2013年10月30日水曜日

防衛技術シンポジウム2013 軽量戦闘車両システム

展示品は無い、ポスターセッションで紹介されていた研究ですが、なかなか興味深かったのでご紹介します。


軽量戦闘車両システムは、軽量コンパクトかつ多様な事態に対処する戦闘車両シリーズで、下記のような共通特徴があります。
  • 火砲型、耐爆型の2種
  • いずれも重量約15トンで、C-2輸送機に2両搭載可能。
  • インホイールモーター採用で、各タイヤが独立し動作。





火砲型に搭載される低反動砲は来年度から試験を行うようで、面白いのは、直接照準射撃・間接照準射撃の両方が可能ということで、ここらへん気になって色々聞いてみました。

まず、直接射撃/間接射撃の両方を行う火砲が今まで無かった理由について、運用面の問題か、技術的な問題かを尋ねた所、運用の問題からだろうという答えでした。直接照準と間接照準を分けた方が運用の効率が良かったのだろうと。しかし、輸送で制約があるような状況だと、2つの機能を1両にまとめているものも考えられるのではないか、ということでした。

肝心の口径は105ミリということで、機動戦闘車並で驚いたのですが、機動戦闘車の26トン8輪という構成に対し、軽量戦闘車両システムは15トン6輪とかなり重量、車体規模に開きがあります。この問題を解決するために、2重の駐退機(デュアルリコイル)の構成となっており、前方に従来型の駐退機、後方(というよりも基部)にも駐退機能を付けており、仰角を付けて発砲した場合、まず前方の駐退機が砲軸に沿った反動を受け止め、続いて後方・基部の駐退機が後方に下がることで、反動が足回りに行かないようにするそうです。後方に流す感じですね。




この反動を逃すシステムだと、砲塔が旋回出来ないんじゃないかと思って確認したら、360度旋回可能で、側方射撃も出来るとのことでした。砲塔そのものが動くかのようなニュアンスがありまして(この辺、ちょっと確認できませんでした)、この砲塔は完全な無人砲塔だそうです。オーバーヘッド砲塔の登場となるでしょうか。

火砲型の乗員が4名だったので、1名は装填手かと思っていたんですが、無人砲塔である以上、装填手は不要とのこと。この1名は、問題があった場合に対応する要員とのことでしたが、緊急時専属の乗員がいるとは考えにくかったので、この点はどうもよく分かりませんでした。研究品だから、なのかなあ。



つづいて、耐爆型です。こちらは兵員輸送車で、乗員は8名となっています。

いわゆる、V字型の底面をしており、地雷などの爆発の際、車体側面・上方に爆風を逃す仕組みになっていますが、この設計のためにインホイールモーターが採用されたのも大きいとのことです。

モーターが各駆動輪に別個で接続されているインホイールモーターは、機関からの動力伝達の為の軸やギアを必要とせず、設計の自由度が増します。車体底部を通る軸が一掃されたことで、V字型の底面にしやすくなったとのことでした。

また、インホイールモーターは、一つのタイヤが地雷でやられても、各タイヤにモーターがありますので、機動が継続できるという利点があります。地雷で軸ごとやられた場合、最悪動けなくなりますので、インホイールモーターは生存性向上でも利点があります。




これまでにシミュレーションを実施し、耐爆型が被爆時、乗員が天井に頭をぶつけて負傷する結果が出たため、天井高を上げたなどの改良が行われました。実車は平成27年度に制作され、試験されるとのことです。

軽量戦闘車両システムは、直接射撃と間接射撃を両方こなせるという点で、なかなか興味深い車両です。将来の戦闘車両開発に資する点も大きいと思うので、良い成果が残せるといいですね。


【関連書籍】




日本じゃなくて、ドイツ連邦軍の戦車開発ですが、軽量戦闘車両システムと同じ砲塔の実装法である、頭上砲について丸々1章割かれています。




戦車本ですが、これは歴史・機構・運用・現代の状況がコンパクトにまとまっており、戦闘車両そのものへの理解を深める良書だと思います。

防衛技術シンポジウム2013 RWSまとめ

防衛技術シンポジウム2013で展示されていたRWSについて、得られた情報、聞いた話をまとめてみました。


RWS外見

【陸幕からの要求事項】

・5.56mm、7.62mm、12.7mm機関銃、40mmてき弾銃を1つのプラットフォームで撃てること。

・小型の車両にも搭載可能なこと。


【要目】

・重量160kg(銃、弾薬未搭載で)

・5.56mm、7.62mm、12.7mm機関銃を搭載するプラットフォームと、40mmてき弾搭載のプラットフォームがある。機関銃とてき弾銃は構造が違いすぎて、共通プラットフォームでは無理だった。

・展示品は機関銃用。

・搭載センサーは光学、赤外線、レーザー測距儀。


【機能】

・視察モードは高視野角、射撃モードで高倍率ズーム。

・「自動追尾」では、指定されたターゲットに照準を合わせ続ける事が可能。マン・ターゲット、ハード・ターゲット双方で可能。

・機関銃はボルトの動作がRWSで可能(下写真の中央部分が動く)。40mmてき弾銃は人が操作する必要がある。

・揺動制御により、不整地走行中でも安定した射撃が可能。


写真中央部の物体がボルトを下げる

【操作】


・軽装甲車では後部座席に操作盤を搭載、操作する。

・RWSと操作盤間は有線操作。将来的には無線も検討(UGVへの搭載など)。

・表示部に物理ボタンは少なく、タッチパネルで操作。

・照準はジョイスティックで行う。

・ジョイスティックは精密操作に向かないが、車体の揺れなども考慮した結果採用。

・特に操作系に関して、陸幕より要求は無い。


表示盤

【その他】

・小型の車両にも積める事が要求だったので、軽装甲機動車で実験。他の装甲車両にも搭載可能。

・軽装甲機動車に搭載時、重量200キロ以上のモノを最上部に載せることについては、重心移動は5センチ程度で済むとのこと。

・陸幕からの要求で、最大で12.7mm機関銃を撃てるようにするために大型化したが、より小さい口径専用にすれば、小型軽量化は可能。

・陸幕から開発移行への要求はまだ無いが、装輪装甲車(改)の開発が来年度の予算要求でなされたので、それに合わせてRWS開発も要求があるかもしれない。96式40mmてき弾銃は、96式装輪装甲車とセットでの開発だったので、RWSもそうなるかもしれない。



2013年10月29日火曜日

防衛技術シンポジウム2013 全天候対応駆動システムの研究

この研究は、ヘリ全般への汎用性に優れた研究で、中々期待できるのではないかと感じました。
ちなみに、「全天候」と言いますが、対応しているのは強風だけで(もっとも悪天候は風強いですが)、「全天候」が付いたのは予算獲得上の措置だそうですw


発表要旨(PDF):全天候対応駆動システムの研究



ヘリの主要駆動系統(MDC)の研究

MDC概要
・エンジンの動力をロータ、補機に分配する
・単なるギアボックスだけではなく、ロータと胴体をつなぎ飛行荷重を支える役割を持つ
・ブレードの3軸運動により、操縦を実現
・運用自重の10%以上を占める


施策


揺動制御システム
・ロータ面傾斜を光学センサで計測し、制御することで高い安定性と操縦応答性を両立。
・従来:ローター面が変化→胴体運動のフィードバック
・揺動制御:ローター面が変化→ローター面のフィードバックによる迅速な振動制御(胴体運動分のロスが無い)

最適ロータ・ハブ
・複合材製ロータ・ハブにより、軽量化、長寿命化及びヒンジオフセットの最適化を図る。

スプリット・トルク型トランスミッション
・ギアの薄型化等によりトランスミッションの軽量化、薄型化及び部品点数の削減を図る。

内蔵型コントロール・システム
・コントロール・ロッドを大口径マスト内部に配置することでコンパクト化及び空気抵抗低減を図る。

複合材製大口径マスト
・大口径中空のマストにより、コントロール・ロッドを内蔵するとともにロータ・ハブに効率的な動力伝達を図る

以上の5施策ですが、発表の時間のかなりが揺動制御と最適ロータ・ハブに割かれていたと思います。
最適ロータハブ以降の説明部分は、要旨からのコピペです……。
ちょっと、自分には説明できるだけのヘリ構造知識に自信がないです。


この研究により、OH-1への適用を想定した場合、ローター位置が10%下がり、空気抵抗の減少につながったとの事です。
なお、別に現実のOH-1にこの技術を適用する、という話はありません。念のため。




揺動制御については、シミュレーターを陸自パイロットに操縦してもらい、15ktの風が吹く中でのホバリングを行ったところ(映像上映)、
従来型は大きく揺れていたのに対し、揺動制御システム搭載型は「あまり風が吹いていないようだ」とパイロットがコメントするほど安定していたそうです。
また、操縦応答性も向上し、レスポンス良くコースを飛行するなど(シミュレータ上ですが)のデモを見せています。

防衛技術シンポジウム 先進技術実証機&将来戦闘機機体構想

既に以前のシンポジウムでも展示されていた先進技術実証機のモデルですが、今回は研究発表にて一歩進んで将来戦闘機機体についての発表がありました。


写真撮影禁止だったので、発表要旨をマトメます。

将来戦闘機機体構想研究
→将来戦闘機(F-2後継、という話も)の目標設定に資する研究
戦術、戦域のシミュレーションを3Dデジタル・モックアップに反映。

従来戦闘:自分でロックオンして戦う。
将来戦闘:専用データリンクで射撃に必要なデータ共有。だれでも撃てる。

平成23年度に制作したデジタル・モックアップ(23MDU)
・先進技術実証機を基に作成。
・ミサイル並列(内装)、前方ステルス性
・機体形状は先進技術実証機とF-22の間の子のような感じ。直線的な印象を与える。

将来アビオニクスシステム(シミュレーション環境)を用いて、23MDUと従来戦闘機・ステルス戦闘機の戦闘をシミュレート。

結果1:従来機に対しては23MDU圧勝。従来戦闘機のセンサーでは、23MDUを探知追尾が困難。

結果2:ステルス戦闘機に対しては23MDUと互角。先進統合センサーによって、ステルス機を補足可能。


24MDU
・23MDUの結果を基に、運用者の意見・改善事項を反映。
・側方ステルス性、ミサイル縦列内装(搭載弾数増加)
・機体形状はYF-23のようななだらかな曲線形状。


分析結果
・センサ能力の向上:先進統合センサー
・攻撃能力:
・・ミサイル搭載数增加
・・統合火器管制
・・ミサイル誘導の全球覆域指定送信
・防御能力
・・上昇、加速、旋回能力の向上
・・ステルスとのトレードオフ

24MDUの結果を基に、25MDUに反映。

研究結果を航空自衛隊に提示し、将来戦闘機の仕様決定の資とする。

従来機の想定:特になし。
ステルス戦闘機:T-50、J-20といった第五世代戦闘機の公表されているデータからシミュレート。

防衛技術シンポジウム2013 IED対処システム

IED(即席爆弾)対処システム

ミリ波レーダー、マイクロ波レーダー、レーザーの複合システム。
展示してある四角い箱は、レーザー発振・受光部。

マイクロ波レーダー:地中に埋設されたIEDを捜索。

ミリ波レーダー:地表に置かれたIEDを捜索。

レーザー:ミリ波レーダーが発見したオブジェクトを、より解像度の高いレーザーで確認。
          
レーザーで確認したオブジェクトの形状をデータベースに照合し、IEDか判断。

マイクロ波・ミリ波で広範囲を確認し、地表に怪しいのがあったらレーザーがピンポイントで走査するそうです。


防衛技術シンポジウム2013 水中グライダー

水中グライダー

推進器を持たず、水の吸入・排出により浮力を調整してグライダーのように潜行する。

機械的な動作は少ないので、静粛性に優れる。

この形状が最も水中での滑空(?)性能が良い。遠くまで届く。

この形状ならば、センサ類を前に置ける。魚雷型では側面になってしまう。

しかし、この形状は地上・船上での運搬・取り扱いが面倒。

純粋に潜行するだけなら、月単位で運用が可能。

センサー類を搭載した場合、日単位。

上面に柔軟性のある太陽電池を取り付け、水深数センチのところまで浮上して充電する実験を今後行う。

速度は遅いが、例えば海流に定期的に乗せた場合、列島線を監視できる。

モデルを2機作成。最初は合成木材、2機目はFRP。

さらに大型のモデルを今後駿河湾で実証実験。







【写真速報】防衛技術シンポジウム2013 RWS関連

RWS聞いたことマトメ。

M2重機関銃、74式7.62mm車載機関銃、5.56mm機関銃、40mm自動擲弾銃銃を搭載可能。

センサーは光学、赤外線、レーザー測距儀。

重量は160キロ(銃・弾薬除く)

搭載車両は軽装甲機動車。他の車両は改造すれば搭載できる。

特に機動戦闘車に載せることを想定はしていない。

安定化装置を搭載。(補正軸について「4軸ですか?」と聞いたら、「そのくらい」という答え)

映像で動揺中の台座からの安定化デモ。銃身はかなり安定してました。

※【追加】重要なの入れ忘れてました

このRWSで想定する最大の火器はM2重機関銃。台のゴツさから機関砲も載せるか確認したんですが、
このRWSではM2が最大として作っているそうです。