弾道ミサイル 放物線に近い経路(弾道)を飛翔するミサイルの名称。


解説                        総合索引

 地下サイロや自走式発射機、潜水艦などから発射され、放物線軌道を飛翔する長距離ミサイル。
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  弾道ミサイルは、遠く離れた場所にある、敵の弾道ミサイル発射施設、物資集積場、指揮・通信施設、港湾、空港、人口密集地帯などへの攻撃に使用される。


 弾頭には炸薬を内蔵する通常弾頭の他、、化学、生物兵器なども搭載できる。

 大気圏再突入時の速度は音速の6倍以上と、航空機や砲弾などの攻撃手段に比較して、格段に高速なため迎撃は困難である。

 冷戦終結により、大規模な弾道ミサイル攻撃の可能性は低下した。
 しかし、近年は弾道ミサイルの拡散が問題となっており、北朝鮮による弾道ミサイルの開発および、関連技術のパキスタン、リビア、イランなどへの輸出が問題となっている。

 米国も、北朝鮮などの弾道ミサイル開発に危機感を持ち、弾道ミサイル防衛網の配備を急ピッチで進めている。


弾道ミサイルの特徴

  • 放物線に近い飛翔経路

    飛翔経路は、大砲の砲弾と同様、放物線に近いことから「弾道ミサイル」と呼ばれる。最高高度は約100km以上となり、飛翔経路の大半は大気圏外となる。



  • 高速度

    大気圏再突入時の速度は音速の6倍以上、長距離弾道ミサイルでは音速の20倍を越え、PAC-3などの迎撃ミサイルでも、一旦、迎撃に失敗すると、目標を追尾して再度補足することは不可能だ。



                              ※数値は概略値である。Cop

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  • レーダー反射面積は小さい

    再突入体は小型のため、レーダー反射面積は小さく捕捉し難い。





  • 長い射程

    弾道ミサイルの射程は数百km以上のものがほとんどで、射程による分類の一例を挙げる。
     種  別 射  程 加速段階終了時の速度 最高高度 飛行時間
    短距離弾道ミサイル 1000km以下 秒速2km以下 200km以下 8分以内 スカッド
    中距離弾道ミサイル 1000〜5500km 秒速2〜5km 200〜1100km 8〜20分 ノドンムスダン
    長距離弾道ミサイル 5500km以上 秒速5〜7km 1100km以上 20〜35分 テポドン2・ミニットマンV


  • 対処時間は短い

    発射から目標到達までスカッドは約7分、ミニットマンIIIでも約30分と短時間のため、探知から迎撃までの対処時間は短い。


  • 発射装置の位置特定は困難

    自走式発射機、弾道ミサイル搭載潜水艦の位置特定は困難で、事前に発見して破壊することは難しい。


  • 発射時期の予測は難しい

    弾道ミサイルは地下サイロ、自走式発射機、潜水艦などに搭載されており継続的な監視は困難で、発射時期の予測は難しい。

弾道ミサイルの構造

 
 

  • 弾頭または再突入体

    炸薬を内蔵した通常弾頭の他、、化学、生物兵器を搭載する。
     大気圏再突入時の空力加熱(長距離弾道ミサイルでは1000度を超える)、空力荷重等に耐えるため、頑丈な耐熱構造とする必要がある。


     中・長距離弾道ミサイルでは加速段階終了後、命中精度向上のため弾頭部分を切り離す再突入体(RV:Reentry Vehicle)方式が一般的だ。また、複数の再突入体を搭載するタイプや、敵の迎撃レーダー、ミサイルを混乱させるため、オトリやチャフなどを展開するタイプもある。
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  • 誘導・制御部

     慣性誘導方式により、弾道ミサイルの加速度、姿勢、位置などを測定して、所定の飛翔経路に投入するため、推進装置の推力を調整、遮断する。なおGPS(全地球測位システム)、天測航法装置を利用するタイプもある。
     
  • 推進装置(ブースター)

     弾道ミサイルを重力に逆らい上昇、加速するロケット推進装置。推進剤の形態により2種類に分類される。
     
    推進剤形態 推 進 剤 (一例) 利  点 欠  点
    液体推進剤
     (ロケット・エンジン)
    酸化剤 抑制赤煙硝酸
    四酸化二窒素
    高性能
    推力制御可能
    構造が複雑なため信頼性は劣る
    推進剤充填状態での長期間保存は困難
    発射直前に推進剤を充填するため、発射準備に時間が掛かる
    開発・製造・整備コストが高い
    燃料 非対称ジメチルヒドラジン
    ケロシン
    固体推進剤
     (ロケット・モーター)
    酸化剤 過塩素酸アンモニウム 長期間保存可能
    即時発射可能
    構造が簡単で信頼性が高い
    開発、製造、整備コストが安い
     
    点火後の推力制御は困難
    液体推進剤に比べ性能が劣る
    大型ロケット・モーターの製造には高い技術力を要する
    粘結剤 ポリブタジェン末端ハイドロキシル

     中・長距離弾道ミサイルは高速度が求められるため、不要となった推進装置を切り離し、身軽になって加速する多段式(2〜3段式)を採用する。また、空気の極めて薄い高々度を飛翔するため、飛行制御には空力操舵ではなく、ロケット推進の方向を変える推力偏向装置を使用する。


 弾道ミサイルは、ほぼ垂直に発射され、高度数10kmまでは飛翔経路誤差に対して積極的な修正は行われない。これは機体に過剰な空力荷重をかけないため仰角を0とする手法で、ゼロ・リフト・ターン方式または重力ターン方式と呼ばれる。
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 高度が上がると飛翔経路の誘導を開始、所定の速度、方位角、射角、位置、高度に達すると、推進装置を停止、以後は大砲の砲弾と同様、無動力で惰性により飛翔する。燃焼終了時点の速度は、射程や飛翔コースにより変化するが、秒速2〜7km程(音速の6倍〜20倍)である。 

 飛行高度は100km以上のため空気抵抗による減速は少ないが、重力により上昇を止め、最高高度に達した後は降下しながら加速、大気圏に再突入する。この間の飛翔経路を横から見ると放物線に近い形状となる。

 弾道ミサイルの命中精度(CEP)に最も影響するのが、先に述べた推進装置停止のタイミングで、これを如何に正確にコントロールできるかが、命中精度を左右する。米国の保有するミニットマンIII(
射程13000km)の命中精度は120m、北朝鮮のノドン(射程1300km)は2500mとされる。


飛翔経路 大きく3つに区分される

  • 加速段階(ブースト・フェイズ:Boost Phase)

    推進装置に点火して上昇、所定の速度に達し加速を終了するまでの間。時間は1〜5分程。
     推進装置からは大量の赤外線を放出し、再突入体を分離していないため、レーダー反射面積も大きい。オトリやチャフなどの妨害手段も展開しておらず、速度も比較的遅いので迎撃には理想的条件だ。

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  • 中間コース段階(ミッド・コース・フェイズ:Midcourse Phase) 

    加速終了から大気圏再突入直前までの間。最も時間が長く、長距離弾道ミサイルでは約20分間。

     
    中・長距離弾道ミサイルでは、再突入体を分離、オトリやチャフなども展開する。推進装置は停止しているが、与えられた初速により惰性で飛翔する。最高高度は、射程500kmの短距離弾道ミサイルでも高度100km以上、長距離弾道ミサイルでは1000kmを超える。最高高度に達した後は降下を開始、重力により速度を増大させる。

  • 終末段階(ターミナル・フェイズ:Terminal Phase)

    大気圏再突入から目標到達までの間。時間は約1分と短い。

     
    短距離弾道ミサイルでも音速の6倍以上、長距離弾道ミサイルでは音速の20倍を超え、空力加熱により高温となり流星のように輝いて見えるため、赤外線センサーに補足可能だ。また、空気抵抗による落下速度差を利用して、オトリと再突入体の識別もできる。

  

 弾道ミサイルの飛翔経路は、最も遠くに到達できる、最小エネルギー軌道が技術的には望ましい。
 しかし、戦術上の観点から、最高高度を低く抑えて敵の発見を遅らせるディプレスト軌道や、最小エネルギー軌道より高い軌道から、重力加速度を利用して再突入時の速度を上げる、ロフテッド軌道を選択する場合もある。

  

 なお、同一のミサイルを、上記3軌道で発射した場合は、最小エネルギー軌道に比べ、ロフテッド弾道、ディプレスト軌道ともに飛翔距離は減少する。

 弾道ミサイルは弾頭を搭載していることを除けば、衛星打ち上げ用ロケットとほぼ同一構造のため、衛星打ち上げ用に転用可能だ。また衛星打ち上げ用ロケットの技術は、弾道ミサイルに転用可能である。

                              2016年 6月24日改訂


参考文献

宇宙工学入門 茂原正道 培風館

宇宙航行の理論と技術 河崎俊夫編著 地人書簡
検証日本弾着 石川潤一、岡部いさく、熊勢伸之 扶桑社
図説 宇宙工学概論 岩崎信夫 丸善プラネット
大図解 世界のミサイル/ロケット兵器 坂本明 グリーンアロー出版
新版 日本ロケット物語 大澤弘之監修 誠文堂新光社
防衛白書 平成16年度版 
防衛庁
防衛庁ホームページ
ミサイル入門教室ホームページ
ミサイル防衛の基礎知識 小都元 新紀元社

TMD 戦域弾道ミサイル防衛 山下正光・高井晉・岩田修一郎 TBSブリタニカ
Jane's STRATEGIC WEAPON SYSTEMS ISSUE THIRTY-NINE Jane's Information Group
Missile Defense Agencyホームページ
THEATER BALLISTIC MISSILE DEFENSE Ben-Zion Naveh  Progress in Astronautics and Aeronautics Volume 192 American Institute of  Aeronautics and Astronautics,Inc.

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