択捉型フリゲート
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skssksskssks 2024年02月05日(月) 18:14:09履歴
概要 
択捉型フリゲート(Etorofu-class frigate)は日本海軍が運用する多目的フリゲートプラットフォームである。
択捉型は日本連邦防衛総省海軍開発局､通称CDNと三菱重工が2011年に開発した多目的フリゲートプラットフォームで､現在3のメインブロックと13の派生型が存在する。
択捉型は日本連邦防衛総省海軍開発局､通称CDNと三菱重工が2011年に開発した多目的フリゲートプラットフォームで､現在3のメインブロックと13の派生型が存在する。
来歴
本計画は当初､北方州ロシア系日本人企業のストリボーグが開発し我が国でも配備されている夕立型フリゲートの退役が数年以内に迫ることによる､艦隊随伴フリゲートの更新が必要となった日本連邦海軍が三菱重工に依頼する形で計画が始まった。
計画は順調に進んでいたが、近海防衛艦構想が要求仕様の変化による度重なる設計変更により頓挫したことにより近海防衛の要としても見られるようになり、結果的に要求仕様の変化により一度計画中止にまで追い込まれた。
だが結局として更新は行わなければならないため本計画は.1102フリゲート統合整備計画として再出発した。
この際度重なる議論が繰り広げられ、フリゲートとしての船体を共通化させ､統合艦内管制指揮室と機関部以外の装備を別なものとする新機軸の設計方針、ベースプラットフォーム設計とすることが決定した。
また防衛総省の統合幕僚本部よりの要望として、省人化が付け加えられた。
再始動後は設計作業は順調に進み､西暦2015年には設計が完了した。これにより海軍は政府及び財務省へ対し､新型フリゲート12隻建造という名目で12隻の建造費6,768億円を含めた予算要求を行った。
財務省や議会ではこのある種挑戦的な予算要求に対して､頭を悩ませる者も多かったが推定性能と一隻あたりの費用対効果が大きいという理由で､政府は手始めに試験艦として2隻の建造予算を計上し、これを議会通過させ確保に成功した。
この予算によって建造した試製1番艦 ASX-11-αと試製2番艦 ASX-11-βによる試験が西暦2017年5月19日に行われた。この試験によってVLSの搭載量と安定性について問題が見つかったが､これはVLS数の16セルから32セルへの増大と拡張スペースとして確保していた一部区画の有効活用により従来のミストレイヤ級より高い安定性と外洋航行能力を得た。
この試験を通して、政府と財務省は当時まだASX-11と呼ばれていた夕立型についてその有効性とコストの低さを認め、その運用と配備建造を許可。補正予算において10隻分、5640億円の建造費を含んだ海軍補正予算を議会通過、成立させた。
本格的な建造は西暦2018年1月23日から始まった。またASX-11-αとASX-11-βは問題を修正し､αを1番艦､βを2番艦としてそれぞれ択捉、国後と命名した。
この命名と同時にフリゲートの艦級は択捉型となった。
択捉を筆頭とする択捉型甲1式は艦隊随伴能力を有する艦隊随伴フリゲートで､国後を筆頭とする国後型甲2式は近海防衛において最も活躍する近海防衛フリゲートとなった。
現在では佐久を筆頭とする船団護衛の択捉型甲3式なども配備され、現状連邦海軍だけで32隻､海上保安庁など日本連邦全体では47隻が配備建造されている。
この択捉型をベースとした大型艦隊随伴フリゲート､改択捉型の設計も今現在行われている。
計画は順調に進んでいたが、近海防衛艦構想が要求仕様の変化による度重なる設計変更により頓挫したことにより近海防衛の要としても見られるようになり、結果的に要求仕様の変化により一度計画中止にまで追い込まれた。
だが結局として更新は行わなければならないため本計画は.1102フリゲート統合整備計画として再出発した。
この際度重なる議論が繰り広げられ、フリゲートとしての船体を共通化させ､統合艦内管制指揮室と機関部以外の装備を別なものとする新機軸の設計方針、ベースプラットフォーム設計とすることが決定した。
また防衛総省の統合幕僚本部よりの要望として、省人化が付け加えられた。
再始動後は設計作業は順調に進み､西暦2015年には設計が完了した。これにより海軍は政府及び財務省へ対し､新型フリゲート12隻建造という名目で12隻の建造費6,768億円を含めた予算要求を行った。
財務省や議会ではこのある種挑戦的な予算要求に対して､頭を悩ませる者も多かったが推定性能と一隻あたりの費用対効果が大きいという理由で､政府は手始めに試験艦として2隻の建造予算を計上し、これを議会通過させ確保に成功した。
この予算によって建造した試製1番艦 ASX-11-αと試製2番艦 ASX-11-βによる試験が西暦2017年5月19日に行われた。この試験によってVLSの搭載量と安定性について問題が見つかったが､これはVLS数の16セルから32セルへの増大と拡張スペースとして確保していた一部区画の有効活用により従来のミストレイヤ級より高い安定性と外洋航行能力を得た。
この試験を通して、政府と財務省は当時まだASX-11と呼ばれていた夕立型についてその有効性とコストの低さを認め、その運用と配備建造を許可。補正予算において10隻分、5640億円の建造費を含んだ海軍補正予算を議会通過、成立させた。
本格的な建造は西暦2018年1月23日から始まった。またASX-11-αとASX-11-βは問題を修正し､αを1番艦､βを2番艦としてそれぞれ択捉、国後と命名した。
この命名と同時にフリゲートの艦級は択捉型となった。
択捉を筆頭とする択捉型甲1式は艦隊随伴能力を有する艦隊随伴フリゲートで､国後を筆頭とする国後型甲2式は近海防衛において最も活躍する近海防衛フリゲートとなった。
現在では佐久を筆頭とする船団護衛の択捉型甲3式なども配備され、現状連邦海軍だけで32隻､海上保安庁など日本連邦全体では47隻が配備建造されている。
この択捉型をベースとした大型艦隊随伴フリゲート､改択捉型の設計も今現在行われている。
設計
主船体
択捉型においては､近海防衛と艦隊随伴ふたつの能力を求められ、その結果として船体の大部分を共通とするが搭載する装備などを異なったものにして運用するベースプラットフォーム設計が取られている。
このベースプラットフォーム設計では従来のフリゲートよりも少し船体設計を大きく取り､艦内容積を増やすことで艦内の間取りに大きな変化を与えないで別の装備を載せることを実現した。だがこのベースプラットフォーム設計は未だ新しい設計で､連邦全体でもまだ導入したばかりの新基軸のものとなる。このためこの設計を導入した艦艇については目視での艦底の確認や簡易的な船体の強度確認などを1月に1度行うことがマニュアルに定められている。
また主船体の形状について、従来の艦艇と変わらないものの､最先端の船舶工学により最適化された船体となった。これによって艦艇によって戦場を選ぶ必要がなくなりさらなる量産化に拍車をかけた。
ただし欠点も存在する。
船体構成を多彩に変化させる本級は従来よりも多少船体構造に不安要素が存在している。竜骨と交換船体部分の噛み合わせ部分などは今現在も検証が行われている。
だがこの欠点を補ってあまりあるほどの利点が上記の通り存在しておりやはり量産が加速している。
従来､ステルス性が重視される通称ステルス艦は前方から見た際にひし形に近い形状をしているが、これは水平方向から来るレーダー波が上部に当たった際に空に反射され、下部に当たったレーダー波は海面にむかって反射されることで直接元の方向に戻ることはないとされた。だがこれはある種の希望的観測で､実際には海面に向かって反射されたレーダー波は海面で乱反射を繰り返しある程度は元の方向に戻ることが確認されている。これを防ぐため第五計画で設計された全ての船はタンブルフォーム船体によって､水平方向から来るレーダー波などの電波をほぼ全て空に向かって反射するように設計された。事実この設計は正しく、水平方向から来るレーダー波のほとんどは空に向かって反射され、高いステルス性の確保に成功した。艦船や航空機に搭載されることの多い2-18GHzのS-Ku バンドレーダーでは､現在運用されている綾波級駆逐艦に比べレーダー反射断面積､通称RCSが50分の1ほどになると予測された。実際のテストにおいては予測よりさらに小さく70分の1ほどになったとされる。
フィンスタビライザーの搭載も行われ、本級の不安要素の一つである不安定な部分を補うようにされている。
本級ではタンブルフォーム船体を採用しなかったものの、近い設計が取られており、船体中部から後部にかけてタンブルフォーム船体に近い形状が見られる。
このベースプラットフォーム設計では従来のフリゲートよりも少し船体設計を大きく取り､艦内容積を増やすことで艦内の間取りに大きな変化を与えないで別の装備を載せることを実現した。だがこのベースプラットフォーム設計は未だ新しい設計で､連邦全体でもまだ導入したばかりの新基軸のものとなる。このためこの設計を導入した艦艇については目視での艦底の確認や簡易的な船体の強度確認などを1月に1度行うことがマニュアルに定められている。
また主船体の形状について、従来の艦艇と変わらないものの､最先端の船舶工学により最適化された船体となった。これによって艦艇によって戦場を選ぶ必要がなくなりさらなる量産化に拍車をかけた。
ただし欠点も存在する。
船体構成を多彩に変化させる本級は従来よりも多少船体構造に不安要素が存在している。竜骨と交換船体部分の噛み合わせ部分などは今現在も検証が行われている。
だがこの欠点を補ってあまりあるほどの利点が上記の通り存在しておりやはり量産が加速している。
従来､ステルス性が重視される通称ステルス艦は前方から見た際にひし形に近い形状をしているが、これは水平方向から来るレーダー波が上部に当たった際に空に反射され、下部に当たったレーダー波は海面にむかって反射されることで直接元の方向に戻ることはないとされた。だがこれはある種の希望的観測で､実際には海面に向かって反射されたレーダー波は海面で乱反射を繰り返しある程度は元の方向に戻ることが確認されている。これを防ぐため第五計画で設計された全ての船はタンブルフォーム船体によって､水平方向から来るレーダー波などの電波をほぼ全て空に向かって反射するように設計された。事実この設計は正しく、水平方向から来るレーダー波のほとんどは空に向かって反射され、高いステルス性の確保に成功した。艦船や航空機に搭載されることの多い2-18GHzのS-Ku バンドレーダーでは､現在運用されている綾波級駆逐艦に比べレーダー反射断面積､通称RCSが50分の1ほどになると予測された。実際のテストにおいては予測よりさらに小さく70分の1ほどになったとされる。
フィンスタビライザーの搭載も行われ、本級の不安要素の一つである不安定な部分を補うようにされている。
本級ではタンブルフォーム船体を採用しなかったものの、近い設計が取られており、船体中部から後部にかけてタンブルフォーム船体に近い形状が見られる。
兵装設計
ベースプラットフォーム船体設計を採用した艦の兵装は北欧のスタンダードフレックスと同様にモジュール化され、換装と装備の更新を容易なものとする。また運用上の柔軟性を高めることで損失した艦の補填を容易なものとする。
スタンダードフレックスコンセプトは1990年代に我が国に輸入されたものであるが、今回のベースプラットフォーム船体設計はこれをさらに発展させたものと言えるだろう。
現在本級に適応するモジュール化武装はスタンダードフレックスコンセプトの元設計されたMk.41VLSModelJ1を起点とするMk.41VLSモジュールシリーズ、18式単装砲モジュールシリーズ等存在するが、これら全ては同一のモジュール規格である。
日本のスタンダードフレックス設計?
スタンダードフレックスコンセプトは1990年代に我が国に輸入されたものであるが、今回のベースプラットフォーム船体設計はこれをさらに発展させたものと言えるだろう。
現在本級に適応するモジュール化武装はスタンダードフレックスコンセプトの元設計されたMk.41VLSModelJ1を起点とするMk.41VLSモジュールシリーズ、18式単装砲モジュールシリーズ等存在するが、これら全ては同一のモジュール規格である。
日本のスタンダードフレックス設計?
機関
本級ではIEP(Integrated electric propulsion:統合電気推進)を採用。
IEPを採用したことで主機関と推進機関の間にある機械的接続を排除することを可能とし､主機関の配置の自由度を大幅に向上し、また騒音の低下を期待できる。
IEPを採用した背景には、近年のパワーエレクトロニクスの発達による、高効率で小型の電動機の開発が可能となり、主機関と発電機の統合による機関部スペースの小規模化が可能となったこと、また艦内電力の統合が可能になったことで艦内電力の効率化が可能となった。
本級には出力40メガワットのIMT30ガスタービンエンジンを1基を採用。また補助発電機に出力25メガワットのMMT20ガスタービンエンジンを採用。推進機構には出力35メガワットの先進誘導電動機を装備し推進器2基を駆動させる。
さらに今後より小型で高出力が期待できる高温超伝導モーター（High temperature superconductor Motor､HTSM）への換装を視野に運用されている。
IEPを採用したことで主機関と推進機関の間にある機械的接続を排除することを可能とし､主機関の配置の自由度を大幅に向上し、また騒音の低下を期待できる。
IEPを採用した背景には、近年のパワーエレクトロニクスの発達による、高効率で小型の電動機の開発が可能となり、主機関と発電機の統合による機関部スペースの小規模化が可能となったこと、また艦内電力の統合が可能になったことで艦内電力の効率化が可能となった。
本級には出力40メガワットのIMT30ガスタービンエンジンを1基を採用。また補助発電機に出力25メガワットのMMT20ガスタービンエンジンを採用。推進機構には出力35メガワットの先進誘導電動機を装備し推進器2基を駆動させる。
さらに今後より小型で高出力が期待できる高温超伝導モーター（High temperature superconductor Motor､HTSM）への換装を視野に運用されている。
装備
C4ISR
本級には、メインのハードウェアをモジュール化したOYQ-003C4I、情報処理システムが搭載される。このOYQ-003はオープンアーキテクチャ化された艦船運行システム、艦船維持管理システム、指揮統制システム、艦内外通信システム、各種武装システムが標準化したネットワーク内に組み込まれる形で構成される。
OYQ-003は端末としての情報処理サブシステム、OYQ-003-27と同様に商用オブザシェルフ、COTS化された部分が複数存在し、保守点検や交換パーツなどの確保を容易としている。
戦術データ・リンクとしてはリンク22に対応しつつ、連邦軍独自のヤタノカガミデータリンクに対応している。ヤタノカガミデータリンクシステムは準作戦級C4I、ヤタノカガミC4Iの内部システムで陸海空軍の入手した戦域情報などを情報自衛軍に集約、情報省と連邦内閣府国家保安委員会に提供するシステムである。
ヤタノカガミシステム?
通信用アンテナは艦橋頂部に配置された棒状のNORA-50複合通信空中線に統合されている。統合された通信用アンテナシステムは従来よりも簡素で電波反射の少ない外形としつつも整備を容易なものとし、ベースプラットフォーム船体設計に基づいた本級に適合した装備となる。
主レーダーとしてOPY-02多機能複合レーダーとOPYS-09単一高出力レーダーが搭載されている。
OPY-02多機能レーダーはXバンドとSバンドを複合配置した多機能レーダーで、SバンドレーダーとXバンドレーダーはレーダー航法、潜望鏡探索、ミサイル誘導、通信などの機能を共有している。
これにより省スペース化が可能になっただけでなくOPYS-09Xバンド高出力レーダーの搭載余剰スペースが確保された。OPYS-09XバンドレーダーはOPY-02多機能複合レーダーとは異なり、艦橋構造物と後部格納庫構造物を一体化させ、デッキハウスと呼ばれる上部構造物傾斜壁面に固定して取り付けられている。
このOPYS-09Xバンドレーダーの目的は、OPY-02多機能複合レーダーが捕捉した目標をXバンド帯で強固に捕捉し続け、OPY-02の負担軽減及び捕捉目標増大を狙っている。
またデッキハウスの側面は新機軸の炭素繊維素材やケブラー素材､チタン素材で構成された軽量複合装甲が張り巡らされ、また多数の開口部が設けられている。この開口部は同一平面を成した平面アンテナや電子工学機器の観測窓や信号灯が埋め込まれている。
OYQ-003は端末としての情報処理サブシステム、OYQ-003-27と同様に商用オブザシェルフ、COTS化された部分が複数存在し、保守点検や交換パーツなどの確保を容易としている。
戦術データ・リンクとしてはリンク22に対応しつつ、連邦軍独自のヤタノカガミデータリンクに対応している。ヤタノカガミデータリンクシステムは準作戦級C4I、ヤタノカガミC4Iの内部システムで陸海空軍の入手した戦域情報などを情報自衛軍に集約、情報省と連邦内閣府国家保安委員会に提供するシステムである。
ヤタノカガミシステム?
通信用アンテナは艦橋頂部に配置された棒状のNORA-50複合通信空中線に統合されている。統合された通信用アンテナシステムは従来よりも簡素で電波反射の少ない外形としつつも整備を容易なものとし、ベースプラットフォーム船体設計に基づいた本級に適合した装備となる。
主レーダーとしてOPY-02多機能複合レーダーとOPYS-09単一高出力レーダーが搭載されている。
OPY-02多機能レーダーはXバンドとSバンドを複合配置した多機能レーダーで、SバンドレーダーとXバンドレーダーはレーダー航法、潜望鏡探索、ミサイル誘導、通信などの機能を共有している。
これにより省スペース化が可能になっただけでなくOPYS-09Xバンド高出力レーダーの搭載余剰スペースが確保された。OPYS-09XバンドレーダーはOPY-02多機能複合レーダーとは異なり、艦橋構造物と後部格納庫構造物を一体化させ、デッキハウスと呼ばれる上部構造物傾斜壁面に固定して取り付けられている。
このOPYS-09Xバンドレーダーの目的は、OPY-02多機能複合レーダーが捕捉した目標をXバンド帯で強固に捕捉し続け、OPY-02の負担軽減及び捕捉目標増大を狙っている。
またデッキハウスの側面は新機軸の炭素繊維素材やケブラー素材､チタン素材で構成された軽量複合装甲が張り巡らされ、また多数の開口部が設けられている。この開口部は同一平面を成した平面アンテナや電子工学機器の観測窓や信号灯が埋め込まれている。
兵装
20式155mm単装速射砲
20式155mm単装速射砲は前任の01式127mm単装速射砲が対艦戦闘と対空戦闘を重視したものであったのに対し、20式は対艦戦闘と対地戦闘を重視している。
対空戦闘に重きを置かなくなったことで砲弾重量や揚弾機構の重量は増加したものの装填機構の簡略化や砲塔の駆動機構は簡素なものとなり、整備性も向上した。
なお整備性はスタンダードフレックスコンセプトに基づき元々非常に高く、最速20分で交換が可能。
また高い整備性は工作艦での整備を可能とし、信頼性が向上する結果となった。
また結果として砲塔重量は28.1トンと非常に軽量化された。
また砲塔はアルミニウム合金製で、完全に無人化されている。
砲身命数は7,893発、砲口初速は820m毎秒である。
砲弾には15式155mmABU誘導砲弾や18式155mm徹甲榴弾、20式155mm榴弾、X-0022 155mm試作大型装甲貫通弾を使用する。
また砲弾用クッションを使用すれば127mm砲弾の使用も可能となる。
対空戦闘に重きを置かなくなったことで砲弾重量や揚弾機構の重量は増加したものの装填機構の簡略化や砲塔の駆動機構は簡素なものとなり、整備性も向上した。
なお整備性はスタンダードフレックスコンセプトに基づき元々非常に高く、最速20分で交換が可能。
また高い整備性は工作艦での整備を可能とし、信頼性が向上する結果となった。
また結果として砲塔重量は28.1トンと非常に軽量化された。
また砲塔はアルミニウム合金製で、完全に無人化されている。
砲身命数は7,893発、砲口初速は820m毎秒である。
砲弾には15式155mmABU誘導砲弾や18式155mm徹甲榴弾、20式155mm榴弾、X-0022 155mm試作大型装甲貫通弾を使用する。
また砲弾用クッションを使用すれば127mm砲弾の使用も可能となる。
ASM-3
ASM-3には徹甲弾頭、榴弾など主に2種類が運用されている。このAAsM-35はエンジンに小型のインテグラル･ロケット･ラムジェットを採用。M2.6で海面スレスレを飛翔しシースキミングで接近、到達後はポップアップとダイブを繰り返し敵艦を沈めるにあたっての最適解を導き出したあとは導き出した弱点に向かってダイブする。導き出すまでに平均1.091秒と言われている。このAAsM-35は通常型のA型､軽量小型のB型と大型のC型､そして対地攻撃用のD型が存在する。軽量型のB型は650kgまで軽量化され弾頭重量もそれにしたがって少なくなっているがその分量産性に優れるため平常時に装備される。エンジンは変わらず小型のインテグラル･ロケット･ラムジェットを使用する。
大型のC型は2000kgまで重量が増大、それと比例して弾頭重量も300kg以上となり大型目標に対して使用される。ただしC型はインテグラル･ロケット･ラムジェットの大型化によりM3.0まで加速が可能となった。
D型は基本型の夕立型には搭載せず対地攻撃用のモジュールを搭載した艦にのみ搭載される。このD型は4000kgまで重量が増大し弾頭も600kg以上の徹甲弾頭と炸裂榴弾などが用意されている。エンジンには大型のインテグラル･ロケット･ラムジェットを搭載し低空ではM2.23、高空ではM3.2の速度で飛行する。故にD型は弾頭が起爆せずとも突入時の速度のみで敵基地の整備区画や指揮系統を破壊することが可能で弾頭が起爆した際は地下施設も5-10m程は貫通が可能と見られている。
大型のC型は2000kgまで重量が増大、それと比例して弾頭重量も300kg以上となり大型目標に対して使用される。ただしC型はインテグラル･ロケット･ラムジェットの大型化によりM3.0まで加速が可能となった。
D型は基本型の夕立型には搭載せず対地攻撃用のモジュールを搭載した艦にのみ搭載される。このD型は4000kgまで重量が増大し弾頭も600kg以上の徹甲弾頭と炸裂榴弾などが用意されている。エンジンには大型のインテグラル･ロケット･ラムジェットを搭載し低空ではM2.23、高空ではM3.2の速度で飛行する。故にD型は弾頭が起爆せずとも突入時の速度のみで敵基地の整備区画や指揮系統を破壊することが可能で弾頭が起爆した際は地下施設も5-10m程は貫通が可能と見られている。
SAM-13
SAM-13は総重量300kg、指向性爆風、破片炸薬弾頭41kgの中型対空誘導弾。推進部はロケットモーターを採用しまたグリッドフィンを採用し最大60Gの機動性能とM5.1まで加速する速度性能を獲得している。またその射程は約160kmで中程度の射程である。
現在は射程200kmの射程延長型のB型、射程の減少と引き換えに速度をM6まで上げた速度特化のC型などが開発途中である。
現在は射程200kmの射程延長型のB型、射程の減少と引き換えに速度をM6まで上げた速度特化のC型などが開発途中である。
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