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写真は米空軍F-15Dである。最近では眼鏡をかけたパイロットも少なくないようだ。一昔前にMk1アイボールセンサーが衰えてしまっていたら不適格として戦闘機を降りる運命に有っただろう。 空中戦における索敵手段がいかにレーダーに依存しているかを表している。 空中戦の原則は見敵必殺・先手必勝。目の役割を担うレーダーは心臓たるエンジンに次ぎ戦闘機における最重要機器である。 |
イーグルの目となるレーダーはヒューズエアクラフトAN/APG-63である。
91.4cmの直径を持つ大型のAS2717プレナーアレイアンテナを備えたXバンド(8〜12GHz)のセンチ波を使用するコヒーレント型パルスドップラーレーダーである。
操縦士一人でレーダー操作が可能なように反射波は全てセントラルコンピューターIBM CP-1075 24k(MSIP改修で96kに拡張)を介し処理され、兵装管理システムAN/AWG-20の情報と合わせコックピット正面パネルのハニーウェル社製のCRTモニターであるVSD(垂直状況状況ディスプレイ)とAN/AVQ-20 HUD(ヘッドアップディスプレイ)に2次処理されたシンボルIDとして表示される。前世代のF-4のようなレーダー手がクラッター･ノイズだらけの｢生の反射波｣から職人技(ファントムライダー曰く)で標的機を探し出す必用は無くなった。F-15を単座戦闘機とする上で最重要の課題であった。
ヘイゼルタイン社製AN/APX-76IFFインタロゲーター(敵味方識別装置送信機)を装備しており、レーダー走査と同期しIFF質問波を出力することにより、リットン社製のIFF用リプライエバリュエーター（応答評価装置）を介して自動的に友軍機か不明機かの識別されたシンボルが表示される。
IFF送信波を出力するか否かは操縦士が任意に決定することができる。ただしIFFは応答があった場合は友軍機と判断するものであって、正確に｢敵｣と識別する装置ではない。実戦での湾岸戦争項でIFFの問題点は後述する。
(AN/APX-76)イーグルはノースロップグラマンAN/APX-101IFFトランスポンダーを装備しIFF質問波に対する応答波を自動的に送信する。さらにATC(航空交通管制)の二次監視レーダーへの応答も行い、自機の高度をATCに知らせる役割も担う。AN/APX-101はF-16,E-3,F-5,KC-10,P-3,A-10など米空軍の多くの航空機に装備されている。IFFアンテナはプレナーアレイ上の10個の突起である。
(AN/APX-101IFFトランスポンダー)パルスドップラー式レーダーは送信電波を一定の時間で区切った短い送信波(瞬間波動：パルス)として送信し、何らかの物体(地形や航空機)に当たり反射して戻ってきた時間を計測し、距離を割り出す。パルスは高指向性のビームであるためアンテナの俯角・仰角・方角により高度と方位を探知することができる。
また、動体に当たりパルスが反射した場合におこる周波数の変化、ドップラー効果を利用した周波数の差異により物体の相対速度(接近率)を知ることができる。この効果を利用し地面からの反射波をカットすることにより高いルックダウン性能を持つ。
PRF(パルス反復周波数)を状況に応じて変更する事で様々な目標に対応できるのもパルスドップラーレーダーの強みである。高PRF(つまり短時間で多くのパルスを発するおよそ100〜300KHz)では高高度を高速度で飛行する航空機の探知に適し、長大なレーダー視程を得る事ができる。
中PRF(10〜20KHz)では低速で飛行する目標の探知に適するが高速目標の探知が難しくなり、グラウンドクラッターやノイズが多くなる事により、二次処理されたVSDにはノイズは表示されないがレーダー視程は短くなってしまう。PRFは操縦士が任意に切り替える事ができるが、通常は自動的に高PRF,中PRF,低PRFを交互に繰り返す事により、幅広い標的に対応する事ができる。
レーダーレンジは左サイドコンソールパネルのツマミをまわすか、スロットルレバーの4方向スイッチを上下に動かすことによりVSDの距離軸値を 10nm / 20nm / 40nm / 80nm / 160nm に切り替えることができる。気象状況もクリアで、かつ大型機のような目標に限るであろうがレーダー視程は最大160nm(およそ300km)に達する。160nmという視程はこの当時の戦闘機では群をぬいて長大であり、現在のマルチロールファイターと比しても大変優れている。
走査範囲はアジマス幅 20 / 40 / 60 / 120 度のいずれかで、エレベーションは 1 / 2 / 4 / 6 / 8 スキャン(上・下4段階合計およそ20度幅)を任意に設定することができる。捜査範囲が狭ければ高速に走査することができ、アジマスとエレベーションをあまり広くしすぎると1回の走査を完了するのに10秒もの時間を要してしまう。
目視内における格闘戦に於いてはスーパーサーチ(ACM)モードを使用する。アジマス幅を狭めエレベーションを上下20度(40度)と重視し、最初に捜査範囲に飛び込んだ目標を自動的にロックオン(STTモード)する。視程は10nmである。
なお、APG-63はNCTR(Non Cooperative Target Recognition)能力を持ち、目標機をロックオンする事によりその航空機の機種を判別しVSD上に表示する事が可能である。判別には目標機のエアインテークやエンジンのファンブレードの反射波によって行われ高い指向性を必要とし、判別には近距離であるほどより高い確率で認識できる。脅威データから参照し行われるため、脅威の情報を事前に取得し、かつ目標機の前方を捕捉している場合に限る。
空対地マッピングも可能であるが、基本的に本機の任務の外である。
大変ひどい写真で申し訳ないが(こんな写真でも無いよりかはマシですので…。(撃墜されたF-15イーグルを参照)
RANGEと書かれた10〜160のツマミ、EL SCANと書かれた1〜8のツマミ、AZ SCANと書かれた20〜120のツマミが確認できると思う。F-15はHOTASを採用している。これらのスイッチ類を触ることなくスロットルレバーで同等の操作を行うことができる。
MODE SELのツマミがマルチモードレーダーとしての機能を示している。
(左側のツマミの機能については残念ながら不明)
戦闘機が巨大化しつつあったのは強力なレーダーを搭載し射程の長いミサイルを発射するためである。上の写真はそれを如実に示している。右の小さいものからF-86F,F-104J,F-4EJ,F-1,F-4EJ改(初期のF-16と同等),そしてF-15である。
レーダーの出力とアンテナ径はレーダーの絶対性能を左右する。ジャミングをバーンスルー(接近する事による無効化)するにも、長視程やレーダー反射断面積(RCS)の小さい機を探知するにも有利である。
最新のマルチロールファイターの装備するレーダーは総じて小型で出力が小さい。物理的に巨大なレーダーを搭載できる事は現代の目視距離外(BVR)戦闘において大きな有利となる。
1979年AN/APG-63にプログラマブルシグナルプロセッサー(PSP)が組み込まれた。これによりハードウェアを一々再構築する事無くソフトウェアのプログラミングで迅速かつ低コストにシステムをカスタマイズすることが可能となった。加えて様々な改良を受けている。
- レーダービームの指向性の向上。タイトな目標編隊における個別目標探知能力。NCTRの向上。
- 空対地レーダーモードの強化。マッピング精度の向上と地上移動目標探知のサポート。
- ECCM能力の強化。
- 追跡中走査(TWS)のサポート。最大24目標を探知し、うち8目標を追尾可能。
プログラマブルなレーダー火器管制装置はAN/APG-63が世界ではじめてであった。しかしメモリー不足により新たな脅威に対応する事が不可能になってしまいPSPによる発展の余地は全て埋め尽くされてしまった。そのためコンピューターを換装した新たなタイプのレーダーが必要とされた。
また、AN/APG-63は性能的には世界に比類なきレベルであったが初期にF-15の稼働率の足を常に引っ張りつづけた。平均故障間隔は15時間という極めて悪い数字であった。F-15に限った話ではないが戦闘機を配備するのには如何に大変であるかがうかがい知れる。なお、現在では60時間以上を実現している。
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