USAF
高機動脅威への対抗手段として、米空軍は先端部が連結構造のミサイルを構想している
アメリカ空軍は、空対空戦闘で命中する可能性を高める斬新なコンセプトを模索している。機首が曲がる空対空ミサイルを使用し、ターゲットが回避する前に仕留める構想だ。空軍はこれを、「次世代制空権プログラム」で開発中の第6世代ステルス機など、現在および将来の戦闘機で高機動性の脅威と戦う新たな手段に位置づけている。
空軍研究本部AFRLは、今週コロラド州アウロラで開催された2023年航空宇宙軍協会の戦争シンポジウムで、「Missile Utility Transformation via Articulated Nose Technology（MUTANT）」と呼ぶプロジェクトを紹介した。AFRLによると、MUTANTは過去6年間の関連技術の研究を活用しており、コアコンセプトは1950年代までさかのぼる研究と実験を活用しているという。
機首部分が連結構造のミサイルのグラフィック。 USAF
「より効果的なミサイルは、少ない重量でより長い射程、操縦性（g-capability）、敏捷性（機体の反応性）を持つ傾向がある。ミサイルの制御作動システムcontrol actuation systems（CAS）は、3指標すべてに影響し、したがって効果的にターゲットに接近する能力にも影響する」と、AFRLのMUTANTに関するウェブページは説明しています。「各CAS、またはデュアルカナードやフィンなどCASの組み合わせがミサイルの全体性能に明確かつ強い影響を与える」。
「長射程CAS（フィンのみ）は、操縦性と敏捷性に劣る傾向がある」とある。「(カナード、翼、推力偏向など)操縦性と敏捷性に優れたCASは、抗力や追加重量で射程が低下する傾向がある」。
イスラエルのラファエル・パイソン5は、高度な機動性を実現するため、複雑な制御面を採用した空対空ミサイルだ。
MUTANTは、基本的な計算を覆すことを目指す。伝統的な制御面という点では、AFRLが取り組むミサイルの概念設計では、尾翼しかない。前述のように、これでミサイルの抵抗を減らし、射程距離を延ばすのに役立つ。
一般的に、これで操縦性と敏捷性が犠牲になる。しかし、MUTANTコンセプトでは、ミサイル本体の前方部分にコンフォーマルセクションを追加し、フロントエンド全体を中心軸から離し関節運動可能にした。
従来の空対空ミサイルでは、誘導システムが計算した迎撃地点から目標が離れ始めると、コースを変更する必要があった。MUTANTでは、この「コース修正」を、ミサイルの前部が物理的に動くことで実現し、脅威にさらに近づける発想だ。
ノーズ部分が動くことで、空対空ミサイル弾頭の力をターゲットに集中できる。また、ミサイルのシーカー（マルチモード設計の場合は複数のシーカー）が確実にロックされるようにすることもできるかもしれない。マルチモードシーカーを搭載したミサイル、特にイメージング赤外線とアクティブレーダーを組み合わせたものでは、こうした要素を複雑な方法で設置していることが多く、特定の交戦シナリオでセンサーの視野に影響を与える可能性がある。
AFRLは、「歴史的に、変形技術のサイズ、重量、パワー（要件）は、ミサイルシステムレベルの利益を妨げてきた」 と述べ、「MUTANTは、変形兵器に有利なようにスケールを考慮している」と述べている。
これをミサイルサイズで実現するために、「AFRLはコンパクトな電磁モーター、ベアリング、ギア、構造物からなる電子制御の作動システムを開発した」。とMUTANTの公式サイトにある。「慎重な設計で、航空機本体への部品配線の円形パススルーを実現した」。
MUTANTの連結部品は、AFRLによれば、短距離・垂直離着陸が可能なF-35Bで採用した連結排気ノズルと、大まかに言えば似ているという。
技術的なハードルは、材料工学の領域にも及ぶ。空対空ミサイルに採用されるため、高速飛行に伴う高温やその他に耐えられる関節構造が必要だ。さらに、飛行中の急激な方向転換の影響に耐えることができるフロントエンドが求められる。
このような要求を念頭に、AFRLは「金属製の内部骨格にエラストマーを充填した複合構造」の開発に取り組んでいる。MUTANTのウェブサイトによると、最終設計は摂氏900度、華氏1,652度を超える温度に部品がさらされる可能性があり、超音速ミサイルに使用を想定しているという。
AFRLのグラフィックで、MUTANTの構造体がさまざまな速度で耐える必要がある高温の概要を説明しています。USAF
MUTANTコンセプトは、実際のミサイルにする前に、試験で実証の必要がある。AFRLは実験室やロケットソリで、システムの各種コンポーネントの地上試験を何度も行っている。初期プロトタイプは、AGM-114ヘルファイア空対地ミサイルをベースにしている。
AFRLによると、2024年度末までにもう1回地上試験を実施しプロトタイプの「操縦における二重関節とフィン制御を完成させる」予定という。ウェブサイトでは、「ヘルファイアは研究目的で使用されており、必ずしも意図した用途ではない」と、多関節システムの利用を強調している。
試験前と試験中のロケットソリに乗った「ミュータント」ヘルファイアの合成画像。USAF
AFRLは、この開発が、将来の空中戦のビジョンで重要になると見ている。
「次世代航空支配（NGAD）には、有人・無人航空機、それらの武器システム、それらの間の通信の幅広い進歩が必要です」と、AFRLはMUTANTのウェブページで述べている。「ACAS（関節制御作動システム）技術は、限られたコストで、より長い距離で高度に機動的なターゲットや脅威を迎撃することにより、将来のNGAD要件を満たすのが目的」。
空軍のNGAD構想は、乗員搭乗型・非搭乗型を問わず、先進的な新型機の開発をはじめ、新しい武器、センサー、ネットワーキング、戦闘管理機能、先進ジェットエンジンなど、多方面にわたる取り組みだ。各システムすべてが最終的に協調的なエコシステムとして機能し、中国やロシアのようなほぼ互角戦力を有すの相手に対しても、こちらの航空戦力が質的優位性を維持できることが期待されている。
ロッキード・マーティンが2022年公開した、進化した第6世代ステルス戦闘機のレンダリング。 Lockheed Martin
MUTANTに関しては、米軍全体が、高度な戦闘機、ドローン、ミサイルなど、機動性の高い空中の脅威に直面する未来を想定していることから、このプロジェクトが実現した。パイロットの身体的制約を考慮する必要がない非搭乗プラットフォームは、特に極端な操縦を可能にする可能性がある。そのため、既存のミサイルシステムでは有効でなくなる可能性があるのだ。
こうした将来の高度な空中脅威の多くは、超音速または極超音速で飛行しながら、操縦する可能性がある。高機動性の極超音速ミサイルの迎撃は、米軍で特に重要な課題で、MUTANTが価値を発揮できる可能性のある分野のひとつだ。
MUTANTプロジェクトがどう進展し、その技術が最終的に既存の空対空ミサイルや将来の空対空ミサイルに反映されるのか、興味深いところだ。■
USAF Testing 'Mutant' Missiles That Twist In Mid-Air To Hit Their Targets
BYJOSEPH TREVITHICK|PUBLISHED MAR 9, 2023 1:48 PM
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