ミサイル

戦闘機が積んでいるIRHのミサイルのうち一番強いのはどれなのか。そもそも何をもって「強い」というかによるという話ではあるのだが、データ的には、という話をしておこうと思う。

そもそも、強いミサイルとは何か。やはり重要なのは「当たるかどうか」だろう。これにはいくつかの項目がかかわってくる。ミサイルの運動性能・フレアへの耐性・飛行速度と距離、の三つだ。ミサイルの運動性能と射程はゲーム内で表示されているのでわかると思う。フレアへの耐性は何で決まるのかというと、シーカーのFOVとフレアに対するロックオン距離だ。シーカーのFOVが広ければそれだけフレアを検知してしまいやすい。そして、フレアに対するロックオン距離が長ければフレアを見つけたときに追ってしまいやすいことになる。
これらを見てみると、
ミサイルの運動性能：R-60・R.550（30G）/AIM-9J/P・SRAAM（20G）
ミサイルの射程*13：AIM-9J/P（18km）/R.550（10km）/R-60（8km）/SRAAM（2km）
ミサイルの最高度：R.550（マッハ2.7）/AIM-9J/P・R-60（マッハ2.5）/SRAAM（マッハ2.4)
シーカーのFOV：AIM-9J/P・R.550（2.5°）/R-60・SRAAM（5°）
フレアに対するロックオン距離と後方象限のロックオン距離の差*14：AIM-9J/P・R.550 （1100m）/R-60 （1000m）/SRAAM（0m）
となる。
これを見てもらってどうだろうか。個人的には最高速度が速く、射程もそこそこあり、運動性能が高く、シーカーの性能もいいR.550が最強だと思うのだが残念ながら筆者は持っていない。

まずは必要なキーを割り当てよう、ABでは特に必要ないが、RB/SBでは、ミサイルの安全装置を解除→射撃という手順を踏む。
マウスやキーボードなど、操作しやすい場所にキーを割り振ろう。コントロール→武装→ミサイルの安全装置が当該項目。空対地ミサイル用の割り当てもあるので、誤割り当てしないように注意。

割り当てが終わっただろうか？
そうしたらまずは、「ミサイルの安全装置の解除」をしよう。各国のIRHミサイルは基本的に解除中は〇が長い周期で点滅し、ロックオン可能になると〇が短い周期で点滅、ピーというトーンが聞こえるようになる。こうするとシーカーが起動し、熱源を捉える準備ができたことを表す。

つぎに、敵機を中心の〇に入れよう。うまく入ると〇に変化し、ピーという音が聞こえるはずだ。これでミサイルのシーカーが敵を補足し、いつでも射撃できるようになった。

後はミサイルを射撃する。「空対空ミサイルを発射」キー入力でミサイルが発射され、目標に向かって全自動で飛んでいく。この間は後述するSARHミサイルのようにレーダーにとらえておく必要はなく、回避行動をとってもミサイルが明後日の方向に飛んでいくことはない。

まずは敵機をレーダーで捕捉しよう。IFFがあれば敵や味方の識別ができるが、ない機体ではそうもいかない。誤ロックオンには気を付けたい。また、当然ではあるが山や谷地の陰、構造物の陰にあるものはレーダーには映らない。

上記画像を見てほしい。敵機をレーダーで捕捉できているのがわかるだろうか*17。この場合は距離を分かりやすく表示するBスコープモードで、伏せ図*18で見ている。緑の四角のレーダースコープの上部であれば距離があり、下部に近づくほど敵機が近いことを表している。
さて、この状態にまで来たらACQモードで敵をロックオンしよう*19。ACQモードにはIFFの概念はなく、付近に味方機がいたり、敵機との間にいたりするとそちらをロックオンしてしまうこともある。時と場合によってはACMモードで対応したり、いったんロックオンを解除したりして、味方機にロックオンが吸われないように対応しよう。

無事ロックオンできただろうか。ロックオンすると自動的にTRKモードに移行する。この状態になると、敵機にRWRがある場合ロックオンされたことを示すブザーやアラームが鳴り響いている。自機のレーダーも自動的に敵を追尾しており、機体にもよるがその間は捜索はおろか他の機体のロックオンはできない。
また、SARHの特性上、命中するまでこの状態を維持せねばならず、例えば敵機が遮蔽物の陰に隠れたり、非パルスドップラーレーダー（以下非PD）の機体であればグラウンドクラッターでかき消されたりするとロックオンが外れてしまう。マップによっては非常にフラットな造形の時があり、その時であれば50km先の目標を補足することもできる。
ロックオン後は、ミサイルの安全装置の解除をして発射することになるのだが、相対速度や高度によってはミサイルのシーカーがロックオンできていないこともある。下記画像を見てほしい。F-4EJ改、7Eスパローの場合。下記画像右側のように、◎になっていれば、シーカーが目標を補足し、距離的にも速度的にも命中を見込める状態。逆に、右側のような〇の場合、シーカーが目標を捉えられていないか、距離や速度的に命中を期待できない状態。この状態で撃ってもミサイルは自爆するか途中で失速する。その場合はあきらめて別のターゲットを探すか、速度や距離を稼いで発射しよう。

以上が詳細な手順となる。AIM-9サイドワインダーやR-60エイフィドのようにロックオンして発射するだけではなく、レーダーでロックオンしなければならないため、一つ手間が増えるが、うまくいけば20km先の敵機にも命中を見込める強力な兵器のため、ぜひ使いこなしてもらいたい。武運長久を願う。

基本的にはSARHと同じなので
[添付]
。
[添付]
。
[添付]
以上が詳細な手順となる。

mesh：ミサイルの3Dモデルの名前
WdK：3つの要素を持つ配列変数で、それぞれx,y,z軸の回転安定性を示す。高いほうが安定し、0に近いほど不安定になる*20
CxK：x方向*21の空気抵抗係数*22
force：ロケットモーターの推力
timefire：ロケットモーターの点火時間
hasProximityFuse：近接信管の有無
useStartSpeed：発射時に母機の速度を参照するかどうか
startSpeed：初速
endSpeed：終末速度
timeLife：ミサイルの飛行時間（自爆までの時間）
machMax：ミサイルの限界速度
loadFactorMax：機動限界G（表記上の数字であって実際の性能には関係ない）

guidance : ミサイルの誘導性能を設定するグループ
warmUpTime：シーカーの起動にかかる時間
workTime：シーカーの作動時間
uncageBeforeLaunch：シーカーが可動するかどうか

irseeker:赤外線ミサイルのシーカー性能を設定するグループ
rangeBand0：後方象限のロックオン可能距離
rangeBand1：前方象限のロックオン可能距離
ちなみに、アフターバーナー・側面・全面それぞれに熱量に対する倍率が設定されており、それに従って変化する模様
rangeBand2：フレアに対するロックオン可能距離
rangeBand3：IRCMに反応する距離
rangeBand6：DIRCMに反応する距離
rangeMax：不明
fov：シーカーの視野角　狭いほどフレアなどに引っかかりにくい
gateWidth：FOV式IRCCM作動時のFOV
minAngleToSun：太陽に吸われる角度
lockAngleMax：発射前のシーカーの移動可能範囲
angleMax：シーカーの首振り角（飛翔中の目標に対する最大角度）
rateMax：シーカーの作動速度
"designationSourceTypeMask": 2：これが設定されているとレーダー連動ができる（0や1だとどうなるのか要研究）

radarSeeker：レーダーシーカーの性能を設定するグループ
band：ゲーム内の電磁波の種類　上にある通り赤外線は0~2である
sideLobesAttenuation：
lockAngleMax：発射前のシーカーの移動可能範囲
angleMax：シーカーの首振り角
rateMax：シーカーの作動速度
prolongationTimeMax：
"designationSourceTypeMask": 2：IRの方と同じと思われる
transmitter：直訳すると送信機
power：送信出力？（レーダーに定義されているわけではないのか？）
angleHalfSens：
sideLobesSensitivity：

receiver：受信機
rcs：レーダー反射断面積。おそらくは誘導に必要なRCSを定義している？
range：シーカーの実用受信可能距離
rangeMax：シーカーの最大受信可能距離
antenna：
angleHalfSens：受信アンテナのfov
sideLobesSensitivity：高い方が低空でロックしやすくなる

distance : 目標との距離を用いて地上反射波をフィルタリングするシステム
「視界の中に敵と同じ距離の地面がある」状態では発射が難しい
つまり高度を上げるか、下から上に向けて発射する必要がある
ステータスカードには「pulse」と表示される
presents
minValue
maxValue
width
signalWidthMin
refWidth

dopplerSpeed：目標との相対速度を用いて地上反射波をフィルタリングするシステム　
ヘッドオン時に限り低空や超長距離でもロックが可能
「敵と同じ速度でこちらに移動している見方」がいると、そちらに流れて誤射になってしまうことがあるので注意
ステータスカードには「CW」と表示される

presents：
minValue：
maxValue：
width：
signalWidthMin：
refWidth：
dopplerSpeedGateSearchRange：
}}
※（おそらく）の記述は内部データを確認していないが、テストフライトなどでほぼ確実と思われるもの。

1.射程内にある敵戦車を視認できる位置まで移動する。目安としては、近い方のスポーンヘリパッドから真上に上昇すれば概ね拠点に向かっている敵戦車を射撃可能。
2.視点変更キーを使い（デフォルトではVキー）、銃手カメラの視点に変更する。そもそもサーマルカメラしかないAH-1Z以外は、Yキーでメニューを開いて、熱線暗視装置をオンにするとよい（デフォルトでは7→5）。
3.敵戦車を発見したら、照準をあわせて「視界の安定化」キーを押す*25。戦車が□で囲まれればロックオンできている。
4.ミサイル発射キーを押し、着弾までロックオンを維持する。基本的にこちらから見て物陰に隠れられる・ミサイルの誘導可能圏の外に退避される・発煙を炊くなどして戦車を確認できなくされるとロックオンは外れるが、稀に複数の戦車や「生きてる戦車とキルされた残骸」が近接すると勝手に外れてしまうことがある。この場合はもう一度「視界の安定化」キーを押すとレーザーポインターの照射位置をマウスで動かせるようになるため、疑似的なSACLOSに切り替えて照準すれば命中を狙える。　左上に表示されている、ミサイルの残り弾数の横に[10]みたいに着弾までの残り秒数が表示されるので目安にするとよい。

• Mass: [kg](ミサイルの搭載時の重量)
• Mass at end of booster burn: [kg]（ブースター燃焼完了後のミサイルの重量）
• Mass at end of sustainer burn: [kg]（巡行用ブースター燃焼完了後のミサイルの重量*26
• Calibre: [mm]（ミサイルの直径）
• Length: [m]（ミサイルの全長）
• Distance between center of mass and the stabilisers:（ミサイルの重心と安定翼間の距離）*27

• Force exerted by booster: [N]（ブースターの推進力）
• Burn time of booster: [s]（ブースターの燃焼時間）
• Raw acceleration at ignition[m/s^2]（ブースター点火時の加速度）
• Specific impulse of booster: [s]（ブースターの比推力）
• ΔV of booster: [m/s]（メインブースターだけで現在の速度(母機の速度)から何m/sまで加速できるか）
• Booster start delay: [s]（ブースターの点火ラグ）
• Force exerted by sustainer: [N]（巡行用ブースターの推進力）
• Burn time of sustainer: [s]（巡行用ブースターの燃焼時間）
• Specific impulse of sustainer: [s]（巡行用ブースターの比推力）
• ΔV of sustainer: [m/s]（巡航ブースターだけで現在の速度(メインブースターが燃え終わった時の速度)から何m/sまで加速できるか）
• Total ΔV: [m/s]（総合的な速度の変化量）

• Explosive mass: [kg of TNT equivalent]（TNT換算した時の弾頭の爆薬の量）
• Proximity fuse:（近接信管の有無）
• Proximity fuse range: [m]（近接信管の作動範囲）
• Proximity fuse shell detection (80-200 mm):（近接信管が他のミサイルや砲弾に対して作動するかどうか）
• Proximity fuse delay: [s]（近接信管の遅延時間。発射してからこの秒数は近接信管が作動しないので、目の前の敵に激突する勢いで発射してもこの秒数以内ならすっぽ抜けてしまう）

SARHでは近接信管の作動する距離も炸薬量も様々である。
理論的には近接信管の作動距離が2倍になったときに同じ確殺力を得るためには、縦横高さそれぞれ2倍の火球を作るような炸薬量(=合計8倍)が必要になると考えられる。
つまり、近接信管距離と炸薬量の1/3乗が比例していれば同じ確殺力と言えそうである。
というのをグラフ化してみたのが以下である。

斜めの線は近接信管距離と炸薬量1/3乗の比率が1,2,4の線である。
これを見るとAIM-54系は近接信管の作動距離トップの上に確殺力もトップクラス、確殺力だけ見ればR-27系やAIM-7Cも同程度のところにいると言える。
一方でSkyflash系列はコメントでも噂されている通り、ダントツの確殺力の低さを誇る。
AIM-9CはSkyflashに近い確殺力の低さということになるが、体感ではそこまでではないのは近接信管の作動距離が機体サイズに近くなっているせいであろうか。
アップデートで近接信管の距離と炸薬量が同時に変更された際などは、ぜひ近接信管の距離と炸薬量の1/3乗との関係がどうなったかに着目してみよう。

• Guidance type:（誘導方法*28）
• Guidance start delay: [s]（誘導を始めるまでの遅延時間）
• Guidance duration: [s]（誘導可能時間）
• Seeker warm up time: [s]（シーカーの起動までにかかる時間）
• Seeker search duration: [s]（シーカー起動後何秒間起動し続けるか）
• Field of view: [degrees]（シーカーの視野角。ミサイルシーカーを起動したときにコックピットから見れる小丸のサイズ。小さいとフレアに釣られにくい）
• Gimbal limit: [degrees]（シーカーのジンバルの限界角度。ミサイルシーカーを起動したときにコックピットから見れる大丸のサイズ）
• Track rate: [degrees/second]（トラックレート）
• Uncaged seeker before launch:（射撃前にシーカーを解除できるか）
• Maximum lock angle before launch: [degrees]（最大ロックオン角度）
• Minimum angle of incidence of the seeker to the Sun for it to not capture the Sun: [degrees]（シーカーの太陽に対する最小入射角*29）
• Lock-on range from rear-aspect: [km]、Lock-on range from all-aspect: [km]（ロックオンできる距離）
• Flare and IRCM detection range: [km]（フレアやIRCMの探知距離）
• DIRCM detection range: [km]（DIRCMの探知距離）
• Head-on lock-on range against afterburning target: [km]（ヘッドオン時の、アフターバーナーを使用している敵のロックオン距離）
• Maximum break lock time: [s]（最大ブレークロック時間。ロックオンが外れてからこの秒数までは自爆せずに飛び続け、この時間内に再ロックすれば誘導が継続される）
• Can be slaved to radar:（レーダースレーブ可能か）
• Proportional navigation multiplier: (affects how far ahead it attempts to lead)（比例航法の倍率。値が大きくなるとより敵機の前方に飛ぶようになる）
• Base indicated air speed: [m/s]（基準指示対気速度）
• PID proportional term:（PID制御の比例項。大きいとクイックに最適軌道に乗るが、大きすぎると実装初期のAIM-9Lのように行き過ぎて戻るS字軌道となる（専門用語ではリンギング。詳細はWikipediaのPID制御を参照）
• PID integral term:（PID制御の積分項。）
• PID integral term limit:（PID制御の積分項の飽和対策項）
• PID derivative term:（PID制御の微分項）

• Maximum fin angle of attack: [degrees]（最大フィン旋回角度。おそらくMAX Gが出せないような低速での旋回半径に関係する）
• Maximum fin lateral acceleration:（フィンの最大横加速度）
• Wing area multiplier:（翼面積の倍率）
• Start speed: [m/s]（飛行開始速度）
• Maximum speed: [m/s]（最大速度）
• Maximum statcard (useless) speed: [Mach]（最大マッハ数。スタットカードに書いてあるだけの値で、実際のゲーム内の挙動に影響しない。)
• Maximum statcard (useless) launch range: [km]（最大射程範囲。スタットカードに書いてあるだけの値で、実際のゲーム内の挙動に影響しない。）
• Flight time until guidance starts (delay): [s]（誘導開始されるまでの遅延時間）
• Flight time when pull limit reaches 40%: [s] (発射してからMax Gの40%のGで曲がれるようになるまでの時間
• Flight time when pull limit reaches 100%: [s] (発射してからMax Gで曲がれるようになるまでの時間）
• Minimum range: [m]（最低射程範囲）
• Maximum (flight) range: [km]（最大飛行距離）
• Maximum G-load: [G]（最大旋回G）
• Maximum statcard (useless) G-load: [G]（使用時最大旋回Gスタットカードに書いてあるだけの値で、実際のゲーム内の挙動に影響しない。)
• Thrust vectoring:（スラストベクタリング*30の有無）
• Thrust vectoring angle: [degrees]（スラストベクタリングの最大角度）

まずはAIM-7Fを題材に基礎的なデータを見ていこう。
まずはエンジンの燃焼の仕方である。
Engine propertiesから、Force exerted by booster, Burn time of booster, Booster start delay, Force exerted by sustainer, Burn time of sustainerの値から、下の図の「AIM-7Fのブースター出力」のグラフが作れる。
また、上の値のうち時間関係のものとPhysical propertiesからMass, Mass at end of booster burn, Mass at end of sustainer burnの3つの重量から下の図の「AIM-7Fの質量」のグラフが作れる。

AIM-7Fはメインブースターでぐっと加速して、サステナーブースターで最高速度を維持するタイプのミサイルである。そしてそれぞれのブースターは燃えていくうちに時々刻々と軽くなっていく。
ブースターの燃焼が終わればあとはグライダーのごとく滑空しながら飛んでいき、発射後75秒(Guidance propertiesのGuidance duration)たてば自爆する。
プレイヤーとしてはそんなことはどうでもよく、まずは射程が知りたいだろうが、射程を知るには速度を知らねばならず、速度を知るためには発射機の速度と加速度を知らないとならない。
そこでまずは加速度から考えていこう。加速度を考えるためには高校くらいで習うニュートンの運動方程式を見なければならない。

上の式は物体の瞬間的な加速度を知るためにある。aが知りたくて、mは先程グラフで出したばかりである。あとはFが分かればよい。
Fについては[ブースター出力]-[空気抵抗]で求められるが、まあ計算が面倒くさいのでまずは「摩擦は無視するものとする」でいこう。
空気抵抗を無視しなければどうなるかは後で考察をするが、空気抵抗を無視すると計算がし易いし、そこを基点として空気抵抗を入れればどういう影響が出そうかわかっていれば十分である。

メインブースターが点火した瞬間はまだミサイルの質量は発射した瞬間と同じく Massの値(231.33 kg)である。メインブースター出力は26940 Nなので、単純に割り算すれば点火した瞬間の加速度が116.46 m/s^2とわかる(Raw acceleration at ignition)。
この値は、もしこのままの加速度を維持すれば1秒後には速度が116.46 m/s増える(時速にすると+420kphくらい)というとてつもない数字である。
維持すれば、と書いたが、ミサイルは時々刻々と重量が軽くなって行くのである。同じブースター出力でも軽くなっていくにつれ加速度も上がる。0.1秒後の加速度は116.88 m/s^2となっている。
じゃあメインブースターが燃え尽きる頃にはどうなっているのか……というのは本来積分を使って求めなければいけないのだが、ミサイルデータシートの作者がすでに計算してくれていて、これがΔVである。
下図は筆者がエクセルで空気抵抗無視、母機速度0の状態でのミサイル速度を計算したものだが、データシート記載のΔVの値とほぼ一致しているのがわかるだろう。

さて、空気抵抗を入れればどうなるかである。
空気抵抗は超ざっくりとWikipedia先生から引っ張ってくると以下の通り。ρは高度でかわり、高度8000mでは0.52程度までさがる。Vは発射母機の速度でスタートし、ブースターで加速した分だけ早くなる。Sは代表面積だが概ね前から見た面積を使うことが多いので、Physical propertiesからミサイル直径(Calibre）から、直径^2*π/4で計算してしまおう。Cdに当たる数値はおそらくデータマインから拾えるCxkと呼ばれる数値だと言われているが、WT内部で別の謎係数を掛けて使っているらしく、我々が正確に計算することはできない。

このような感じで空気抵抗は計算されるのだが、上の方で出した加速度の式で分かる通り、空気抵抗もミサイルの質量mで割られた形で加速度に影響を与える。
ということは同じ空気抵抗なら重いミサイルのほうが空気抵抗の影響は少ない。逆にR-60のような極端に軽いミサイルは空気抵抗の影響が大きい。

AIM-7Fで空気抵抗の影響を入れて母機の速度は1000kph(TAS)と仮定して計算すると以下のようになる*31

メインブースターで加速しきったあと、サステナーブースターで速度の減少を抑えて、それが終わってから本格的に滑空を始めている。

射程については、敵機とミサイルとの相対速度の積分で求められる。わかりやすく言えば、20秒掛けて届く距離というのは速度のグラフを20秒で打ち切って、区切られた部分の面積を数えればよい。

グラフのスタート地点は母機速度1000kphである。コレが500kphならグラフの赤線全体が下に下がってしまい、そうするとグラフで囲んだ面積＝到達距離がグンと目減りしてしまう。これが長射程でミサイルを撃つためには自機の速度を稼げと言われる由来である。

また、AIM-7Fを想定して敵機の速度をマイナス（近づいてくる方向)で書いたが、敵機の後方から撃つ場合はこの緑線はプラス側になり、敵機の側方(もしくは後ろ上方)から撃つときはゼロ付近に書くことになるだろう。
これがA-10の後方からミサイルを撃つと遠くからでもよく当たり、F-104の後方から撃つと1kmですら届かなくなり、AIM-9JのΔVがAIM-9Bとほぼ変わらないのに後ろ上方から撃つことができ射程が長くなったように感じる理由である。

最後に速度の積分値＝射程を計算したグラフを示す。

海抜0mで24km届くことになっているが、これは速度が落ちてヘロヘロになったミサイルに勝手に敵機が突っ込んできてくれる分で伸びているだけであるのであまり信じないように。
実際のところ信用できるのはちゃんとミサイルが速度を持っている間、つまりサステナーブースターが燃え尽きて数秒くらいだろう。