ドローンは戦争のルールを書き換え始めたばかりだが、その宿敵が出現したかもしれない

実際、「無人」対「有人」のドローンの非対称攻撃能力は、現代の戦争における「ゲームのルール」を変えました。各国は、このルール変更に対して自制を働かせる方法を模索している。マイクロ波兵器は、光速攻撃、強力なエリアキル能力、高い費用対効果などの利点により、ドローンとそのクラスターに対抗する効果的な手段となるでしょう。

執筆者：崔凱（中国航空学会科学コミュニケーション普及委員会委員長）

小型ドローンがイスラエルの巨大な主力戦車「メルカバ」MK4の上空をホバリングし、搭載されていたRPG-7ロケットを素早く発射した。ロケットはタンクの最も脆弱な上部で爆発した。一瞬にして炎が空に上がり、濃い煙が渦巻いた。

これは2023年10月中旬に公開されたビデオで（視聴するには「Fanpu」にアクセスしてください）、ハマスのドローンがイスラエルの「メルカバ」戦車を追い詰める様子が映っています。このビデオはすぐに軍事ファンの間で注目と驚きを集めた。「メルカバ」MK4は世界で最も生存力の高い主力戦車として知られていることをご存知でしょう。優れた装甲防御能力を持ち、対戦車ミサイルや高威力対戦車ロケットランチャーからの攻撃に耐えられるアクティブ防御システムを搭載しています。しかし、小型ドローンによって簡単に突破されてしまいました。

この事件は、さまざまな種類のドローンによる監視下では、主力戦車を含む地上重装備の生存性がますます危ぶまれるようになっていることを改めて証明している。

実際、ロシアとウクライナの紛争を含む最近のいくつかの地域戦争では、ドローンがますます重要な役割を果たし始めています。実際の戦闘結果から判断すると、ドローンの「無人」対「有人」の非対称攻撃能力は、実際に現代の戦争における「ゲームのルール」を変えました。このような状況において、ドローンの脅威にいかに効果的に対処し、その特性に基づいて対応する対抗技術を開発するかが、世界各国、特に先進国にとって主要な開発方向の一つとなっている。現在、ドローン対策技術の開発ルートは多様化していますが、その中でもマイクロ波兵器は、その顕著な特徴によりドローン防衛において独特なものとなっています。

ドローンが現代の戦争をどう変えるのか

1990年代の湾岸戦争以降、精密誘導兵器を主装備とする精密攻撃モードが徐々に現代戦争の主流となり、イラクやアフガニスタンなど多くの局地戦争で頻繁に使用されるようになった。この攻撃モードには、広範囲のカバー範囲、多様な発射プラットフォーム、正確な攻撃ターゲット、高度なインテリジェンスなどの利点があります。しかし、このモデルには、ポイントツーポイント攻撃しか実行できない、システムの調整が必要、人口密集地域の攻撃や市街戦には適していないなど、明らかな欠点もあります。さらに、精密誘導兵器は高価であり、ミサイル 1 発のコストが数百万ドル、場合によっては数千万ドルにもなる。消耗戦においては、交戦当事者の経済支援能力は極めて高い。

ドローンの出現はこのモデルに深刻な影響を及ぼしました。現在使用されているドローンは、主に固定翼ドローンと回転翼ドローンがあり、持ち運びが容易で、使い方が柔軟で、用途が多様であるという特徴があります。兵士 1 人が使用するドローンの重量は通常数キログラム程度で、戦闘用バックパックに簡単に収納して持ち運ぶことができます。また、高度なナビゲーションおよび測位システムも使用しており、複雑な環境でも高精度の自律ナビゲーションと測位を実行できます。実際の戦闘では、ドローンは小型ミサイルや爆弾を搭載して攻撃することができ、その攻撃精度と威力は非常に強力です。同時に、ドローンは戦闘評価、つまり敵の戦闘効果、配置、行動の偵察と分析も実行でき、その後の作戦に重要な参考資料を提供します。

ドローンの最大の利点は、その優れた戦闘能力に加え、価格が安いことです。シンプルな単一機械設計構造と部品の共通性の高さにより、研究開発および製造コストが比較的低くなります。例えば、米軍の「コヨーテ」無人機は、機体の大部分が複合材料とモジュール設計で作られており、1機あたりのコストはわずか1万5000ドルです。民間のドローンから改造された武器の中には、わずか数百ドルで手に入るものもあります。

これを踏まえると、一定数のドローンをクラスターで使用すると、形成されるドローンの「群れ」はさらに恐ろしいものとなる。「群れ」は、高度な知能を備えた複数の低コストのドローンから構成されています。タスクを実行するときに、互いに通信し、調整することができます。複数のターゲットを同時に攻撃したり、単一の高価値ターゲットを繰り返し攻撃したりできます。数の優位性により、短時間に複数の角度と方向から集団攻撃を仕掛けることができ、敵の防空システムとミサイル防衛システムの探知、追跡、迎撃能力を急速に飽和させることができます。「スウォーム」ドローンはサイズが小さく、レーダー信号特性が小さいため、敵に検知されにくい。戦闘機、船舶、車両などさまざまなプラットフォームから迅速に発射することができ、瞬間的な集中攻撃を可能にし、敵の不意を突いて防御を不可能にする効果を達成します。

米軍はドローン群のテストを行っている。

ドローンを制御できるのは誰ですか?

ドローンとその群システムの戦闘モードが徐々に将来の戦争の重要な形態になるにつれて、効果的な対抗手段の開発は徐々に各国から高い注目を集めるようになりました。アメリカを例に挙げてみましょう。 2015年以降、米軍は対ドローンシステムの開発をますます重視するようになった。 2019年度から2021年度までの年間平均投資額は約5億米ドルでした。 2023年度、米国国防総省は対ドローンシステムの研究開発にさらに6億6,800万ドル、調達に少なくともさらに7,800万ドルを費やした。

ドローンに対抗するプロセスは、主に検出と攻撃の 2 つの段階に分けられます。つまり、まず標的のドローンを検知、追跡、警告し、その後、実際の状況に応じて対応する破壊的措置を講じて攻撃するのです。一般的に使用される破壊手段には、1) 対空砲や対空ミサイルを使用して強力な殺傷を行う方法などがあります。この方法は技術的に成熟度が高いですが、コストもかかります。 2) 地上または空中から投下されたネットを使用してドローンを物理的に捕獲する。この方法は低コストで実装が簡単ですが、ヒット率が低く、範囲が非常に限られています。 3) 戦闘用ドローンを使用してドローンに対抗する。これは精度が高く、巻き添え被害が少ないという特徴があるが、技術的成熟度が比較的低く、一般的にポイントツーポイント攻撃しか達成できず、自己修復機能を備えた群集システムに対する致死性は限られている。 4) 高エネルギーレーザー兵器を使用して標的を直接殺害する。この方法は、応答が速く、精度が高く、威力が大きいという特徴がありますが、その有効性は対象の材質や天候に大きく左右され、大規模な群れに対処する場合には一般的に効果がありません。

対照的に、開発中のマイクロ波兵器はドローン、特にドローン群の天敵となる可能性がある。マイクロ波兵器とは、陸上、空中、海上、さらにはミサイルベースなど、さまざまなプラットフォームに搭載できる高出力マイクロ波 (HPM) ペイロードを搭載した戦闘兵器を指します。マイクロ波兵器の破壊原理は一般的な電子レンジと似ており、電磁パルスを継続的に放射し、ドローンのバックドア（穴など）を介して結合してドローンの飛行制御システムを混乱させたり、フロントドア（マイクロ波受信チャネル）を介して結合してドローンの測定および制御受信機を損傷したりすることで、結合エネルギーの大きさに応じてドローンの制御を失ったり、損傷したりします。

他の破壊手段と比較して、マイクロ波兵器はUAVとそのクラスターに対抗する上で独自の利点を持っています。

まず、殺傷範囲が広く、エリア内の複数のターゲットを同時に殺傷することができ、誘導システムに高い精度を必要としません。例えば、米空軍研究所が開発した対群集電磁兵器「戦術高出力作戦対応装置（THOR）」は、実際のテストで一度に50機以上のドローンを撃墜することができる。

第二に、攻撃時間が短いです。マイクロ波は光速で伝播し、エネルギー密度が高いため、数マイクロ秒以内に対象に損傷を与えることができます。例えば、米国のエピラス社が2020年に発売した陸上型「オナイダス」システムは、2021年2月の試作機のデモ中にわずか数分で66機のドローンすべてを撃墜することに成功した。

3 つ目は、マイクロ波の波長はレーザーよりも長く、天候の影響を受けにくく、24 時間使用できることです。

最後に、コスト効率が非常に高いです。ドローンと戦うときは電力のみを消費し、繰り返し使用可能です。

上記のような利点に基づき、高出力マイクロ波はドローンとその集団に対する広範囲の殺傷と効率的な対決を実現でき、徐々にドローンの「宿敵」となってきました。

マイクロ波兵器の研究開発の現状

実際、マイクロ波兵器はドローンと戦うために設計されたものではありません。関連研究は1970年代に始まり、当時は主に電子戦用に設計され、高出力のマイクロ波を放射して敵の通信システムを妨害したり、センサーや重要な電子部品を破壊したりすることで、敵に電子干渉を与えたり、電子機器に損傷を与えたりしていました。

マイクロ波兵器に関する初期の研究は、主に高出力マイクロ波源と高出力兵器の殺傷メカニズムの探究に焦点を当てていました。 1980年代に入ると、関連する理論研究が飛躍的に進歩し、機器研究も実験段階から実用段階へと移行し始めました。 1990 年代には、応用主導の高出力マイクロ波研究プロジェクトが登場し始めました。新世紀以降、徐々に軍事プラットフォームと攻撃兵器へと移行してきました。

この分野で最も大きな進歩を遂げたのは米国です。彼らの戦略は、高出力マイクロ波技術を開発すると同時に、兵器のプロトタイプを開発し、試験場で実証・検証し、さらには戦場で使用することにあります。例えば、湾岸戦争では、米軍はトマホーク巡航ミサイルを爆弾運搬装置として使い、実験的なマイクロ波爆弾を投下し、コソボ戦争ではユーゴスラビア連邦共和国に対する情報攻撃を行うために再び使用しました。

近年、ドローンの脅威が増大する中、マイクロ波兵器の重要な分野の一つとして、対ドローンや群集システムに関する研究プロジェクトが増加し続けています。以下にいくつかの主要プロジェクトを紹介します。

フェイザー高出力マイクロ波兵器システム

「フェイザー」高出力マイクロ波兵器システム。

「フェイザー」高出力マイクロ波兵器システムは、アメリカのレイセオン社によって開発されました。これは、対UAVやその他の任務に使用されるディーゼル駆動の陸上マイクロ波兵器システムです。システム全体は高さ 20 フィートのコンテナに設置されます。捜索レーダーの誘導により、ドローンのターゲットの位置を継続的に追跡できます。このプロセスでは、高エネルギーのマイクロ波をパラボラアンテナを通じて一定方向に送信し、対象物内部の電子部品を焼き切ります。 2013年9月と10月、米陸軍はこのシステムを使用してオクラホマ州フォートシルで小型ドローンの標的を迎撃する防空テストを実施し、成功しました。

戦術高出力マイクロ波作戦対応装置 (THOR)

「戦術的高出力戦闘レスポンダー」システム。

戦術高出力戦闘レスポンダーは、米国空軍研究所、BAEシステムズ、レイドス、およびVerusResearchが共同で開発し、新しいタイプの空軍基地対群れ脅威兵器を開発しました。

2021年2月、米陸軍迅速能力・重要技術局はTHORプログラムに署名し、米空軍と協力して2024年頃に防火高出力マイクロ波システムを提供し、小隊に装備する予定です。 2021年7月、米空軍研究所は「ミョルニル」と呼ばれる新たな高出力マイクロ波兵器システムのプロトタイプを開発する計画を明らかにした。 Mjolnir は基本的に THOR と同じ技術を使用しますが、機能、信頼性、製造の面で異なり、画期的なものになります。

レオニダス対電子システム

陸上ベースのオナイダシステム。

アメリカの企業エピラスは2020年に陸上型の「オニダス」システムを立ち上げ、世界初の小型高出力マイクロ波システムであると主張した。エピラスは、個人の兵士、地上移動用、ドローン搭載型、船舶搭載型向けの一連の高出力マイクロ波兵器の開発を含む、さまざまなミッション要件に対応するためにシステムの機能を拡張しています。 2021年10月、米国のジェネラル・ダイナミクス・ランド・システムズは、ドローンや群れなどの電子脅威から防御し、米陸軍の短距離防空能力を強化するため、ストライカー車両やその他の有人/無人地上車両に「オナイダス」対電子システムを統合するためにエピラスと協力関係を結んだ。

MORFIUS システム

MORFIUS システム。

MORFIUS システムは、ロッキード・マーティンがドローンや航空機の群れに対抗するために特別に設計・開発した、再利用可能な高出力マイクロ波迎撃装置です。このシステムは、地上や車両などに損傷を与えることなく、空中で複数のドローンを一度に破壊することができます。このシステムは階層型防御をサポートしており、オープンインターフェースを通じてあらゆるコマンドおよび制御ネットワークに統合できます。報道によると、MORFIUS は 2018 年以降 15 回以上のテスト活動を実施しており、今後もエンドツーエンドの機能を実証するためにさらに多くのテストを実施していく予定です。

さらに、ロシアは10年近くマイクロ波兵器の分野に深く関わってきました。 2014年、ロシアの無線電子技術グループ（KRET）は、クラスーハシリーズの電子戦兵器を開発しました。その中で、クラスーハ4システムは、同シリーズの最新の高出力マイクロ波妨害システムです。車載型のクラスーハ4システムは、米国のE-8C戦場監視機、プレデター無人偵察攻撃機、グローバルホーク無人戦略偵察機に対抗できる能力がある。ロシアの各軍管区には通常2つの独立した電子戦中隊があり、そのうちの1つはクラスーハシステムを装備していると伝えられている。

ロシアの電子戦兵器「クラスーハ」シリーズ。

マイクロ波兵器の今後の開発方向

要約すると、高出力マイクロ波は、光速攻撃、強力なエリアキル能力、高い費用対効果などの利点により、ドローンとそのクラスターに対抗する効果的な手段となるでしょう。調査と分析を通じて、将来の技術と設備の主な発展傾向は次のとおりです。

1) 技術的な観点から、マイクロ波システムのエネルギー変換効率をさらに向上させることが急務となっている。現在、高出力マイクロ波兵器の試作品は、一般的に、攻撃範囲が限られている、機動性が低い、反応速度が遅いなどの欠点がある。問題の鍵は、高出力マイクロ波発生システムが比較的大きくてかさばることです。その根本的な理由は、マイクロ波システムのエネルギー変換効率が低いことです。

2) 装備開発の観点からは、兵器システムの軽量化、小型化、モジュール化が次の開発方向となる。将来の戦争におけるさまざまな戦闘環境や戦闘任務に適応する必要性を考慮すると、マイクロ波兵器と装備は、陸上、海上、空中などのさまざまな空母プラットフォームに適応し、ドローンや群集システムに対する多次元攻撃を実現できる必要があります。このため、システムには軽量、小型、柔軟な組み合わせという特性が求められます。

3) システム機能の観点から見ると、インテリジェンス、多機能性、プラットフォーム連携が今後の発展方向となる。ドローンシステムのインテリジェンス機能とステルス機能が向上し続けるにつれて、マイクロ波兵器システムがターゲットをインテリジェントかつ迅速に識別することがますます重要になっています。同時に、迅速な防御を実現するために、システムには探知・追跡、早期警戒、操縦、照準、発射などの複数の機能も求められます。これには、マイクロ波兵器システム自体の統合レベルを向上させるだけでなく、その利点を最大限に引き出すために空母プラットフォームとの連携使用も必要です。

参考文献

[1] 趙紅燕、周立。海外の高出力マイクロ波兵器の開発に関する研究。航空兵器、2023年、30(4):42-48

[2] Ling Junpu、Wang Lei、Pi Mingyao、他。米国の対UAV高出力マイクロ波技術の研究状況とその影響。国防科学技術、2023年、44(3): 74-80

[3] 黄明瑞、趙国林、潘暁東ほか。海外の対UAV群研究の現状と開発動向。船舶電子工学、2023年、43(7):1-3

[4] MoRFIUS：ロッキード・マーティン社製の空中HPM対UAS資産。 https://www.edrmagazine.eu/morfius-an-airborne-hpm-counter-uas-asset-by-lockheed-martin

この記事は科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けています

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司

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