ステルス戦闘機を探知出来るレーダは？

Question

ステルス戦闘機といえど肉眼では見える訳ですから、特定帯域の電波に限って吸収するということだと思います。
従って発射する電波の周波数を変えればステルス戦闘機も探知出来ると思うのですが開発は行われているのでしょうか？

kagakusuki · Accepted Answer

回答番号:ANo.4です。

>これが成功したらＦ２２やＦ３５はどうなるのでしょうか？

　ステルス機対策は何れも「ステルス機を探知出来ないままでいるよりはまし」という程度のものであり、普通の航空機に対するレーダーの便利さと比較すれば、ステルス機対策の有効性は限られたものでしかありません。
　赤外線による探知は、赤外線が大気中の水分に吸収されやすいため、探知可能な距離が短くなりますし、ステルス機は普通の航空機よりも赤外線の放射を探知され難くなる様に設計されていますから、探知可能距離は更に短くなります。
　送信と受信を別の場所にしたレーダーは、ステルス機が電波を反射する方向が特定の方向に限られているため、たまたまその方向に受信機が存在する位置関係になった一瞬しか探知が出来ません。
　そのため、同様のレーダーを多数配置して、何時に何処でレーダーに反応が現れて、次の何時に何処で別のレーダーに反応が現れたから、ステルス機は大体この方向に向かって、どの位の速度で移動しているので、途中で進路や速度が変わらなければ、今は大体この辺りにいる筈だ、という事が判る程度ではないかと思います。（途中で進路を変えられたら、現在位置が判らなくなる）
　塔とワイヤーに至っては、万が一上手く行ったらラッキーだけど、実際に作るには金がかかるし、自国の航空機も飛べなくなる、というアイデア倒れの案だけど、ステルス機対策には格別有効な案が無いので、取り敢えず提案してみました、という様な印象すらあります。

　従って、それらのステルス機対策が大成功する可能性は低いと思います。
　ある程度成功したとしても、それは限定的な成功に過ぎないと思います。
　何故なら、ステルス機というものは、全くレーダーに映らないという訳ではなく、反射波が非常に弱いため、普通の航空機を探知する場合よりも探知距離が短くなる事により、「相手には気付かれないが、こちらは相手を攻撃出来る」という距離から、相手に攻撃された事を気付かせずに先制攻撃を行い、相手に回避や応戦させずに勝利するためのものです。
　ステルス対策が行われても、ステルス機が普通の航空機よりも探知し難い事に変わりはありませんから、相手に全く気付かせずに攻撃する事が出来る距離の範囲が遠くなったとしても、先制攻撃は可能ですし、例え相手に全く気付かせずに攻撃する事が出来なくなった場合でも、普通の航空機よりも優位である事には変わりありませんから、ステルス機は有用です。
　例えば、ステルス機が敵の基地を攻撃する際に、送受信を別の場所で行うレーダーに感知されて、敵の迎撃機が発進したとします。
　航空機に搭載可能なレーダーは、普通のレーダーですから、遠距離では迎撃機にはステルス機が何処にいるのか、正確には判らず、遠距離では迎撃出来ません。
　地上のレーダー網からステルス機の予想位置を教えて貰い、ステルス機の居る辺りに近づいていくと、赤外線による探知機を搭載していれば、迎撃機でも探知可能になりますが、ステルス機は赤外線対策も行われているため、普通よりも近づかなければ探知出来ません。
　もし、迎撃機がステルス機でなければ、迎撃機がステルス機を探知する前に、ステルス機が迎撃機を探知しますから、ステルス機は迎撃機に探知されない様に進路を変更したり、先制攻撃で迎撃機を撃墜する事も出来ます。

　この様に、対策が行われた後でも、ステルスは有効な技術である事に変わりはないと思います。
　それどころか、ステルス対策が実用化されるという事は、それだけステルス機が普及したという事であり、そうなれば、ステルス機の戦闘方法から考えて、少しでも先に相手を発見した側が勝利する事になり、相手を発見する事が遅れた側は生き残れない事になりますから、より高いステルス性能を持つ機体を配備する事が、ますますの必要性を増して来る事になると思います。

Sasakik · Answer

例えば・・・

アメリカで研究されている（と軍事専門誌に書いてあった）対ステルス機対策としては、全米を覆う「電波の網」の”歪み”の発生の有無を監視する。

あ、「電波の網」って、既にアメリカだけでなく日本にも準備は出来ています。「テレビ」って「ネット（網）ワーク」が　ね。

kagakusuki · Answer

レーダーは電波を照射して、戻って来た反射波を捉える事で、航空機が存在する位置を感知します。
　普通の飛行機の表面は複雑な曲面が組み合わさっていますから、レーダーが照射した電波は航空機に当たると、四方八方に反射されて拡散します。
　これがもし、1枚の鏡に電波が当たった場合であれば、鏡は1方向にしか反射しませんから、鏡が少しでも傾いていれば、レーダーがある方向には反射波が戻りませんから、レーダーは鏡を感知する事が出来ません。
　しかし、普通の飛行機の反射波は拡散して広がるため、その一部はレーダーがある方向に戻って来ます。
　このため、レーダーは航空機を感知する事が出来るのです。
　従って、機体を構成している面やエッジ部分の向きが平行になる様になるべく揃えて（向いている方向が6～7方向程度に収まる様にする）、電波が当たった時に、反射波が出る方向が特定方向だけになる様に限定し、出来る限り反射波が拡散しない様にすれば、レーダーがある方向に反射波が戻る確率が非常に小さくなり、レーダーに感知され難い機体となります。
　これが、ステルス機の基本的な考え方です。
　ステルス機が目に見えるのは、目はレーダーとは違って目から出た光の反射波を捉えている訳ではないからです。
　ステルス機であっても、太陽からの光の他にも、大気中で散乱した光によって、四方八方から照らされますし、例えステルス機が光を反射しなくても、青い空を背景にすれば、コントラストの違いにより簡単に見つける事が出来ます。
　又、レーダー電波の波長が数cm～数mであるのに対し、可視光線の波長は1000分の1mm未満しかありません。
　電磁波の様な波にとっては、波長の半分以下の大きさの凹凸はあっても無くても関係なく、滑らかな面と同じ様に反射する性質があります。
　可視光線の波長は短いため、機体表面の目には見えない僅かな凹凸でも拡散されてしまいます。
　このため、ステルス機であっても目で見る事が出来るのです。

　さて、機体の形状を工夫する事でレーダーに感知され難くする事は出来ますが、それだけではまだ、エッジ部分の縁から拡散する反射波が僅かに出てしまうため、エッジ部分には（材質と形状の組合せによって）電波を吸収する構造（電波吸収材）が、補助的に使用されます。
　電波吸収材が吸収する事が出来る電波の波長の範囲は、あまり広くはないため、電波の波長を変えればエッジ部分で反射した電波を捉える事が出来るかも知れません。
　しかし、ステルス機がレーダーに感知されない主な理由である、反射方向を限定する機体形状による効果は、電波の波長にはあまり関係はありませんから、レーダー電波の波長を変えても、普通の航空機を感知する場合と比べて、極めて弱い反射波しか戻って来ない事になるため、近くに来るまでステルス機を感知する事は出来ないと思われますから、あまり有効な方法ではないと思います。
　ステルス機を感知する手段としては、他の回答者様が述べておられる電波の発信と受信を別の場所で行うレーダーの他にも、航空機が放射する赤外線を、高感度の赤外線カメラの様な装置を使って捉えるという方法も注目されています。
　但し、普通の航空機を捉える場合、レーダーよりも探知距離が短い事が難点ですし、ステルス機の方も赤外線の放射を少なくする対策が行われているのが普通です。
　他にも様々なステルス機対策のアイデアが提案されていて、中には
「高い塔を多数建てて、塔と塔の間にワイヤー（又は網）を張り巡らせる」
などというものまであるそうです。（感知手段ではなく、飛んで来たステルス機を引っ掛ける）

mk57pvls · Answer

こんにちは

> 特定帯域の電波に限って吸収するということだと思います。

現代の戦闘機などの兵器における電波的ステルス性は
●レーダー波の反射を拡散させる（一定方向への戻りを抑える）
→ 曲面の多用や平面を微妙な角度で組み合わせるなど、全体
を特殊な形状とする
→ 表面の凹凸や鋭角部を極力少なくする
●レーダー波を吸収する
→ 表面に吸収材を用いる
の主に２つにより具備されます。

電波以外には赤外線放射、磁気、などもありますが・・・。

> 発射する電波の周波数を変えればステルス戦闘機も探知
> 出来ると思うのですが

理論的にはその通りですが
・レーダーで使う周波数帯は（広域捜索用と近距離ターゲティング
用とでは若干違いはあるものの）概ねある範囲内に収まっている
・電波吸収体（及びその素材、構造等）の製造技術が飛躍的に
高まり、幅広い周波数帯をカバーする材料～広帯域吸収体～が
既に実用化されている
ことなどから、周波数帯を変化させるだけでは、現代に用いられて
いるステルス性を打破することは難しいようです。

> 開発は行われているのでしょうか？

行われています。

我が国ではTRDI（防衛省技術研究本部）が中心となって
「ステルス機に対抗する電波ミサイル信号処理技術」というテーマ
で研究が行われています（↓ 昨年の防衛技術シンポジウムでの
発表資料）
http://www.mod.go.jp/trdi/research/dts2010.files/S5/S5-2.pdf

電波や電磁波関連の仕事をされている方、そういう勉強をしてきた
方であれば、上記資料を読むと大体内容は解ると思いますが。

一般にステルス性の高いターゲットはRCS（反射断面積）が小さい
ために、レーダーの近くにくるまで識別が困難な特性を持っています。
それをカバーするため（遠距離でも識別出来るように）、判断の閾値
を下げてしまうと、逆に雑音が多くなってしまい、かえって識別が
困難になってしまう、というジレンマを抱えています。

TRDIでの研究では"複数信号フレームを用いることで、その雑音に
混ざったターゲットからの信号を検出しようという"ことを試みている
ようですが、かなり高速な信号処理技術が必要となるようです。

また、これ以外にも"送信電力の増大やビームの指向性を高める"
事によりステルスターゲットを補足する研究も今後順次着手する
みたいで、次期AAM（空対空ミサイル）、次々期(?)戦闘機などに
その開発結果がフィードバックされるようです。

これらの研究データはどの国でも”喉から手が出るほど"欲しいで
しょうね (^^ゞ

tiltilmitil · Answer

吸収じゃなくて、反射した電波を元の方向に返さないというのが基本原理。垂直な面や線を極力減らし、斜めにすることでレーダー波を横に逃がす。

pasocom · Answer

下記WIKIPEDIAの「ステルス性」の中の一項目「対ステルス技術」を参照下さい。いわく、
「現在各国ではステルス機の開発に加え、ステルス機の探知技術にも力を入れている。
ステルス機はレーダーの電波を発信された方向とは「異なる方向」に反射させる工夫をしているが、この「異なる方向」の先に反射波を受信する専用レーダーがあればステルス機でも反射波を捉えることが可能となる。
レーダー波を送信する場所とレーダー波を受信する場所を初めから離しておいて、両者間は通信線で結び発信されたレーダーの情報を受信側に伝える。このようなレーダー・システムをバイスタティック・レーダーと呼ぶ。」
他、パッシブ・レーダー 、低周波数レーダー について記述されています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%AB%E3%82%B9%E6%80%A7

ステルス戦闘機を探知出来るレーダは？

回答番号:ANo.4です。

例えば・・・

レーダーは電波を照射して、戻って来た反射波を捉える事で、航空機が存在する位置を感知します。

こんにちは

吸収じゃなくて、反射した電波を元の方向に返さないというのが基本原理。

下記WIKIPEDIAの「ステルス性」の中の一項目「対ステルス技術」を参照下さい。

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