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ソーナーについて質問です。 潜水艦の音響戦主役はパッシブソーナーだと思いま...

gur********さん

2019/4/1407:20:44

ソーナーについて質問です。

潜水艦の音響戦主役はパッシブソーナーだと思いますが、いざ魚雷戦に移行するとしてパッシブだけで高価かつ携行数の少ない魚雷が撃てるものでしょうか?

音紋採取で撃つべき相手と大まかな方位の特定までは出来そうですが、温度躍層とか何とかいろんな要素があって距離に関しては音量以外の判断材料が無いように思えるのです。

そして恐らくはパッシブなら魚雷の届く遥か先から目標を探知しているかと考えられますが目視が不可能な以上、通り過ぎて音量が下ってから初めて最接近点(擦れるほど近づけば別でしょうが何十海里も先から感知していて最接近点が5海里ていどの遠方だったりしたら)を過ぎたと判断できるのでは無いでしょうか。

艦首にだけ聴音機がある訳でなく艦尾付近にもあってステレオ式測距が出来るのでしょうか?
しかし探知距離の長さを思えばたかだか80数mの艦体に前後で振分けても充分な精度は期待しにくい様な気がします。

やはり魚雷発射前にはアクティブを使いますか?
それとも音量を頼りに魚雷の性能まかせでそのまま撃つものでしょうか?

識者のみなさま宜しくお願いしますm(_ _)m

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mat********さん

2019/4/1502:08:34

魚雷に必要な発射諸元がパッシブのみで得られればパッシブで撃つ。得られない場合にはアクティブソナーを使う。
ただアクティブソナーを使うのは最後の最後の手段です。なぜなら打った途端に自分の位置を敵に暴露してしまうからです。

じゃあパッシブのみでどうやって魚雷を撃つための諸元、つまり目標の進路・方位・そして距離を入力するのか?それを行うのが目標動静解析(TMA)です。

簡単に言うとパッシブソナーを使えば目標の方位はすぐわかる。しかしパッシブでは距離は分からない。
そこでしばらく音を聞きながら聞こえる方向の角度がどう変化するか観測する。専門用語で方位変化率を調べる。仮にお互い相対する進路で同じ速度で移動しても距離によって変化する角度は違ってくる。
そこで「このくらいの距離ならこのくらい方位角度が変化する」というチャート表を参考に予測を立てて、実際の変化と比較する。予測より変化が大きいなら予測より近い位置にいる。そんなことを繰り返してそれを海図に書き込んで目標の位置を推測していく。これが目標動静解析(TMA)です。

TMAについては詳しく説明したサイトがあるのでこちらもどうぞ。
https://news.mynavi.jp/article/military_it-99/

コンピュータがなかった時代にはオペレーターがチャート表と睨めっこしながら予測を海図に書き込んでいました。艦長たちがそれを見て指揮をしていた(添付図)そのために潜水艦の発令所にはやたらデカい海図が置いてあるのです。

ただ今はコンピュータ化が進んでおり、そういった予測は全部コンピュータが行い、海図のようなコンソールに表示されるようになっています。アメリカのヴァージニア級潜水艦の発令所にはでっかい平面型ディスプレイが置かれています。
http://www.seaforces.org/usnships/ssn/Virginia-class.htm
(下のほうの三人のクルーが話している画像)

このようにTMAを繰り返すことで大まかな目標位置が分かればそれを諸元を魚雷に入力する。しかし当然、目で見たわけではないのでこれは「推測」に過ぎません。予測位置が合っているか確認する最終手段がアクティブソナーです。

ただアクティブソナーを使うかどうかはもう艦長の判断です。
予測位置に自信を持てれば使わない。自信がない、あるいは確実に敵を仕留めないといけない場合、敵の反撃を考慮する必要がない場合などは使う。そんな感じでしょうかね?

魚雷に必要な発射諸元がパッシブのみで得られればパッシブで撃つ。得られない場合にはアクティブソナーを使う。...

  • 質問者

    gur********さん

    2019/4/1506:19:31

    素晴らしいリンクと的確な解説ありがとう御座います!

    けっこう真剣に調べてたんですがmat********さんの様に的確なサイトを自力では見つける事が出来ませんでした。

    ちなみにどの様なワードで検索したのでしょうか、まさに自分の情報収集力の貧弱さをまざまざと見せ付けられた思いでちょっと涙目。

    ありがとう御座いました感謝です<(_ _*)>

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質問した人からのコメント

2019/4/16 22:04:53

回答者のみなさまお時間を割いてわざわざ色々と教えていただきありがとう御座いましたm(_ _)m

今回は為になるリンクを貼って頂いたmat********さんをBAさせて頂きましたが本当に皆さんの回答は甲乙つけがたいほどに勉強になりました。

たびたびの重複で恥ずかしい限りですが本当にありがとう御座いました。

ベストアンサー以外の回答

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eb7********さん

2019/4/1412:56:46

【ソナー】
バウソナーアレイやフランクアレイに加えて曳航ソナーもあります。

【水中超音波】
水中では約1500m/秒の速度で伝播します。
到達時間の差で方位を計測します。
仮に1万分の1秒の精度で到達音波の時間差が計測できるなら0.15mの直線分解能が得られ、400mの差は1分の2667、つまりベストケースでは0.02度の精度で方位を計測できます。

【有線誘導】
現代の長魚雷では、魚雷尾部から光ファイバー線を引き出しながら航走させられます。
数キロほどで使い切りますから、40kmや50km、もしくはそれ以上もある射程の全てはカバーしきませんが、目標が転針した場合などでは修正が効きます。


目標の距離は魚雷攻撃ではさほど重要な要素ではありません。
自艦を中心としての相対運動で目標の動きが角度的に常に一定である方位に位置できれば、その方向に魚雷を発射すれば目標が転針や速度変化しない限り魚雷は常に目標にまっすぐ進みます。

また、魚雷発射時には大きなノイズと魚雷そのもの推進音が出ますので、魚雷の有効範囲内にいる目標を攻撃する場合は、目標側にも(先方が寝ていなければ)察知されます。であれば、魚雷発射直前にアクティブを使って命中を確実にする事も普通にあるでしょうね。特に遠方の場合は油断していると外すかもしれません。

魚雷は、設定した距離を航走した後、自動的に、または有線誘導指令によって、自らがアクティブソナーで反射波へと誘導を始めます。

注意すべきは、潜水艦が水上艦を攻撃する場合です。
仮目標とした水上の船が本当に攻撃すべき敵艦なのかどうか。
第三国や味方の艦。もしくは敵国の物であっても民間船かも知れません。
スクリュー推進音の記録に照合しただけでは誤りのリスクがあり、多くの場合、一度は潜望鏡で確認するなり。味方による確認を取るなりするようです。今では衛星通信も使えます。
潜望鏡で直視できる状況では、ソナーで計って狙う必要もなくなります。


ここまでの話は方位角が主でしたが、目標が潜水艦であれば上下角…つまり深度調定も必要になります。
目標深度を知るのは容易ではないようですが、遠方だと判別は難しいので、発射後の魚雷のアクティブソナーで誘導させて当てるしかないでしょうね。

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2019/4/1412:22:11

ある程度位置が捕捉できたら、魚雷自体にアクティブソナーが装備されていますから、発射後ある程度進んだところで、魚雷のアクティブソナーで追尾するようになっています。

第二次世界大戦中ですよ。アクティブホーミングで追尾できるMk32が開発されたのは。ただし、戦争中に配備されたのは、たった10発で、実戦には使われていないようですが。

で、御質問に書かれている通り、潜水艦の胴体には艦首以外にも複数の聴音機、ソナーが設置されていて、かなりの精度で敵潜水艦の位置が捕捉できるようになっていますし、自艦が発生する音響はコンピュータ処理で聞こえないようにもしていますので、艦尾近くにも設置しているとされています。

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ipp********さん

2019/4/1411:29:23

まず相手が止まっている前提で考えると聴音機が1基しかなくても移動してから再度聴音すれば時間差のステレオ測距になって距離が判りますよね。ただ実際には相手も動いているので一回移動しただけではまだ距離は判りません。しかし繰り返し様々な位置から方位を確認してデータを積み重ねていけば次第に相手の移動方向と速度と距離が割り出されていきます。そうして充分に確証が得られれば攻撃に移れますが、もしそれだけでは確証が得られない場合にはこちらの位置を晒す覚悟でアクティブソナーを使うという形になるでしょう。

最近の潜水艦は側面に三箇所くらい平面アレイソナーを付けているものがありますが、艦尾付近はスクリューの騒音に邪魔されるのでソナーは付けられません。それより更に後ろに曳航ソナーを繰り出したりはします。これらも距離が判るわけじゃないですが艦首ソナーだけよりは方位をずっと精確に割り出せます。

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