スマートボムの仕組み

爆弾の基本概念はこれ以上に単純なものではありません。従来の爆弾は、メカニズムを備えた頑丈なケースに爆発物が詰め込まれたもので構成されています (はい、信管ではなく信管です)。信管機構には、爆弾を作動させるトリガー装置 (通常は時間遅延システム、衝撃センサー、または目標近接センサー) が付いています。引き金が作動すると、信管が爆発物に点火し、爆発が起こります。爆発による極度の圧力と飛来する破片により、周囲の構造物が破壊されます（爆発物と信管については「手榴弾の仕組み」を参照）。

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「ダム爆弾」とは、飛行機 ( B-2 爆撃機など) から投下される、これらの要素のみを備えた爆弾です。この爆弾は、積極的に操縦することなく単に地面に落ちるため、「愚か」であると考えられています。言うまでもなく、このタイプの武器でターゲットを正確に攻撃するのはかなりの偉業です。爆撃機が目標を効果的に破壊するには、数十、場合によっては数百のダム爆弾を投下する必要があるかもしれません。

対照的に、「スマート爆弾」は、指定されたターゲットを確実に攻撃するために落下を正確に制御します。この記事では、主要なタイプのスマート爆弾がどのようにこれを実現するかを見ていきます。

スマートボムの基本

スマート爆弾は本質的には通常のダム爆弾にいくつかの大きな変更を加えたものです。通常の信管と爆発物に加えて、以下が装備されています。

飛行機がスマート爆弾を投下すると、爆弾は特に重いグライダーになります。ミサイルのような独自の推進システムはありませんが、(スピードを出している飛行機から投下されるため) 前進速度があります。また、揚力を発生させて飛行経路を安定させるフライトフィンも備えています。

制御システムと調整可能なフィンにより、爆弾は空中を滑空するときに自ら操縦することができます。爆弾が「飛行中」の間、センサー システムと制御システムは地上の指定された目標を追跡します。センサー システムは制御システムに目標の相対位置を送信し、制御システムはこの情報を処理して、爆弾が目標に向かって操縦するためにどのように回転すべきかを判断します。

実際に爆弾を回転させるために、制御システムは飛行フィンを調整するアクチュエーターにメッセージを送信します。これらのフィンは、飛行機のさまざまなフラップと基本的に同じように機能します。フィンを特定の方向に傾けることにより、制御システムは爆弾のその側に作用する抗力を増加させます。その結果、爆弾はその方向に回転します。 (詳細については、 「飛行機の仕組み」を参照してください)。

この調整プロセスは、スマート爆弾が目標に到達し、信管機構が爆発物を点火するまで続きます。スマート爆弾には通常、爆弾が目標に到達する直前に爆発物を点火する近接信管、または爆弾が実際に何かに当たったときに爆発物を点火する衝撃信管が備わっています。

さまざまなタイプのスマート爆弾の主な違いは、センサー システムがそもそもターゲットを実際にどのように「認識」するかです。次のセクションでは、スマート爆弾が過去にどのようにこれを行ったかを見ていきます。

昨日のスマートボム

比較的最近まで、ほとんどのスマート爆弾はTV/IR 誘導またはレーザー誘導のいずれかでした。どちらのタイプの爆弾も視覚センサーを使用して地上目標の位置を特定します。

TV/IR 誘導爆弾には、従来のテレビビデオ カメラまたは赤外線カメラ (暗視用) が機首に取り付けられています。遠隔操作モードでは、管制官は無線信号を通じて情報を人間のオペレーターに中継します。オペレーターは通常は爆撃機に搭乗しています。遠隔操作者は制御システムにコマンドを伝え、爆弾を空中で操縦します。爆弾は遠隔操作飛行機のように機能します。このモードでは、オペレーターは特定の目標や照準器を持たずに爆弾を発射し、爆弾が地面に近づくにつれてビデオから目標を拾うことができます。

自動モードでは、パイロットは発射前に爆弾のビデオカメラを通じて目標の位置を特定し、目標をロックオンするように爆弾に信号を送信します。爆弾の制御システムは、指定された目標画像が常にビデオ ディスプレイの中央付近に留まるように爆弾を操縦します。このようにして、爆弾はロックされたターゲットに自動的に照準を合わせます。

レーザー誘導式スマート爆弾の動作は少し異なります。この爆弾にはビデオカメラセンサーの代わりにレーザーシーカー、つまりフォトダイオードのアレイが搭載されている。ご想像のとおり、フォト ダイオードはレーザー光の特定の周波数に敏感です。爆弾が目標を認識するには、地上または空中で別の人間のオペレーターが高強度のレーザー光線で指定された目標を「ペイント」する必要があります。レーザー ビームがターゲットで反射し、レーザー シーカーがそれを拾います。

レーザーデジグネータには独自のパルスパターンがあります。爆弾を投下する前に、爆撃機のコンピューターはミサイルの制御システムに特定のパルスパターンを（爆弾への電子「臍帯」接続を介して）伝えます。爆弾が空中に到達すると、制御システムはこのパルス パターンを持つレーザー エネルギーのみに関心を持ちます。制御システムの基本的な目標は、反射したレーザービームがフォトダイオードアレイの中心近くに当たるように爆弾を操縦することです。これにより、爆弾は目標に向かってまっすぐに進み続けます。

これらのシステムはどちらも非常に効果的ですが、大きな欠点が 1 つあります。それは、爆弾センサーがターゲットとの視覚的な接触を維持する必要があることです。雲に覆われたり障害物が邪魔になったりすると、爆弾はコースを逸れる可能性が高くなります。

次に今日のスマート爆弾について見ていきます。

JDAM

当時の優れたスマート爆弾技術はボーイング社のもので、これはJoint Direct Attack Munitionの略です。 JDAM 計画の背後にある基本的なアイデアは、既存の「ダム」爆弾に洗練された後方誘導セクションを装備することです。米空軍は現在、2,000ポンド（907kg）弾頭または1,000ポンド（454kg）BLU-110またはMK-83弾頭を備えたJDAMを使用している。

JDAM の「テール キット」には、調整可能なテール フィン、制御コンピュータ、慣性誘導システム、 GPS 受信機が含まれています。 GPS 受信機と慣性誘導システムの両方により、爆弾は宇宙空間での位置を特定できます。 GPS 受信機は、GPS 衛星信号を解釈してその位置を把握します ( GPS 受信機の仕組みを参照)。一方、慣性誘導システムは爆弾の動きを監視し、発射位置からの経路を追跡します。

爆弾を投下する前に、航空機は独自の GPS 受信機を使用して地上の特定の目標を正確に特定します。爆弾を解放する直前に、航空機のコンピューターは爆弾のコンピューターに現在の位置と目標の GPS 座標を送信します。

空中では、JDAM の GPS 受信機が GPS 衛星からの信号を処理して自身の位置を追跡します。他のスマート爆弾と同様に、制御システムは飛行フィンを調整して爆弾を正しい方向に「操縦」します。米空軍によると、このシステムの精度は 40 フィート (13 メートル) 以内です。すべてが正確に進んだ場合、爆弾は通常、目標の数フィート以内に命中します。

JDAM は雲や障害物によって妨げられない衛星信号からすべての情報を取得するため、このシステムは悪天候でも正常に動作します。爆弾は目標に到達するために何も見る必要はありません。また、テールキット (既存の弾頭に追加可能) あたり約 20,000 ドルで、120,000 ドル以上のレーザー誘導爆弾よりもはるかに経済的です。

JDAM は 2001 年の米国のアフガニスタン侵攻で主要な役割を果たしましたが、近い将来米国の爆​​撃作戦においても重要な役割を果たすことは間違いありません。最新のスマート爆弾は 100% 正確ではありませんが、以前のスマート爆弾に比べて非常に改善されているため、すぐに米国の兵器庫を占領しつつあります。

スマート爆弾や他の種類の兵器の詳細については、次のセクションのリンクを確認してください。