防衛装備庁、新戦闘機「F-3」用AESAレーダーを公開
『TokyoExpress 2018-11-24 “空自次期戦闘機「F-3」、2025年の初飛行なるか”』などで紹介してきたように、防衛省では[F-3]に関わる技術について少しずつ公開してきた。すなわち大推力エンジン技術、ネットワーク戦闘技術、大型ウエポンベイ技術、その他である。今回明らかになったのは「高出力小型レーダー技術」の中身、新しい「AESA (active electronically scanned array)」レーダーである。
図１：(防衛装備庁/Aviation Week Colin Throm) 防衛装備庁公表の「26 DMU」に説明を追加した図。「F-3」は、これを基本にして、開発中の関連技術を搭載した機体となる予定。
公開された新AESAレーダー・アンテナは、三菱電機が製造しF-2戦闘機に搭載されているJ/APG-2レーダー・アンテナとほとんど同じ形、サイズで、F-2に取付け試験されるようだ。
防衛装備庁は、これを11月28-30日に開催された東京国際航空宇宙展で展示した。展示されたレーダーは、本物の高出力AESAレーダーで、最新のセンサー・システムと一体化した構造になっている。センサー部分は液冷システムで発熱を防いでいること、半導体素子は窒化ガリウム(Ga N = Gallium-Nitride )素子であること、以外の詳細は明らかにされていない。
防衛省では新戦闘機の開発を2019年3月末までに、国内での独自開発か外国他社の協力を得て開発するかを決めたいとし、2030年代の配備を目指している。
今回航空宇宙展で展示したレーダーは、F-2戦闘機にそのまま搭載可能な形状で、F-3搭載を目的とした技術実証モデルと考えられる。
アンテナ面は幅およそ74 cmで、裏面には冷却液を送るチューブが付いている。専門家の意見では、F-16やそれを改造したF-2などの小型戦闘機ではレーダーに冷却液を送るのはかなり難しい。冷却剤は可燃性なのでチューブはパイロットから離す必要があるためだ。その点F-3はF-22ラプター戦闘機より大型になる予定なので大きな障害にはならない。
展示されたレーダーの背面には”500 hr ”と記入してあり、恐らくこのAESAレーダーは地上試験装置で500時間の試験運転を完了したものと考えられる。
図２：（防衛省）展示されたAESAレーダーはF-2搭載可能な大きさである。しかしアンテナ面の背後に組み込まれるプロセッサーは、F-2に搭載されている[J/APG-2]（図３）よりかなり小型になっているようだ。
図３：（防衛省）F-2用三菱電機製[J/APG-2]レーダー（Ga N素子モジュール使用）は、撃ち放し能力を持つ[99式対空誘導弾改(AAM-4B)]が使えるよう探知距離を百数十kmに伸ばしている。アンテナ面には多数の小さい送受信素子(T/Rユニット)が並んでいる。小型ながら米海軍のF/A-18用レイセオン製[APG-79]AESAレーダー（Ga As素子モジュール使用）に匹敵する性能を持つ。
実際のレーダーはこの1.5倍ほどの大きさとなり、敵レーダー電波の反射を少なくするため傾けて取り付けられることになる。
何れにしても実証モデルと実際のアンテナとの間に大きな差はない。特に送受信素子(T/R Unit = transmitter/receiver module/unit)の外形を示すアンテナの外周の形は変わらない筈だ。試作レーダーのアンテナ面はカバーに覆われているので、送受信素子は見えない。送受信素子は、一つ一つが小型レーダーで、電子ビームは電子的にコントロールされ、同一方向に高速でスキャンされ、目標を探査する。
このレーダーが使っている窒化ガリウム(Ga N)半導体製送受信素子は、高出力で低ノイズ、従って目標探知距離が長い。我が国では2010年ごろから護衛艦やF-2戦闘機に採用されている。最近では日英共同開発の長距離空対空ミサイルMDBAメテオール(Meteor)のシーカーに採用が決まっている。
F-2には、かつて三菱電機製AESAレーダー[J/APG-1 ]が使われたが問題が生じたため、6年前から同社製の改良型J/APG-2 AESAレーダーに換装されている。従って、これが今回さらに更新されるとは考えられない。
しかし同じ空自のF-15のレーダー換装に使われる可能性はある。F-15用の最新型レーダーはレイセオン(Raytheon)製APG-63(V)3 AESAレーダーで、米空軍のF-15は性能向上策の一つとして採用が進んでいる。しかし、APG-63(V)3は従来型のガリウム・砒素(Ga As= Gallium -Arsenide)半導体素子を使っている。
방위 장비쵸, 신전투기 「F-3」용 AESA 레이더-를 공개
「TokyoExpress 2018-11-24 “타카시 차기 전투기 「F-3」, 2025년의 첫비행 될까”」등에서 소개해 온 것처럼, 방위성에서는[F-3]에 관련되는 기술에 대해 조금씩 공개해 왔다.즉 대추진력 엔진 기술, 네트워크 전투 기술, 대형 웨폰 베이 기술, 그 외이다.이번 밝혀진 것은 「고출력 소형 레이더-기술」의 내용, 새로운 「AESA (active electronically scanned array)」레이더-이다.
도 1：(방위 장비청/Aviation Week Colin Throm) 방위 장비청공표의 「26 DMU」에 설명을 추가한 그림.「F-3」은, 이것 을 기본으로 하고, 개발중의 관련 기술을 탑재한 기체가 될 예정.
공개된 신AESA 레이더-·안테나는, 미츠비시 전기가 제조해 F-2 전투기에 탑재되고 있는 J/APG-2 레이더-·안테나와 거의 같은 형태, 사이즈로, F-2에 부착 시험되는 것 같다.
방위 장비청은, 이것을 11월28-30일에 개최된 도쿄 국제 항공 우주전으로 전시했다.전시된 레이더-는, 진짜 고출력 AESA 레이더-로, 최신의 센서·시스템과 일체화한 구조가 되어 있다.센서 부분은 액랭 시스템으로 발열을 막고 있는 것, 반도체소자는 질화 갈륨(Ga N = Gallium-Nitride ) 소자인 것, 이외의 자세한 것은 분명하지 않다.
이번 항공 우주전으로 전시한 레이더-는, F-2 전투기에 그대로 탑재 가능한 형상으로, F-3 탑재를 목적으로 한 기술 실증 모델이라고 생각할 수 있다.
안테나면은 폭 대략 74 cm로, 이면에는 냉각액을 보내는 튜브가 붙어 있다.전문가의 의견으로는, F-16이나 그것을 개조한 F-2등의 소형 전투기에서는 레이더-에 냉각액을 보내는 것은 꽤 어렵다.냉각제는 가연성이므로 튜브는 파일럿으로부터 떼어 놓을 필요가 있다 유익이다.그 점 F-3은 F-22 라프타 전투기보다 대형이 될 예정이므로 큰 장해는 되지 않는다.
전시된 레이더-의 배면에는”500 hr ”라고 기입되어 있어, 아마 이 AESA 레이더-는 지상 시험 장치로 500시간의 시험 운전을 완료한 것이라고 생각할 수 있다.
도 2：(방위성) 전시된 AESA 레이더-는 F-2 탑재 가능한 크기이다.그러나 안테나면의 배후에 짜넣어지는 프로세서는, F-2에 탑재되고 있는[J/APG-2](그림 3)보다 꽤 소형으로 되어 있는 것 같다.
도 3：(방위성) F-2용 미츠비시 전기제[J/APG-2]레이더-(Ga N소자 모듈 사용)는, 공격해 놓아 능력을 가지는[99식 대공 유도탄개(AAM-4B)]를 사용할 수 있도록(듯이) 탐지 거리를 백 수십 km에 늘리고 있다.안테나면에는 다수가 작은 송수신 소자(T/R유닛)가 줄지어 있다.소형이면서 미 해군의 F/A-18용 레이세온제[APG-79]AESA 레이더-(Ga As소자 모듈 사용)에 필적하는 성능을 가진다.
실제의 레이더-는 이 1.5배 정도의 크기가 되어, 적레이더-전파의 반사를 줄이기 위해 기울여서 장착되게 된다.
어느 쪽으로 해도 실증 모델과 실제의 안테나와의 사이에 큰 차이는 없다.특히 송수신 소자(T/R Unit = transmitter/receiver module/unit)의 외형을 나타내는 안테나의 외주의 형태는 변하지 않는 괄이다.시작 레이더-의 안테나면은 커버에 덮여 있으므로, 송수신 소자는 안보인다.송수신 소자는, 하나하나가 소형 레이더-로, 전자빔은 전자적으로 컨트롤 되어 동일 방향으로 고속으로 스캔 되어 목표를 탐사한다.
이 레이더-가 사용하고 있는 질화 갈륨(Ga N) 반도체제 송수신 소자는, 고출력으로 저노이즈, 따라서 목표 탐지 거리가 길다.우리 나라에서는 2010년즈음부터 호위함이나 F-2 전투기에 채용되고 있다.최근에는 일영 공동 개발의 장거리 공대공 미사일 MDBA 메테오르(Meteor)의 시카에 채용이 정해져 있다.
F-2에는, 일찌기 미츠비시 전기제 AESA 레이더-[J/APG-1 ]가 사용되었지만 문제가 생겼기 때문에, 6년 전부터 동사제의 개량형 J/APG-2 AESA 레이더-에 환장 되고 있다.따라서, 이것이 이번 한층 더 갱신된다고는 생각할 수 없다.