さてさてさて、心の師匠を崇拝するシリーズも遂にラストとなり…
……ます(笑) 今度は嘘じゃないっす(笑)
そして以前に作成した｢○○分野の本棚｣シリーズの追加として、この記事を捧げよう。
誤解を恐れずに言えば、時代時代の科学の粋を集めた軍事技術に、乞うご期待！！
なお、本棚および師匠シリーズはこちら↓で。冒頭からのリンク紹介、悪しからず。
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2024.05.26
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2025.05.24
核兵器
軍事技術には、
最先端のテクノロジーが惜しげもなく投入されています。
また、
軍事技術として開発され、
後に我々の生活を支える日常的な技術となったものの数え切れないほどあります。
にも拘わらず我々一般人は、
それを最初から縁遠いものだとして敬遠したり、
或いは誤解したまま頭に入れてしまっていたりすることが多いのが実情です。
最新の軍事技術は、
確かに複雑で専門的なものですが、
基本的な原理そのものは意外にも簡単で、
身近な物理現象を利用しているものなのです。
それらは、
物理学の基本から考えれば簡単に理解出来るものが多いのですが、
一方で世のミリタリー関連書は、
物理学の観点から書かれたものが少なく、
そもそも物理学者がその解説を試みた例は極めて少ないです。
ミリタリー関連書は、
とかく戦略・戦術や戦史の話になることが多いのですが、
ここではそのようなことは扱わず、
兵器に用いられている技術について、
純粋に物理学の観点からのみ迫っていきたいと思います。
(後述の書籍序章より抜粋)
以降の章についても同様だが、本記事で取り上げた師匠の著書は、軍事技術の技術的・科学的な｢仕組み｣を解説している。
世に溢れかえっている｢非科学的｣な意見や思想に対する、情け容赦のない皮肉が込められた師匠節が散見されるが、あくまで物理学的にフェアな情報開示となっているのだ。
…いや、痛快な師匠節も面白くていいんだけどね(笑)
トップバッター↓は軍事技術の最たるものである｢核兵器｣。
リンク
リンク
特に1冊目の書籍はまさに｢核兵器｣の辞書(鈍器(笑))であり、膨大な情報がこれでもかと詰め込まれている。
せっかくなのでそこから1つトピックを取り上げよう。
<核兵器が与える影響>
核兵器の出力は、
熱線・爆風・放射線といった形で外に放出される。
一般的な核兵器が大気中で爆発した場合、
そのエネルギーは、
熱線に35%
爆風に50%
初期放射線に5%
残留放射線に10%
という割合で配分されるのだ。
その巨大なエネルギーの周囲への伝わり方をさらに具体的に表現すると、
火球(巨大な火の玉)
熱線
爆風
放射線(爆発時の放射線)
放射化物(死の灰、フォールアウト)
となる。
核兵器による攻撃があると、
爆心地に巨大な火球が出現する。
これは表面の温度が数千度(中心部では瞬間的に数千万度以上)になる火の玉だ。
そして、
強烈な熱線と放射線が光の速さで周囲に広がる。
もし核兵器による火球を見たら、
その際には同時に熱線と放射線を浴びてしまっているのだ。
そして少しすると、
ものすごい爆風が襲ってくる。
熱線や放射線の速度が光速なのに対して爆風は音速で広がるので、
熱線や放射線より後にやって来るのである。
最後にもう少し時間をおいて、
放射線物質である放射化物が降ってくるのだ。
縁起でもない話だが、
例えば北朝鮮が2017年9月3日に行った地下核実験で使用した核兵器(推定核出力：TNT火薬160kT)の場合、
それぞれの致死範囲(※)は小さい順に以下のようになる。
①火球：半径580m
②放射線：半径2.1km
③爆風：半径2.8km
④熱線：半径5.7km
※致死範囲：そこにいる人の50%が亡くなると想定される範囲
※ここでは東京・護国寺に落とされたとしてシミュレーション
なんと、
たった一発で東京都心部がほぼ全部入るくらいの致死範囲となる威力なのだ。
なお
放射化物は一般に非常に広範囲に広がり、
長期的に影響があるため、
被害範囲を一概に述べるのが難しい。
分子くらいの大きさの放射化物だといったん成層圏まで上り、
地球規模で広まる。
その後何十年もかけて、
少しずつ降ってくるのだ。
弾道弾
もう既にお腹がいっぱいだと思うが、まだまだ師匠の濃ゆい書籍を紹介していくぜ♪
胃薬の準備はいいか？(笑)
核兵器は確かに人類が手にした最強の兵器でありますが、
それをどうやって敵のところまで持っていくか、
ということまで考慮されていなければ、
兵器としては成り立っていません。
僕はこれまでに、
核兵器についてふたつの著作を出版しました。(※前章の書籍)
どちらも、
核兵器の破壊力のすさまじさを、
その原理から解明するものですが、
それらはあくまでも｢弾頭｣の部分についてであって、
それを運搬する手段については書いていませんでした。
そこでこのたび、
その運搬手段のうち、
冷戦期から現代に至るまで主流である｢弾道弾｣について
取り上げることにしました。
弾道とは｢弾の道｣、
つまり弾丸の軌道を意味します。
弾丸は、
最初に発射エネルギーを与えられたあとは、
地球の重力に引かれて、
運動の法則にしたがった楕円軌道(≠放物線軌道)を描いて飛行します。
基本的には重力と空気からの力だけを受け、
自律的に方向を変えたりはしません。
弾道弾も、
基本的にはこれと同じ動きをします。
燃料の噴射による加速は、
弾丸よりもずっと長い時間続きますが、
それでも全行程の一部であり、
途中で補助ロケットなどで進路を微調整するにしても、
飛行経路の大部分において、
弾丸と同じ重力まかせの｢なりゆき｣の軌道を描きます。
前述の通り、
弾道弾は核兵器の運搬手術として今やなくてはならないもので、
核兵器と対になって装備されるものです。
そして、
核兵器と同じくらい、
他の兵器とは比べものにならないくらいの威力を秘めた、
超兵器であり続けてきました。
地球の裏側にある敵国を、
わずか30分で壊滅させるこの超兵器が、
どのような原理で動作するのか、
そのほんの一端でも、
みなさんにお伝えできれば幸いです。
(↓の書籍序文および第1章より抜粋・編集)
リンク
鈍器ほどではないが、この書籍もそこそこの厚みで、それこそタングステン並の密度(？)で中に情報が詰まっている。
その中でも、やや包括的なトピックを紹介しよう。
<弾道弾の行程>
弾道弾の発射から着弾に至るまでの行程を追ってみよう。
[1]
最初に弾道弾の打ち上げがある。
このときは、
最終的な軌道の角度に関係なく、鉛直方向に打ち上げられる。
飛行経路に関しては、
最初に空気抵抗を受ける区間を短くするために鉛直方向に打ち上げた弾道弾も、
上昇とともに少しずつ姿勢を変えていく。
この姿勢の変え方には、
・推力偏向などによる自発的な姿勢変更
・重力を使った姿勢変更
という主に二つの方法がある。
この二つの方法をうまく使いながら姿勢変更し、
最終的に目的の楕円軌道になめらかに重なるように移動する。
全ての燃料が尽きた段階で、
目的の楕円軌道上にいて、
速度(運動エネルギー)の大きさがその軌道で決まる値に合っていて、
かつ向きが軌道の接線方向でなければならない。
これらの条件にぴたりと合わせるところが、
まさに弾道弾制御の腕の見せ処である。
この打ち上げから燃料を燃焼させて加速し、
楕円軌道に入るまでの区間を、
ブースト・フェイズ(boost phase)と呼ぶ。
この区間の所要時間は、
燃料の燃焼時間にほぼ等しいので、
大陸間弾道弾並みの射程の場合、
3～5分ほどである。
[2]
次に弾頭を切り離す。
再突入体(詳細は書籍参照)およびそこに収められた弾頭の分離にあたって、
重要な点がある。
それは弾頭の向きを再突入の向きに合わせることだ。
これ以降は重力に引かれて運動するだけで、
弾頭の向きを変えるような仕組みは存在しないので、
この段階で最終的な大気圏突入の際に最適となる向きになっている必要がある。
また、
この分離の際に弾頭(再突入体)に軸中心の回転を与えることもある。
再突入体内部に重量の偏りがあって重心が軸からずれていた場合、
再突入の際に軸対象でない力が加わることで望ましくない動きをする。
そのため、
回転させることでその偏りを小さくするわけだ。
このように、
再突入から着弾までという最後の動きまでをも、
この初期の段階で制御してしまうので、
きわめて重要な区間となる。
加速が終了したあと弾頭(再突入体)を切り離すこの区間を、
ポスト・ブースト・フェイズ(post boost phase：1～5分)と呼ぶ。
[3]
弾頭が切り離されると、
あとは重力にしたがって、
楕円軌道に沿って飛んでいくことになる。
この区間がすべての行程のほとんどを占めるが、
エンジンで加速することもなく、
空気抵抗を受けることもなく、
動きとしてはとても単調になる。
この区間があることが、
弾道弾の弾道弾たるゆえんなのだ。
弾頭が切り離されてから大気圏に再突入するまでを、
ミッドコース・フェイズ(mid-course phase：20分ほど)と呼ぶ。
[4]
楕円軌道の終わり、
いよいよ目的地に着弾という段階になって、
弾道弾にとって最大の壁が立ちはだかる。
大気圏への再突入だ。
重力に加えて空気の力が加わり、
しかもこの力は速度の2乗で効いてくるので、
弾道弾のような超高速で飛行する物体にはとても大きな影響を及ぼす。
そして膨大な熱も発生する。
通常の長射程の弾道弾に使われている弾頭(再突入体)であれば、
速度が半分以下まで減速(それでも極超音速の速度領域)して着弾する。
時間にして1分未満！！
この大気圏再突入から着弾までの区間を、
ターミナル・フェイズ(terminal phase)と呼ぶ。
<弾道弾の迎撃>
一般に、
ミサイルや航空機による攻撃を考えると、
攻撃する側のほうが圧倒的に有利で、
防御する側には攻撃する側よりも高度で高価格な装備が必要とされる。
その理由は、
攻撃側はある位置に固定されている巨大な目標(基地や施設)を狙えるのに対し、
防御側は高速で動く小さな目標を迎え撃たねばならないからだ。
しかも、
どのタイミングで攻撃するかは、
攻撃側が決められる。
目標が移動しているというのはきわめて重要で、
事を複雑にする。
というのは、
目標を迎え撃つにあたって、
その空間的な位置座標だけでなく、
ある限られた瞬間にその位置を狙うという、
時間座標まで合わせなければならないからである。
しかも、
目標が小さくかつ高速であるという点では、
弾道弾は航空機の比ではない。
秒速300mで移動する大きさ20mの航空機は、
ある地点を70msで通過するが、
秒速7000mで移動する大きさ2mの弾道弾の弾頭は、
たった0.3msで通過してしまう。
単純に考えて困難さは200倍だ。
弾道弾防御とは、
人類がつくりあげたもっとも高速の兵器を迎え撃つという、
もっとも困難な行為なのである。
このため、
弾道弾防御の兵器は古くから開発されてきたものの、
その能力は限定的である。
主たる｢防御｣手段としては、
相手と同様の弾道弾を配備することで、
｢やられたらやり返すぞ｣
…という報復の姿勢を顕わにして、
相手にそれを使わせないようにする抑止戦略を採ることが基本だった。
そしてそれは、
世界でずば抜けて充実した弾道弾防御システムを構築するに至った
現代のアメリカ合衆国でも同じである。
同国のシステムは限定的な少数の弾道弾攻撃を防ぐものであって、
ロシア連邦との全面核戦争になった場合には充分な防御はできず、
したがってそれに対して報復攻撃の戦力を維持することで抑止をする、
という戦略を採っているのだ。
それでも、
自国に対して非対称的な戦力を持つ国家による攻撃や、
大国相手であっても限定的な小規模な攻撃からは身を守るような手段を整えておくことには大きな意味がある。
何も起こらないか、
全面核戦争になるか、
その両極端しか考えられない人もいるが、
実際の歴史が示すところでは、
その中間の事態のほうがはるかに起こりやすいからだ。
本当に優れた国というのは、
あらゆる事態に対して対処できる能力を持った国のことである。
(なお本書では、
上述の各フェイズに対する具体的な迎撃手段も解説している。)
化学兵器
核兵器(Nuclear weapon)
生物兵器(Biological weapon)
化学兵器(Chemical weapon)
これら三つは、
頭文字をとってNBC兵器と呼ばれるとともに、
一般に大量破壊兵器(weapons of mass destruction)に分類されます。
これらが通常兵器とは一線を画す恐ろしさをもっていることに異論はないですが、
僕個人的には｢destrucion｣に｢破壊｣の訳語を充てることに違和感があります。
というのは、
核兵器は物理的な破壊を伴い、
人だけでなく建物や設備や兵器も壊してしまいますが、
生物兵器と化学兵器はそうではなく、
物理的な破壊を伴わずに、
｢人間だけ｣を選択的に攻撃するからです。
ですから、
｢destrucion｣を｢殺戮｣と訳し、
｢大量殺戮兵器｣とするほうが適切です。
しかし、
注意していただきたいのは、
｢物理的な破壊を伴わないから(他の兵器に比べて)危険ではない)｣
などとはまったく言えない、
ということです。
使い方次第で、
人体にとってはより深刻な被害をもたらす兵器です。
むしろ、
建物や設備はそのまま残して、
｢人間だけ｣を消し去るところに、
根源的な嫌悪感を生じさせる兵器とさえ言えます。
生物兵器や化学兵器が核兵器と異なる点はほかにもあります。
もっとも重要なのは製造の敷居の低さです。
もちろん、
生物兵器も化学兵器も｢家庭でつくれる｣といったものではまったくありませんが、
生物兵器は細菌を扱う医療研究機関で、
化学兵器は化学製品工場で、
それぞれ製造可能であり、
そのどちらも生物化学兵器には無縁な普通の国に存在する施設です。
核兵器のように、
ほかではあまり使われないような特殊で、
巨大な専用の産業が必要というわけではありません。
たとえば本文でお話しするように、
日本では一宗教団体が化学兵器を製造して実戦使用したことがありますが、
彼らに核兵器の製造は不可能です。
そしてこの例が示すように、
一国の軍隊でなくともテロリスト集団が用意に扱えるという点が、
我々にとってより大きな脅威となりうる、
ということです。
(下記の書籍の｢はじめに｣より抜粋)
さてさて、最後の章ではそんな生物化学兵器の中でも、化学兵器を取り上げよう。
リンク
この書籍も相変わらずの情報量なので例示するトピックも迷ったが、こんな事柄↓はいかがだろうか。
<化学兵器の評価>
｢化学兵器の父｣とも言うべきフリッツ＝ハーバー(書籍↑を参照されたし)。
その息子であるルートヴィヒ＝フリッツ＝ハーバーが、
化学兵器に関して｢The poisonous cloud (邦題：魔性の煙霧)｣を著わしている。
世界大戦での化学兵器の製造や運用について書かれていて、
その時代の化学兵器に関する書籍では最高の大著だ。
原著は1986年に、
日本語訳版は2001年に、
それぞれ出版された。
その第11章に、
化学兵器は失敗であったのか否かについて、
一章まるまる費やして評価を下している。
コスト面・作戦面・兵器としての側面・防御面・そして失敗要因と、
さまざまな面から考察し、
各種データから定量的にも評価し、
さらには他者の見解も紹介した、
日本語訳版で44ページにもわたる詳細な分析評価である。
その中で、
ハーバーは結論として、
｢化学戦は失敗であった｣と評している。
世界大戦で華々しく登場した化学兵器も、
結局は戦局を変えるに至らなかったため、
ハーバー以外にもそのように評価する人は多いようだ。
しかし、
世界大戦だけに限ってそれを言うのであれば、
同じく初登場となった航空機や戦車も、
戦局を変えるには至っていない。
しかし次の大戦では、
それらはまさに戦局を左右するもっとも重要な兵器としての地位を確立した。
この第二次世界大戦で、
化学兵器が使用されず、
結果的にそのような地位を占めなかったことは、
人類にとって不幸中の幸いとも言うべきものだろう。
ところが、
もし化学兵器が失敗兵器の烙印を押されていたのであれば、
その後にソ米両超大国をはじめ各国が必死になって開発・製造をしたはずがない。
第二次世界大戦後の冷戦期を通じて、
化学兵器は｢同等の手段で反撃できないものに対する兵器｣と、
｢抑止力としての兵器｣の両面で使われ続けてきたのである。
前者に関して言えば、
敵の軍隊に対しては、
戦局を変えるとまではいかなくても、
通常戦で苦境に立ったときに用いれば意外に高い効果を生むことがあったのも、
無防備の民間人に対しては、
それこそ恐るべき殺戮兵器であったことも、
哀しいことに実戦使用例(書籍↑を参照されたし)が証明している。
後者に関して言えば、
核兵器という最強の抑止力がある中で化学兵器がその一翼を担い続けたのは、
ひとつには、
核兵器を開発できない国々が、
核兵器保有国に対するせめてもの抑止力として保有していたことがある。
そして核兵器保有国ですら抑止力として維持していた理由は、
相手と同じ方法で報復するのが抑止の基本だからだ。
相手の先制攻撃よりはるかに強力な兵器で｢過剰防衛｣的に報復してしまうと、
さらに強力な報復を招くエスカレーションに発展してしまう可能性が高い。
そういう意味では、
互いに化学兵器を同時に放棄してしまえば、
｢通常兵器には通常兵器｣
｢核兵器には核兵器｣
という均衡な抑止が可能となるので、
全世界的に化学兵器禁止条約を締結したこと(書籍↑を参照されたし)には、
大きな意味がある。
一方で、
化学兵器を廃止することができたのは、
それよりもはるかに強力な抑止力である核兵器があったからで、
大国からしてみれば、
最強の抑止力一本に絞ることで効率化を図ったにすぎない。
｢人類が、
生物兵器を禁止し、
化学兵器も禁止にまで持っていったのだから、
核兵器の禁止もあと一歩だ！｣
…と考えるのは、
残念ながらナイーブが過ぎるだろう。
そして、
戦闘での使用がなくなった一方で、
暗殺に使われる場合が目立つようにもなった。
暗殺目的で言えば、
生物兵器に比べ、
特定の人物だけを狙える点では、
化学兵器のほうが有利である。
そして、
その目的であれば化学剤は少量で済むので、
国家規模での大量生産の規制を主目的としていた化学兵器禁止条約の
物質管理の網の目をすり抜けることも可能であるというのも重要だ。
もともと化学兵器禁止条約は戦闘での大規模な使用を念頭に作られたものなので、
その物質管理も比較的大規模なものを対象としている。
暗殺やテロなどの小規模使用を阻止しようとするならば、
この物質管理の在り方も見直す必要があるだろう。
テロが時代に合わせて変容していっているように、
それに対処する側も変革していく必要がある。
化学兵器は時代遅れの兵器かもしれないが、
無防備な我々一般人に対しては、
依然として恐るべき殺戮兵器なのだから。
なお、この記事で紹介した書籍たちが好評であれば、下記のラインナップもシリーズとして発売する予定とのこと。
生物兵器
レーダーと電子戦
エンジン
装甲
誘導兵器 (軽装版は下記のリンク参照)
リンク
つまり、この最｢きょう｣の本棚は未だ完成からほど遠いのだ…。
皆様、頼む！！ シリーズ本発行のためにこれらの書籍を購読してくれ！！(切実な願い)
できれば当ブログのリンクから！！(ほどよい温度感の願い(笑))
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師匠…俺…やってやりましたよ…(今度こそ(笑))
当シリーズ企画もこれにてひとまず完結。超満足♪
このシリーズを参考に、1冊でも師匠の書籍を手に取っていただければ幸いである。
探せ！！ 各々のメンター！！ (指導の有無は問わず(笑))
これぞ理学徒への道程！！ そして賢者への道程！！
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