レーザー誘導ミサイル

---

背景

ミサイルは、事前に選択されたターゲットに向けて誘導する誘導システムのおかげで、ロケットとは異なります。第二次世界大戦中に航空機から発射された場合、無誘導または自由飛行のロケットは有用であるが、しばしば不正確な兵器であることが証明されました。この不正確さは、多くの場合、単一のターゲットを攻撃するために多くのロケットを発射する必要をもたらし、ロケットをそのターゲットに向けて誘導する手段の探求につながりました。電波技術（レーダーや無線検出装置など）の同時爆発は、この問題の最初の解決策を提供しました。米国、ドイツ、英国を含むいくつかの戦争国は、既存のロケット技術を新しい無線またはレーダーベースの誘導システムと組み合わせて、世界初の誘導ミサイルを作成しました。これらのミサイルは第二次世界大戦の進路を根本的に変えるのに十分な数で配備されていませんでしたが、それらで記録された成功は将来の戦争の進路を変えるであろう技術を指摘しました。このようにして、ハイテク戦争の時代、その問題とその約束をすぐに示す時代が始まりました。

問題は、新しい電波技術の信頼性の低さに集中していました。ミサイルは、工場、橋、または軍艦よりも小さいターゲットに焦点を合わせることができませんでした。回路はしばしば気まぐれであることが判明し、悪天候下ではまったく機能しませんでした。レーダーの成功に対応して妨害技術が繁栄したため、別の欠陥が発生しました。敵の妨害ステーションは、発射中の航空機からの無線またはレーダー送信を傍受することがますます容易になり、それによってこれらのステーションが同じ周波数で競合する信号を送信し、ミサイルを妨害または「混乱」させることを可能にしました。ガイド付きミサイルの戦場でのアプリケーション、特に小さなターゲットへの攻撃を想定したアプリケーションでは、妨害の影響を受けにくい、より信頼性の高い誘導方法が必要でした。幸いなことに、この方法は、光増幅の効果に関する独自の研究努力の結果として利用可能になりました。

セオドア・メイマン博士が最初のレーザーを製造しました（誘導放出による光増幅） 1960年にヒューズ研究所で。軍は、最初のビームが空中を切断するとすぐに、レーザーの潜在的な用途に気づきました。レーザー誘導爆弾は、ベトナム戦争でのアメリカの努力を浮き彫りにした一連の空襲で火の洗礼を受けました。これらの武器の正確さは、彼らに「スマートな武器」の有名なソブリケットをもたらしました。しかし、この新世代の先進兵器でさえ、この苦くて費用のかかる戦争で米軍に勝利をもたらすことはできませんでした。しかし、ベトナムで得られた経験、レーザー技術の改良、および電子機器とコンピューターの同様の進歩の組み合わせにより、より洗練された致命的なレーザー誘導ミサイルが生まれました。彼らはついに砂漠の嵐作戦で広く使用され、その正確さと信頼性はイラクの軍隊の決定的な敗北に決定的な役割を果たしました。このように、レーザー誘導ミサイルは、今日のハイテク軍事技術の重要なコンポーネントとしての地位を確立しています。

原材料

レーザー誘導ミサイルは4つの重要なコンポーネントで構成されており、それぞれに異なる原材料が含まれています。これらの4つのコンポーネント ミサイル本体は半分にダイカストされています：溶融金属（アルミニウムまたは鋼）が金属に注がれていますダイと冷却して適切な形状を形成します。次に、2つの半分が一緒に溶接されます。
主要なレーザーコンポーネントである写真検出センサーと光学フィルターは、ミサイルの他の構造とは別の一連の操作で組み立てられます。次に、レーザーシステムをサポートする回路が、事前に印刷されたボードにはんだ付けされます。電子機器スイートの回路基板も、ミサイルの他の部分とは独立して組み立てられています。設計上必要な場合は、この時点でマイクロチップがボードに追加されます。 ミサイル本体です ガイダンスシステム （レーザーおよび電子機器スイートとも呼ばれます）、 推進剤 そして弾頭。 ミサイル本体は、ミサイル発射に伴う過度の圧力と熱から保護するために、本体の空洞に沿ってクロムでコーティングされることが多い鋼合金または高強度アルミニウム合金で作られています。ガイダンスシステムには、最大限のガイダンス機能を提供するように設計されたさまざまな種類の資料（基本的なものもあれば、ハイテクなものもあります）が含まれています。これらの材料には、ミサイルが親航空機から送信されたレーザー波長を解釈できる写真検出センサーと光学フィルターが含まれています。写真検出センサーの最も重要な部分は、ガラス、石英、および/またはシリコンで作ることができるその検出ドームです。ミサイルの電子機器スイートにはガリウムヒ素半導体を含めることができますが、一部のスイートは依然として銅または銀の配線のみに依存しています。誘導ミサイルは、燃料源として窒素ベースの固体推進剤を使用します。推進剤の性能を変えるために、特定の添加剤（グラファイトやニトログリセリンなど）を含めることができます。ミサイルの弾頭には、爆発性の高い窒素ベースの混合物、燃料-空気爆発物（FAE）、またはリン化合物が含まれている可能性があります。弾頭は通常鋼で覆われていますが、代わりにアルミニウム合金が使用されることもあります。

デザイン

現代の戦場には、2つの基本的なタイプのレーザー誘導ミサイルが存在します。最初のタイプは、発射する航空機/ヘリコプターから放出されるレーザー光を「読み取り」ます。ミサイルの電子スイートは、フィン（操縦翼面と呼ばれる）にコマンドを発行します レーザー光線でそれをコースに保つためにその体に。このタイプのミサイルはビームライダーと呼ばれます レーザービームをターゲットに向けて乗せる傾向があるためです。

2番目のタイプのミサイルは、搭載されたセンサーを使用して、ターゲットから反射されたレーザー光を拾います。航空機/ヘリコプターのパイロットは、ターゲットを選択し、ターゲット指定子からのレーザービームショットでターゲットを攻撃し、ミサイルを発射します。ミサイルのセンサーは、ミサイルの飛行経路と反射光の経路の間の誤差を測定します。次に、修正メッセージが電子機器スイートを介してミサイルの操縦翼面に渡され、ミサイルをターゲットに向けます。

タイプに関係なく、ミサイル設計者は設計プロセスの最初のステップとしてコンピューターシミュレーションを実行する必要があります。これらのシミュレーションは、設計者が適切なレーザータイプ、本体の長さ、ノズル構成、キャビティサイズ、弾頭タイプ、推進剤の質量、および操縦翼面を選択するのに役立ちます。次に、設計者は、コンピューターシミュレーションによって生成されたものを含む、関連するすべての工学計算を含むパッケージをまとめます。エレクトロニクススイートは、レーザーと操縦翼面の機能を中心に設計されています。これで、すべてのコンポーネントの図面と回路図を完成させることができます。 CAD / CAM（コンピューター支援設計/製造）テクノロジーは、このタスクに役立つことが証明されています。次に、電子システムは、航空機のレーザーとミサイルの操縦翼面の機能を中心に設計されます。次のステップは、選択した電子システムに必要な概略図を生成することで構成されます。全誘導ミサイルシステムの別のコンピューター支援研究は、設計プロセスの最終ステップを構成します。

製造
プロセス

本体の組み立てとフィンの取り付け

• 1スチールまたはアルミニウムのボディは半分にダイカストされています。ダイカストは、溶融金属を所望の形状の鋼ダイに注ぎ、金属を硬化させることを含む。冷却すると、金属はダイと同じ形状になります。このとき、完成したミサイルの空洞に対応する半分の内面に、オプションのクロムコーティングを施すことができます。次に、半分を溶接し、溶接後にボディのテールエンドにノズルを追加します。
• 2つの可動フィンがミサイル本体に沿った所定の位置に追加されました。フィンは、ボディの外側に溶接される機械的ジョイントに取り付けることができます。または、ボディに意図的にフライス盤で削られたくぼみに挿入することもできます。

推進剤の鋳造

• 3均一なコーティングを確保するために、推進剤をミサイルの空洞に注意深く塗布する必要があります。不規則性があると燃焼速度が不安定になり、ミサイルの性能が低下するためです。均一なコーティングを実現する最良の方法は、遠心力を使用して推進剤を塗布することです。このアプリケーションは、キャスティングと呼ばれます 火災や爆発に対する予防策として、十分にシールドされ、隔離された場所に配置された産業用遠心分離機で行われます。

誘導システムの組み立て

• 4主要なレーザーコンポーネント（写真検出センサーと光学フィルター）は、ミサイルの他の構造とは別の一連の操作で組み立てられます。次に、レーザーシステムをサポートする回路が、事前に印刷されたボードにはんだ付けされます。ミサイルが検出できる光の波長を変える可能性があるため、この時点で光学材料を過度の熱から保護するために特別な注意が払われています。組み立てられたレーザーサブシステムは、最終組み立てまで保留されます。電子機器スイートの回路基板も、ミサイルの他の部分とは独立して組み立てられています。設計上必要な場合は、この時点でマイクロチップがボードに追加されます。
• 5必要な回路基板をリンクし、アクセスパネルを介してアセンブリ全体をミサイル本体に挿入することにより、誘導システム（レーザーコンポーネントと電子機器スイート）を統合できるようになりました。次に、ミサイルの操縦翼面は一連のリレーワイヤによって誘導システムにリンクされ、アクセスパネルを介してミサイル本体に挿入されます。ただし、この時点で光検出センサーとそのハウジングは、ビームライディングミサイルの場合にのみ追加されます。この場合、ハウジングは、親からのレーザー信号を解釈するために、後方を向いたミサイルの外径に慎重にボルトで固定されます。航空機。

最終組み立て

• 6弾頭の挿入は、誘導ミサイルの最終組み立て段階を構成します 現在のレーザー誘導ミサイルは、2つの方法のいずれかで機能します。最初のタイプである「ビームライダー」は、発射する航空機から放出されたレーザー光を読み取り、ビームをターゲットに向けて乗せます。2番目のタイプは、搭載センサーを使用して、航空機から送信されターゲットから反射されたレーザー光を検出します。センサーはミサイルの飛行経路と反射光の経路の間の誤差を測定し、電子機器スイートはミサイルをターゲットに向けて誘導するために必要に応じて操縦翼面を変更します。ボルト締めやリベット打ちなどの簡単な固定技術により、安全上の問題を危険にさらすことなく弾頭を取り付けることができます。反射レーザー光をホームインするガイダンスシステムの場合、光検出センサー（ハウジング内）がボルトで固定されます。弾頭の先端この最後のフェーズの完了時に組み立ての際、製造業者は、今日使用されている最も複雑で、洗練された、潜在的に危険なハードウェアを構築することに成功しました。

品質管理

重要な各コンポーネントは、組み立て前に厳格な品質管理テストを受けています。まず、推進剤は、ミサイルの飛行をシミュレートする条件下で、試験官が推進剤のサンプルに点火するテストに合格する必要があります。次のテストは、ミサイル本体のモデルを含む風洞演習です。このテストでは、飛行中のミサイル周辺の空気の流れを評価します。さらに、飛行特性をテストするために、テスト目的で確保されたいくつかのミサイルが発射されます。さらなる作業には、コマンドがミサイルの操縦翼面に渡される速度と精度を決定するための一連のテストに電子機器スイートを配置することが含まれます。次に、レーザーコンポーネントの信頼性がテストされ、テストビームが発射されて、検査官が写真検出センサーの適切な波長を「読み取る」能力を記録できるようになります。最後に、完成した誘導ミサイルのセット数が、練習用ターゲットがちりばめられた範囲で航空機またはヘリコプターからテスト発射されます。

副産物/廃棄物

弾頭に使用される推進剤や爆発物は、給水に導入されると有毒です。これらの材料の残留量を収集し、指定された処分場に運んで燃焼させる必要があります。各州は爆発物の処分に関する独自の方針を維持しており、連邦規制では処分場を定期的に検査することが義務付けられています。クロムコーティングプロセスからの流出物（液体副産物）も危険な場合があります。この問題は、排水を漏れのない容器に保管することによって最もよく対処されます。追加の安全対策として、有害廃棄物の取り扱いに関与するすべての人員には、呼吸装置、手袋、ブーツ、オーバーオールなどの保護服を着用する必要があります。

未来

将来のレーザー誘導ミサイルシステムは、独自の小型レーザーを搭載し、航空機のターゲット指定レーザーの必要性を排除します。現在いくつかの国で開発中のこれらのミサイルは、パイロットがミサイルの内部レーザーと検出センサーに依存してミサイルの1つを発射し、それを忘れることができるため、「ファイアアンドフォーゲット」と呼ばれます。この傾向がさらに進展すると、ミサイルは自分で標的を選択して攻撃できるようになります。それらの可能性が実現されると、世界の戦場は、これらの「素晴らしいミサイル」の致命的な毒を今後何年にもわたって感じるでしょう。さらに高度なコンセプトは、小型のレーザー誘導ミサイルを発射する歩兵用のバトルライフルを想定しています。砂漠の嵐作戦は、レーザー誘導精度の必要性を明確に示しており、その結果、その任務に専念する軍事施設は、間違いなく、これまで以上に致命的なバージョンのレーザー誘導ミサイルを発明し、配備するでしょう。