前章で、弾道ミサイルの運動を論ずる場合、大気の影響を無視し、瞬時(impulsively)に発射されることを仮定して単純化しても、問題点の本質を維持して分析検討を進めることができることを示した。
本章では、これらの仮定を、弾道ミサイルと迎撃ミサイルの両方に適用し、かつ、迎撃ミサイルは迎撃予想点と所要の迎撃時間を知ることができるとする。
ここで取り上げる課題は、種々の条件下における迎撃戦闘ではなく、集団的自衛権の視点から、迎撃ミサイルをいかなる領域に配備すべきか等を巨視的に示すことに焦点を当ててシミュレーションを行い、その結果を示すことにする。
シミュレーションとして取り上げる場面については、前章で取り上げた舞水端里ーGuam。同ーHawaii における発射地点をピョンヤン(平壌)北西部の東倉里(トンチャンリ)変えて ① 東倉里ーGuam。② 東倉里ーHawaii とした。
以下に、取り上げた弾道ミサイルの弾道とその特性、対する迎撃ミサイルの所要速度、作戦領域(Operational Area)および守備領域(Defended Area)等を示す。
(1) 東倉里から Guam に向かう弾道(射程: 3,510 [km])
図 2.1.1 東倉里から Guam に向かう弾道 |
(2) 東倉里から Hawaii に向かう弾道(射程:7,458 [km])
図 2,1.2 東倉里から Hawaii に向かう弾道 |
シミュレーションに用いる弾道は大気の影響を無視した Impulsive 発射を仮定した弾道(赤色グラフ)であるが、その仮定の妥当性を裏付けるため、大気の影響下に、ブースト加速した場合の弾道(以下、「ブースト弾道」)を重畳して示している。
なお、Impulsive 弾道では、Minimum Energy Trajectory (最少エネルギー弾道;MET と略記)を、また、ブースト弾道では、Hi-Loft(高打上角;青色グラフ)とLo-Loft(低打上角;緑色グラフ)発射の弾道を示している。
(1)東倉里から Guam に向かう弾道
ブースト弾道(青色・緑色グラフ)は Musudan 弾道ミサイルを想定し、ペイロードは 450 [kg] である。
① 弾道側視図・飛翔時間
図 2.1.3 弾道側視図・飛翔時間(Guam) |
・最少エネルギー弾道(MET)の弾道高は、ブースト弾道(Hi、Lo )の中間に位置する。
・最少エネルギー弾道(MET)の飛翔時間(Tf)は、Downrange 2,800 [km] 付近まで最速で進むが、その後、ブースト弾道(Lo )に追い抜かれ、到達時間は 980 秒(16' 20")である。
② 同上(拡大図)
図 2.1.4 弾道側視図・負傷時間(Guam)拡大図 |
・弾道ミサイルの発射弾道を、1,500 [km] 先からレーダーで探知しようとすると、その弾道高は約 150 [km] になる。
・いま、弾道ミサイル発射後、2分(120秒)の弾道高を上のグラフから求めると:
MET: 320 [km]、Hi:150 [km]、Lo:120 [km]
.・なお、ブーズト弾道(青・緑)のブースト時間は、100 秒である。
③ 飛翔速度:Downrange
図 2.1.5 飛翔速度:Downrange(Guam) |
.・最大速度は各弾道とも、約 5 [km/s] である。
・ミドコースにおける最少速度は、Lo-Loft 弾道の場合約 4 [km/s]、MET 及び Hi-Loft 弾道の場合約 3.3 [km/s] である。
④ 飛翔速度:飛翔時間
図 2.1.6 飛翔速度:飛翔時間(Guam) |
・MET は Impulsive 仮定により速度は瞬時に立ち上がり、他の弾道は 100 秒遅れて立ち上がっている。
・Lo-Loft 弾道では、低高度で短い飛翔経路を高速・短時間飛翔し、Hi-Loft 弾道では、高高度で長い飛翔経路を低速・長時間飛翔する。
(2) 東倉里から Hawaii に向かう弾道
ブースト弾道(青色・緑色グラフ)は Taepodong-3 弾道ミサイルを想定し、ペイロードは 650 [kg] である。
① 弾道側視図・飛翔時間
図 2.1.7 弾道側視図・飛翔時間(Hawaii) |
・最少エネルギー弾道(MET)の弾道高は、ブースト弾道(Hi)に近い値を示している。
・最少エネルギー弾道(MET)の飛翔時間(Tf)は、Downrange 4,000 [km] 付近まで最速で進むが、その後、ブースト弾道(Lo )に追い抜かれ、到達時間は 1,600 秒(26' 40")である。
・射程(Downrange)は、約 7,460 [km] である。
② 同上(拡大図)
図 2.1.8 弾道側視図・飛翔時間(Hawaii) 拡大図 |
・弾道ミサイルの発射弾道を、1,500 [km] 先からレーダーで探知しようとすると、その弾道高は約 150 [km] になる。
・いま、弾道ミサイル発射後、2分(120秒)の弾道高を上のグラフから求めると:
MET: 350 [km]、Hi:30 [km]、Lo:25 [km]
MET は 150 [km] を超えているが、Hi-Loft の弾道高が超えるのは、250 秒後である。
.・なお、ブーズト弾道(青・緑)のブースト時間は、300 秒である。
③ 飛翔速度:Downrange
図 2.1.9 飛翔速度:Downrange(Hawaii) |
.・最大速度は MET と Lo-Loft 弾道については、約 6.6 [km/s]、 Hi-Loft 弾道については、約 6.1 [km/s]である。
・ミドコースにおける最少速度は、Lo-Loft 弾道:約 6.1 [km/s]、MET:約4.1 [km/s]、Hi-Loft :約 4.5 [km/s] である。
④ 飛翔速度:飛翔時間
図 2.1.10 飛翔速度:飛翔時間 |
・MET は Impulsive 仮定により速度は瞬時に立ち上がり、他の弾道は 300 秒遅れて立ち上がっている。
・Lo-Loft 弾道では、低高度で短い飛翔経路を高速・短時間(1,470 秒=24'30")飛翔し、Hi-Loft 弾道では、高高度で長い飛翔経路を低速・長時間(1,920 秒=32分)飛翔する。
図 2.2.1 弾道ミサイル発射時の迎撃ミサイルの位置 |
迎撃ミサイルは、弾道ミサイル発射の、TL 秒後に Z 地点から発射される |
・迎撃ミサイルの所要速度は、同ミサイルと弾道ミサイルの発射位置の離隔距離(Z)、弾道ミサイルが発射されたされた後、迎撃ミサイルが発射されるまでの発射時間(TL; Time of Launch)及び迎撃飛翔時間(Time of Flight)に依存する。
(1)東倉里から Guam に向かう弾道弾に対する迎撃ミサイル
・東倉里からの離隔距離(Z)= 1,000 [km] の地点は九州日向灘付近、2,000 [km] の地点は九州パラオ海嶺南部海域(北回帰線に交差する手前)である。
・弾道ミサイルの飛翔速度は、最小エネルギー弾道(MET)を想定して、射程から一意に定まる:初期速度(最大速度)5.2 [km/s]、ミドコース中点における速度(最小速度)3.3 [km/s]。
① 発射時期 = 2分後(弾道ミサイルが発射された後の時間、以下同じ)
図 2.2.2 迎撃ミサイルの所要速度(TL= 120 秒) |
・迎撃ミサイルの所要速度は、離隔距離(Z)が大きくなるほど小さくなる。また迎撃飛翔時間の特定の時点において極小値を示す。(この傾向は、以下のグラフにおいて共通)
・迎撃シナリオの一例(TL = 120 [s], z = 1,500 [km], 迎撃飛翔時間 = 400 [s]):
弾道ミサイル(BM)発射後 120" (BM 高度=320 [km])で迎撃ミサイル発射(迎撃飛翔時間=400 [s]に対応する所要速度 = 3.7 [km/s )⇒ 弾道ミサイル発射後(120 + 400 = 520 [s])で迎撃完了(迎撃点:高度 = 735 [km], ,Downrange = 1,850 [km]、弾道が最高点を通過して約 30 [s] 後)。
② 発射時期 = 3分後
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③ 発射時期 = 4分後
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④ 発射時期 = 5分後
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・迎撃シナリオの一例(TL = 300 [s], z = 2,000 [km], 迎撃飛翔時間 = 440 [s]):この条件のとき、迎撃所要速度は、上に示したグラフ(図2.2.2-2.2.5)中で最少(3.5 [km/s])になる。
弾道ミサイル(BM)発射後 300" (BM 高度=630 [km])で迎撃ミサイル発射(迎撃飛翔時間=440 [s]に対応する所要速度 = 3.5 [km/s )⇒ 弾道ミサイル発射後(300 + 440 = 740 [s])で迎撃完了(迎撃点:高度 = 550 [km], Downrange = 2,600 [km]、弾道が最高点を通過して約 240 [s] 後)。
(注)このシナリオでは、迎撃ミサイルの運動は、弾道ミサイルの速度が最も遅くなるミドコースの中点(最高点)を含んだ領域に対応している。
(2)東倉里から Hawaii に向かう弾道弾に対する迎撃ミサイル
・東倉里からの離隔距離(Z)= 1,000 [km] の地点は秋田から西方へ約 300 [km] の日本海洋上にあり、1,500 [km] の地点は三陸沿岸の洋上である。
・弾道ミサイルの飛翔速度は、最小エネルギー弾道(MET)を想定して、射程から一意に定まる:初期速度(最大速度)6.7 [km/s]、ミドコース中点における速度(最小速度)4.1 [km/s]。
① 発射時期 = 2分後
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② 発射時期 = 3分後
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・迎撃シナリオの一例(TL = 180 [s], z = 2,000 [km], 迎撃飛翔時間 = 320 [s]):
弾道ミサイル(BM)発射後 180" (BM 高度=500 [km])で迎撃ミサイル発射(迎撃飛翔時間=320 [s]に対応する所要速度 = 5.0 [km/s )⇒ 弾道ミサイル発射後(180 + 320 = 500 [s])で迎撃完了(迎撃点:高度 = 1,050 [km], Downrange = 2,460 [km]、最大射程(7,458 [km])の約 1/3 地点)。
③ 発射時期 = 4分後
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④ 発射時期 = 5分後
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・図 2.2.6 - 2.2.9 をとおしてみると、発射時期( TL )が早いほど、かつ離隔距離(Z)が大きいほど、迎撃ミサイルに要求される速度は少なくて済むことがわかる。
・特に、Z = 2,000 [km] の場合(黄緑色のグラフ)、 TL = 300秒(5分:図2.2.9)と TL = 120秒(2分:図2.2.6)における速度を比較すると、約1.4 [km](5.9 - 4.5 = 1.4)と速度差が大きい。
以下に示す迎撃ミサイルの「作戦領域」(Operational Area)は、弾道ミサイル(Ballistic Missile; BM)が発射されてから弾着点(Impact Point)に到達する間に、この弾道ミサイルに対して迎撃可能な迎撃ミサイルの発射位置である。
弾道ミサイルの弾道と弾着点を、赤色の直線と矢印 →(先端が弾着点位置)で示す。これに対して迎撃可能な迎撃ミサイルの発射位置を青色の四角 ◆ で示す。
作戦領域の大きさは、迎撃ミサイルの迎撃速度(上限)に左右されるので、Guam に向かう弾道については、その上限を 3、 3.5、 4、 5 [km/s] に、また Hawaii に向かう弾道については、4、5、6 [km/s] にとって作戦領域を示す。
弾道ミサイルが発射されてから迎撃ミサイルが発射されるまでの時間(TL)は、離隔距離(Z)に対応して、最少 120 [s] として、以下 60 [s] 刻みで迎撃可能な時間を与えている。
(注)各グラフにおいて、縦軸のラベル「Crossrange」は、横軸(Downrange)に直交する軸名である。
(1)東倉里から Guam に向かう弾道弾に対する迎撃ミサイル
① 迎撃速度上限 = 3 [km/s]
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② 迎撃速度上限 = 3. 5 [km/s]
図 2.3.2 迎撃ミサイルの作戦領域(Guam) 迎撃速度上限 = 3.5 [km/s] |
③ 迎撃速度上限 = 4 [km/s]
図 2.3.3 迎撃ミサイルの作戦領域(Guam) 迎撃速度上限 = 4 [km/s] |
④ 迎撃速度上限 = 5 [km/s]
図 2.3.4 迎撃ミサイルの作戦領域(Guam) 迎撃速度上限 = 5 [km/s] |
(2)東倉里から Hwaii に向かう弾道弾に対する迎撃ミサイル
① 迎撃速度上限 = 4 [km/s]
図 2.3.5 迎撃ミサイルの作戦領域(Hawaii) 迎撃速度上限 = 4 [km/s] |
② 迎撃速度上限 = 5 [km/s]
図 2.3.6 迎撃ミサイルの作戦領域(Hawaii) 迎撃速度上限 = 5 [km/s] |
④ 迎撃速度上限 = 6 [km/s]
図 2.3.7 迎撃ミサイルの作戦領域(Hawaii) 迎撃速度上限 = 6 [km/s] |
(1)東倉里から Guam に向かう弾道弾に対する迎撃ミサイル
以下、迎撃対処弾道弾の弾道を最少エネルギー弾道(MET)、高ロフト角弾道(Lofted)及び低ロフト角弾道(Depressed)とする。
① 対処する弾道ミサイルの弾道側視図
図 2.4.1 迎撃対処弾道ミサイルの弾道 |
表 24.1 各弾道の特性 | ||||
弾道 | 飛翔時間[s] | 最大弾道高[km] | 初期速度[km/s] | 最少速度[km/s] |
MET | 987 | 746 | 5.165 | 3.303 |
Lofted | 1,287 | 1,253 | 5.374 | 2.444 |
Depressed | 887 | 588 | 5.207 | 3.730 |
② 対処弾道 = MInimum Energy Trajectory(MET)
図 2.4.2 最少エネルギー弾道に対する守備範囲(迎撃速度上限=4[km/s]) |
③ 対処弾道 = Lofted Trajectory
図 2.4.2 Lofted 弾道に対する守備範囲(迎撃速度上限=4[km/s]) |
④ 対処弾道 = Depressed Trajectory
図 2.4.3 Depressed 弾道に対する守備範囲(迎撃速度上限=4[km/s]) |
(1)東倉里から Hawaii に向かう弾道弾に対する迎撃ミサイル
① 対処する弾道ミサイルの弾道側視図
図 2.4.4 |
表 24.2 各弾道の特性 | ||||
弾道 | 飛翔時間[s] | 最大弾道高[km] | 初期速度[km/s] | 最少速度[km/s] |
MET | 1,606 | 1,231 | 6.662 | 4.128 |
Lofted | 1,906 | 1,797 | 6.743 | 3.318 |
Depressed | 1,406 | 853 | 6.725 | 4.876 |
② 対処弾道 = MInimum Energy Trajectory(MET)
図 2.4.5 最少エネルギー弾道に対する守備範囲(迎撃速度上限=5[km/s]) |
③ 対処弾道 = Lofted Trajectory
図 2.4.6 Lofted 弾道に対する守備範囲(迎撃速度上限=5[km/s]) |
④ 対処弾道 = Depressed Trajectory
図 2.4.7 Depressed 弾道に対する守備範囲(迎撃速度上限=5[km/s]) |