北朝鮮の弾道ミサイルに備えて

☆☆☆ 弾道の特性 ☆☆☆

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Taepodong Missile

はじめに

　「Taepodong」（テポドン）という名称は、このミサイルの存在がが最初に確認された地名（咸鏡道花台郡大浦洞（テポドン））を取った呼び名である。

　最初のTaepodong の開発の目的は、日本本土を超える米軍基地を狙った弾道ミサイルを開発すること、あるいは、少なくとも、その第一歩としての２段式のミサイル技術を確立することであった。

　その開発法は、中国の 東風-4 ミサイル（DF-4、1970年に出現）がとった開発法：

　 第１段（「東風-3」x 4 基 ）+ 第２段（「東風-3」x 1 基）

と同様の方法で

　　　第１段（「Scud」x 4 基 ）+ 第２段（「Scud」x 1 基）

といわれている。

　1994年3月、アメリカは、北朝鮮が Taepodong-1(1,000 mile + ) と Taepodong-2 (2,000 mile + ) の２種類の中距離弾道ミサイルを製造していることを正式に確認した。（小都元「テポドンの脅威」1999.9.19, 新紀元社）

　これまで、北朝鮮は３回にわたって、人工衛星の打ち上げと称して「ロッケｯト本体：銀河○号、人工衛星：光明星○号」の名のもとに Taepodong の発射試験を行っている：

　①　1998 年 8 月 31日（銀河1号、光明星1号: Taepodong-1）舞水端里→日本海→津軽半島→下北半島→太平洋（三陸沖）。飛翔距離約 1,600 [km]。

②　2009 年 4 月 5 日（銀河2号、光明星2号: Taepodong-2）舞水端里→日本海→秋田県（能代付近）→岩手県（普代村付近）→太平洋（三陸沖）。飛翔距離約 3,200 [km]。

　③ 2012 年 4 月13 日（銀河3号、光明星3号: Taepodong-3）東倉里→黄海（第１段燃焼完了後、分離失敗）

１ Taepodong-1

1.1 　発射試験（1998.8.31）にみる弾道の特性

　　発射試験における弾道の特性を下表に示す。

表１　発射試験にみる弾道の特性
弾道特性	第１段	第２段	第３段(注）
燃焼時間 [s]	95	171	27
飛翔距離 [km]	19.5	450.5	587.9
飛翔高度 [km]		204	239.2
飛翔速度 [km/s]			8.98
落下位置 [km]	253	1,646
(注) 北朝鮮発表のデータによる。

　　＜参考：防衛庁が発表した図面、1998年10月30日＞

　　　　「北朝鮮のミサルの飛翔状況及び各物体の落下地点」

　　　　「今回発射された飛翔体の判読図」

　第３段は、人工衛星のスピン安定のための固体ロケットモータで、衛星と分離せずに使用されるものである。弾道ミサイルとしては不要である。

　第３段について、アメリカは、 20 秒間飛翔して、地球周回軌道（orbit）に乗る前に爆発して落下したとしている。

　（注）北朝鮮が発表したデータは人工衛星の軌道投入点データ：近地点高度：218.8 [km]、同速度：8.99 [km/s]、遠地点高度：697.8 [km]、同速度：4.44 [km/s] である。ただし、実際には人工衛星は確認されなかった。

　表１に示された弾道は、人工衛星打ち上げに似せた飛翔経路をたどっている。弾道弾の弾道としては、① 第２段の燃焼時間が長すぎ、② 第２段燃焼終了時のロフト角が小さ過ぎる（水平に近い）。従って、第２段以降の弾道は、弾道ミサイルには、適用できない。

1.2 資料にみる仕様と性能

表２　資料にみる仕様と性能
資　　料 →	Missile Index	Wikipedia
全長 [m]	25.5	25.8
直径 [m]	1.32(stage1), 0.88(stage2)	1.8
発射重量 [kg]	20,700	33,400
射　　　程 [km]	2,500	2,500 with PL=1,000 kg 2,000 with PL=1,500 kg
推進装置	2段式液体推進	liquid-fueled
ペイロード [kg]	1,000 / 1,500	1,000 / 1,500

1.3 弾道計算のためのパラメータの設定

　上に挙げた資料等を検討して、弾道計算のためのパラメータを次のように設定する。

表３　弾道計算のためのパラメータ
Parameter	Unit	Stage 1	Stage 2	Remarks
Initial Velocity	m/s	0	-
Delay Before Ignition	s	0	0
Burn Time	s	70	75
Stage Dry Weight	kg	3,000	1,000
Stage Fueled Weight	kg	20,000	5,000
Isp Stage	s	240	240	Nodong に同じ
Stage Diameter	m	1.32	0.88

表３から計算される、推力、加速度及び速度等（重力損失、空気抗力損失等を除く）

（１）推力（= 推進剤質量流率[kg/s] x Isp [s] x g [m/s²]）

　　Stage1: (20,000 - 3,000)/70 x 240 x 9.8 = 571,200 [kN] = 58.3 [tf]

Stage2: ( 5,000 - 1,000)/75 x 240 x 9.8 = 125,440 [kN] = 12.8 [tf]

（２）加速度（= 推力/機体質量、　ペイロード 1,000 [kg] を想定）

　　　Stage1 初期：58.3 / (25+1) = 2.24 [G] = 21.0 [m/s²]

末期 : 58.3 / (3+5+1) = 6.48 [G] = 63.5 [m/s²]

Stage2 初期：12.8 / (5+1) = 2.13 [G] = 20.9 [m/s²]

　　　　末期：12.8 / (1+1) = 6.40 [G] = 62.7 [m/s²]

（３）増速度（= Isp x g x ln(1/MR; MR: 質量比、ペイロード 1,000 [kg] を想定）

　　　初速：地球の自転による初速については計算プログラムに組み込まれている。

　　　Stage1 による増速：

240 x 9.8 x ln( 26 / 6 ) = 2352 x 1.06 = 2,495 [m/s]

Stage2 による増速：

240 x 9.8 x ln( 6 / 2 ) = 2352 x 1.10 = 2,584 [m/s]

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　合計 = 5,079 [m/s]

（４）推進剤充填率（= 1-Stage Dry Weight / Stage Fueled Weight）

　　　Stage1: 1 - 3,000 / 20,000 = 1 - 0.15 = 0.85

Stage2: 1 - 1,000 / 5,000 = 1 - 0.20 = 0.80

1.4 Taepodong-1の弾道の特性

1.4.1 ペイロード対射程

図１　ペイロード対射程

　射程は、発射方位（Launch Azimuth; Az）によって異なる。北を基準（ 0°）にして、時計回り（Clockwise; CW）に発射方位を示すものとすると、Az = 90°のとき、射程は最大になる。これは、地球が東向きに自転していることによる。赤道における自転回転速度は、456 [m/s]、舞水端里（北緯 40°付近）における、自転回転速度は、456 x cos40°= 456 x 0.766 ≒ 350 [m/s] である。

　図１には、Az = 90°（東向き）及び 180°（南向き）の場合の射程を示している。両者の差は、ペイロード = 500 [kg](射程3,000 [km] 付近)で、約 110 [km]、1,000 [kg](射程 2,300 [km] 付近)で、約 70 [km]、1,500 [kg](射程 1,800 [km] 付近)で、50 [km] である。