは現在の第5世代戦闘機よりも「桁違い」に探知されにくく、レーダー断面積はBB弾と同じになるという。また、捜索・追跡レーダーの主要な帯域に対して最適化するのではなく、各種帯域でステルス性が高くなる想定だという。
ここ数ヶ月、F-22、F-35、さらにF-117が、機体全体に光沢のある金属製パネルを装着している姿が目撃され、写真に撮られている。空軍はその目的を明らかにしていないが、第5世代戦闘機のアップグレードの可能性、あるいはNGADの新しいステルス処理をテストしているのだろう。
空軍関係者は2010年代半ばに、侵攻型電子攻撃機Penetrating Electronic Attack aircraft（PEA）と呼ばれる次世代戦闘機用の妨害援護機の可能性を公然と語っていた。ジャミング護衛機がNGADの「ファミリー」の1つであるのは間違いない。
センサー類
第5世代戦闘機は、アクティブ電子走査アレイ（AESA）レーダーを使用し、周波数を高速にホップして、電子放射を発見・追跡する時間を短縮している。NGADでは、有人戦闘機にAESAを搭載せず、機能を護衛機に依存することで、有人型機を発見しにくくなる可能性がある。
また、敵のステルス機を熱特徴で識別する赤外線サーチ＆トラッキングシステムも搭載されるはずだ。IRSTは、F-22で計画するセンサーアップグレードの一つで、最近、同機の外翼に細長いステルスをねらったポッドをつけて飛行しているのが目撃されている。空軍は、前面が誘電体で透明になっているように見えるこのポッドについて説明していない。
エンジン
NGADは、敵地の奥深くへ侵入し、タンカーの支援も受けずに活動する。そのためには、大容量の内部燃料タンクと、燃料を効率よく使用する能力の両方が必要だ。2007年以降、空軍は数十億ドルを投じて適応型エンジン移行プログラム（AETP）を実施しており、高推力と高い燃料効率を持つパワープラントを開発してきた。AETPは、「ターン＆バーン」運動性能を必要とするミッションや、燃料の節約が必要なミッションに適応する。また、部品の積層造形技術、シール技術、高温セラミック技術により、現在のターボファンより高温でのエンジン作動が可能となる。
AETPエンジンには、GEエイビエーションのXA100とプラット＆ホイットニーのXA101の2種類がある。どちらも昨年秋に試験段階に進み、今後2年間は耐久性など試験を行う。両社とも、航続距離を25〜30％伸ばし、加速を18％向上させる空軍の目標を達成したとしている。また、電子戦システムや指向性エナジー兵器用に、現行の戦闘機用エンジンを上回る電力供給が実現する。
両社は方法については言及しないが、AETPエンジンで機体をよりステルス化させるとも言っており、おそらく熱特徴を減少させるのだろう。
空軍と産業界は、AETPプログラムは常にNGADが念頭にあると言う。テストと調整を経て、AETPエンジンは2027年頃に生産可能となる見込みで、最初の量産型NGAD試験機の装備に間に合う。一方、空軍は、同技術をF-35のブロック4バージョンに適用することも考えている。
フランク・ケンドール空軍長官は、2023年度予算要求でAETPがどう扱われたかを尋ねられ、「研究開発は続ける」と答えたが、「新型エンジンの開発費用はかなり大きい。他の軍とのパートナーシップを模索する。F-35統合計画室長エリック・フィック中将Lt. Gen. Eric T. Fickは、多国間F-35パートナーシップのルールでは、空軍がF-35Aに非標準エンジンを搭載したい場合、開発・生産コストを自費負担しなければならないと述べている。空軍は、2023年度のAETPの資金要求を22年度比で3倍の354百万ドルに増やした。
海軍は独自のNGADに準ずるプログラムを持っており、ペンタゴン当局は以前から、空軍が開発中のETPエンジンを使うことはほぼ間違いないと述べている。
将来型戦闘機のコンセプト図では有人無人機型共に無尾翼としてレーダー断面積をさらに削減させる。米海軍もNGAD技術を共有するものの、F-35のような共通機材にはならない。NGADは50-100機程度の生産とし、5-8年ごとに改良型を登場させる構想だ。空軍はデジタルエンジニアリングの恩恵を活用し、中小メーカーにも参画を働きかけたいとする。Mike Tsukamoto/staff; Boeing
兵装
AIM NGADの主力兵器は、現在ロッキード・マーティンが開発中のAIM-260A Joint Advanced Tactical Missile（JATM）が有力視される。2019年に初めて明らかにされたJATMは、中国の長距離空対空ミサイルPL-15に対抗し、ドッグファイトにおける「ファーストショット・ファーストキル」の独占を米国に回復させる手段となる。 ケリーACC司令官は昨年9月のAFA会議で、米空軍は第5世代機に「第5世代兵器」を必要としていると述べた。
現在の兵器は、ステルスの利点を否定するという。このような状況下で、「ステルス機を誰でも観測可能にすれば、ステルス部隊を持つ意味がなくなる」とケリー大将は述べた。中国のPL-15の射程は約80マイルなので、AIM-260の射程はかなり長くなる可能性がある。JATMは「そこそこ使える」（ケリー大将）という。
ステルス性を維持するため、F-22はAARAMは内部搭載する必要がある。JATMの外寸はAMRAAMと同程度になるのではないか。
JATMは赤外線とミリ波レーダーの両方を含むマルチモードシーカーを搭載するようだ。AMRAAMは良いミサイルだが、ケリー大将は「できることはほとんどやりつくした」と述べている。空軍はフロリダ州エグリン空軍基地でJATMをテストしているが、飛行機愛好家たちに目撃されたり撮影されたりしていないのは、AMRAAMに酷似しているのを示唆しているのかもしれない。つまり、ロッキード・マーティンは推進剤の追加用部品を小型化することに成功したのか。また、弾頭部分を炸裂した断片で破壊するのではなく、直接標的を攻撃する可能性もある。これも推進剤の収納スペースを確保に役立つ。
MAM 空軍予算書によると、モジュラー式高性能ミサイルModular Advanced Missile, MAMは2023年に戦闘機で運動学的テスト」を受ける予定の高度に機密化されたシステムだ。同兵器では、弾頭とシーカーが交換可能で、空対空または空対地ミサイルとして使用できる。また、射程距離を伸ばすため、「積み重ね可能な」モジュール式の推進剤システムを採用する可能性もある。
LREWとLRAAM レイセオンが開発中の長距離交戦兵器とボーイングで開発中の長距離空対空ミサイルは、どちらもモジュラー式で、ミサイルに推進セグメントを追加して射程距離を伸ばすことができるため、実際はMAMと同じかもしれない。
ペレグリンとクーダ レイセオンが自社資金で開発し、2019年に発表したペレグリンPeregrineは、AMRAAMの半分の大きさだが、より高速で遠くまで飛ぶという。小型でありながらAMRAAMとほぼ同じ能力を持つため、NGAD「ファミリー」システムの護衛機に最適で、NGADで搭載できる武器が増えるかもしれない。ロッキード・マーチンのクーダCudaは、ほぼ同じサイズだが、独自の制御システムを持ち、空軍研究本部の小型先進ミサイル・プロジェクトへのロッキードの回答であった。
これらのミサイルには、NGADやその後継機用に計画されたものもあるかもしれない。ケリー大将は、2021年9月のAFA Air, Space & Cyber Conferenceで、「問題Aに着手しつつ、問題Bを目視もしないわけにはいかない前を向き続けなければならない。」と述べている。ケリー大将は、中国が新型機の実戦投入前から後継装備の開発を始めていることを指摘した。
極超音速 極超音速兵器は、地上の標的を攻撃するためだけのものではない。国防総省高官は、10年以上前から、将来の空対空兵器として、空気取り入れ式の極超音速システムを推進してきました。ケリー大将は、極超音速で発射から標的までの「飛行時間を短縮」できるが、「敵がこちらに接触する能力と同等かそれ以上の距離で接触できるとを確認する必要がある」と述べた。
指向性エナジー 現在、空軍は自己防衛用高出力エナジー・レーザー実証機（SHiELD）プログラムで、集束パワー約150kwを発生できるレーザー・システムが調達可能となっているが、これが最終的な答えではない。業界筋によると、米空軍は、レーザーシステムを将来の空戦システムの一部にするつもりであり、航空機のシーカーの目をくらませたり、飛んでくるミサイルから航空機を防衛することを最低限の目的としている。
その他の技術
元空軍参謀長デイビッド・ゴールドフェイン退役大将Gen. David L. Goldfeinは2019年、NGADは「5つの主要技術」で構成されると述べ、すべてを「単一のプラットフォームに集まる」ことはなく、すべてが同時に成熟することもないだろう、と語った。同大将は5つの技術要素をその場で列挙しなかったが、後にエンジン、武器、センサー、人工知能、接続性と言及した。
契約企業はどこになるのか
ロッキード・マーティンのジェームス・D・タイクレJames D. TaicletCEOとノースロップ・グラマンのキャシー・J・ウォーデンKathy J. WardenCEOは、過去1年間の決算報告で、NGADに適用可能な技術に取り組んでいることに言及した。ロッキードの航空部門担当上級副社長グレゴリー・M・ウルマーGregory M. Ulmer,は、Air Force Magazine誌に、有人／無人チーム編成において同社の「スカンクワークス」が大きな役割を果たすと考えていると語った。
NGADは、空軍がそれを維持できる限り、高度に機密情報になる可能性が高い。ケンドール長官は、冷戦時代の慣習にならい、将来の戦闘機の形状や機能を共有することに消極的で、敵に対抗策を開発する「先手」を与えかねないと述べている。■
Piecing Together the NGAD Puzzle - Air Force Magazine
Piecing Together the NGAD Puzzle
April 29, 2022.
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