無人航空機

無人航空機（むじんこうくうき、英: Unmanned aerial vehicle, UAV）は、人が搭乗しない（無人機である）航空機のこと。通称として、短くドローン（英: drone）と呼ばれることもある。

定義および名称

英語の頭文字からUAV (Unmanned Aerial Vehicle, Unmanned Air Vehicle)と呼ばれる事も多い。ICAOにおいてはRPAS (remote piloted aircraft systems) 、連邦航空局ではUAS (Unmanned Aircraft Systems) と呼称する。

なお、"Unmanned" が性別に中立な表現ではないため、「人が居ない」という意味の "uninhabited" で表し、"Uninhabited Aerial (Air) Vehicle" とすることもある。

ドローン

ドローンとはジェイムズ・P・ホーガンが1979年に発表した「未来の二つの顔」に登場する遠隔操作式の飛行型ロボットが『ドローン（Drone）』と定義されていたことに由来する。その後、航空機で曳航されるのみ、あるいは無線操縦される標的機も「ターゲット・ドローン」と呼ばれようになり、次第に無人航空機全般を指す言葉として使われるようになった。

狭義には、人間の搭乗、遠隔からの操縦によらず自律飛行が可能な小型の無人航空機を指す。広義には『（自律飛行式を含む）遠隔操縦可能な、比較的小型の無人航空機』を指し、マルチコプターの全てがドローンという訳ではない

概要

無人航空機には全幅30メートルを越える大型から手の上に乗る小型までの様々な大きさのものが存在し、固定翼機と回転翼機の両方で軍用・民間用いずれも実用化されている。操縦は基本的に無線操縦で行われ、機影を目視で見ながら操縦するものから衛星回線を利用して地球の反対側からでも制御可能なものまで多様である。飛行ルートを座標データとしてあらかじめプログラムすることでGPSなどの援用で完全自律飛行を行う機体も存在する。似た性能を持つ巡航ミサイルや弾道ミサイルは通常は無人航空機には含まない。大きな機体ではガスタービンエンジンを搭載するものから、小さなものではガソリンエンジンを搭載し、極小の機体ではバッテリー駆動される。

固定翼機では、離着陸時に地上を滑走するものが多いが、小型の機体ではトラックの荷台に載せたカタパルトから打ち出すものや、さらに小さな機体では手で投げるものもあり、回収方法も小型のものではネットで受けるものもある^[1]。例としてRQ-2 パイオニアはネットで回収する。

軍用機

歴史

無人の航空機を遠隔操縦するという発想は既に第一次世界大戦中からあり、第二次世界大戦時から研究が本格化した。当初はケタリング・バグのような飛行爆弾に近い攻撃用途での研究が多かったが、完全な無人作戦機として使えるものが実用化されることはなかった。

1944年には、アメリカ陸軍が強固に防御されたV1飛行爆弾発射施設などを破壊するため、B-17 爆撃機を無人機に改造し高性能炸薬を積み込んで体当たりさせるという「アフロディーテ作戦」を立案していた。改造されたB-17はBQ-7と呼ばれ、不要な装備を全て外し、コックピットにテレビカメラを計器盤と外を見るための計2台を設置して無線操縦できるようにされていた。しかし、炸薬の安全装置解除が遠隔操作ではできないなどの問題があったため、パイロットと航空機関士が搭乗して離陸を行い、イギリス領空内で誘導母機と合流し炸薬の安全装置を解除してから脱出するという、無人機としてはまだ不完全なものだった。BQ-7は1944年4月から攻撃任務に投入されたものの、当時の技術的な問題から途中で操縦不能に陥り墜落してしまうことが多く、攻撃は一度も成功しなかった。その後ノルマンディー上陸作戦の成功により目標となる施設の地上制圧が可能になったこともあり、1945年に作戦は中止された。この作戦にはアメリカ海軍も便乗しており、改造する機体をPB4Y-1に変更して行っていた。1944年8月12日の初攻撃任務にはジョン・F・ケネディの兄ジョセフ・P・ケネディ・ジュニアがPB4Y-1のパイロットとして参加していたが、脱出前に機体が原因不明の爆発を起こし戦死した。これを最後に海軍では行われていない。無人機型B-17は戦後も運用されており、1946年に行われた核実験「クロスロード作戦」では新型の無線操縦装置を取り付けたQB-17が核爆発後の降下物測定に使用された。

戦後、軍用での無人機として広く普及したものは「ターゲット・ドローン」と呼ばれる標的機であった。

標的機はその目的・運用上、無人でそれなりの機動ができることが望ましい。研究・開発は大戦中から始まっており、英国の練習機DH.82 タイガー・モスをベースとした無線操縦機Queen Bee（クインビー、女王蜂）は、そこから転じて生まれた「ドローン」（雄蜂）という呼称の由来となっている。

アメリカ空軍では1950年代にBQM-34 ファイヤービーのような高速飛行するジェット推進式の標的機を配備して、標的機の他にも試験的ながら攻撃用途での開発の先鞭が付けられた。ファイヤービーはパラシュートによる回収方法が採用されたが、アメリカ海軍では無線操縦式のヘリコプターであるQH-50 DASHにより、海上を飛行して魚雷を投下する用途で1960年代に開発配備した。

1970年頃から無線機の小型化や電子誘導装置が発達したことにより、写真偵察などを目的とする無人偵察機がアメリカやイスラエルで本格的に開発開始された。20世紀末からはさらなる画像電子機器や通信機器、コンピュータの発達により、リアルタイムでの操縦と偵察映像の入手、完全自動操縦などが可能となり、21世紀からは偵察機型から攻撃機型への展開が行われた^[2]。2010年度の米国防予算案では、4軍合計で無人機への予算を38億ドル要求し、1,297機の購入を見込んでいる。2009年度は1,071機の購入だった。また、高高度を飛行することで通信中継点となる軍用無人航空機の研究も進められている。一方、アメリカやイスラエルと異なり、欧州各国は無人機の有効性に懐疑的な主張が多く、本格的な開発に入ったのはアフガニスタン戦争やイラク戦争での、アメリカ軍の無人機の戦果を目の当たりにしてからであり、開発は遅れている^[3]。

日本では、1950年代から研究が開始されており、主に偵察分野で無人機を活用している他、無人ヘリコプターからのミサイル攻撃などを研究している。近年では、中国が、無人機の開発で急速に存在感を増しつつある^[4]。日本では、幅広い産業分野で無人航空機が利用されており、特に農業では農薬散布に広く利用されている^[5]。世界で初めて、産業用無人ヘリを開発したのは日本のヤマハ発動機であり、農林水産省から委託を受けて神戸技研が二重反転式ローターのRCASSの開発を進めていたが難航したため、撤退して、その後、1985年からエンジンの供給元であったヤマハ発動機が引き継ぎ、ヒロボーの協力で1987年に開発、翌年から実際に販売された^[6]。

衛星との双方向の通信によってリアルタイムの操縦が行える高性能な機体では、地上側にパイロット席に相当する移動式の操縦ステーションが設置、これと軍用無人機とが組み合わされ、全体が1つのシステムとして機能するものも現れている。

無人ステルス機の研究も進められている。RQ-3 ダークスターやX-47のような実験機を経て、RQ-170 センチネルが実戦に参加していると推測される。ただし、機密が多く詳細は明らかではない。また、無人制空戦闘機といった計画も知られていない。

無人機による攻撃

人間が搭乗しないため、敵地で撃墜されても操縦員が死傷したり、捕虜になるリスクがない。現代ではMQ-1 プレデターなど武装した無人航空機が世界で数多く登場しており、アフガニスタン紛争、イラク戦争などで実戦投入されている。主な任務は対地攻撃だが、イラク戦争では有人機との空中戦に用いられたケースもある。

近年、攻撃能力を持つ無人機がアフガニスタンとパキスタンでのターリバーン、アルカーイダ攻撃に参加しており、2009年8月にパキスタン・ターリバーン運動のバイトゥッラー・マフスード司令官を殺害しているが、誤爆や巻き添えによる民間人の犠牲者が多いことが問題となっている^[7]。これは、無人機操縦員の誤認や地上部隊の誤報、ヘルファイアミサイルの威力が大きすぎることなどが原因となっている^[8]^[9]。ヘルファイアミサイルの問題に関しては、より小型で精密なスコーピオンミサイルを採用して対処することになっている^[9]。

無人機によるテロリスト組織への攻撃は、しばしば倫理や法律上の議論を惹起するが、アメリカ政府によれば無人機による攻撃は、テロリストの攻撃に対して均衡が取れている規模であること、結果的に多くのアメリカ兵の生命を救っていることをあげ、合法的でかつ倫理的にも反していないとの見解を示している^[10]。

アメリカ軍では無人機の操縦者のうち7人に1人は民間人（民間軍事会社）だが、アメリカ軍の交戦規定により攻撃は軍人が担当している^[11]。

また、中国は積極的に攻撃能力を持つ無人機を中東・アフリカ諸国に輸出してナイジェリア軍のボコ・ハラム攻撃、エジプト軍^[12]^[13]^[14]やイラク軍^[15]のISILへの作戦、サウジアラビアとアラブ首長国連邦のイエメン内戦への介入^[16]などで使用されてることから、無人機の拡散による紛争拡大が懸念されている^[17]。

操縦者の精神的問題

大型機は衛星経由で遠隔操作が可能であるため、操縦員は地球の裏側の本国の基地内で、スクリーンを見ながら操縦していることも多い。このような無人機の運用は、操縦者が人間を殺傷したという実感を持ちにくいという意見がある^[18]^[11]この場合は長期間戦地に派遣されることもなく、定時で任務を終えれば、そのまま家族のいる自宅に帰るのである。「ミサイルを発射して敵を殺す戦場」と「息子のサッカーの試合を見に行く日常」を毎日行き来する、従来の軍事作戦では有り得ない生活を送ることや、敵を殺傷する瞬間をカラーテレビカメラや赤外線カメラで鮮明に見ることが無人機の操縦員に大きな精神的ストレスを与えているという意見もある^[19]。

国際政治学者のP・W・シンガーによると、無人機のパイロットは実際にイラクに展開している兵士よりも高い割合で心的外傷後ストレス障害を発症している^[20]。

また、無人機の活用を推し進めるアメリカ軍では、無人機を操縦する兵士の負担が増している。有人機の操縦士に比べて無人機の操縦士は酷使されており、年間平均飛行時間は有人機では200～300時間だが、無人機では900～1100時間にも上る。また、労働時間は平均で1日14時間、週6日勤務となっている。人手も不足しており、軍では状況を改善するための方策を考えている^[21]。

法的定義

現在、各国が開発・導入を進めている無人航空機であるが、急速に進む技術に法律がついていけていない問題がある。世界各国の航空法は、基本的に航空機を「人が乗り込んで操縦するもの」という前提で制定されている。多くの国では、農薬散布などに使われる大型ラジコンなどを想定した法律を持っている程度で、ほとんどの国では、従来の航空機と変わらない規模の無人航空機については想定しておらず、法律を整備している最中である。^{[独自研究?]}。

また、国際的な取り決めについても定まっておらず、各国の課題となっている^[22]^[23]。イギリスでは、現行の法律上、国内に軍用無人航空機の試験飛行ができる場所がなかったため、無人機タラニスの技術者や機体をオーストラリアに派遣して試験飛行を行っている。ドイツでは、1,300億円をかけたアメリカのグローバル・ホークを元にした無人機開発の計画があったが、この航空機はドイツ国内およびヨーロッパ各国で、法的に飛行が不可能であることが発覚したため、開発が破綻している^[3]。日本では、2015年（平成27年）12月10日に施行した改正航空法により、無人航空機（ドローン）の定義及び無人航空機の飛行ルールが定められた^[24]。2016年（平成28年）4月7日施行の小型無人機等飛行禁止法（ドローン規制法）により、内閣総理大臣官邸をはじめとする国の重要施設、外国公館や原子力事業所などの周辺地域の上空でドローンを飛行させることが禁止された^[25]。

「マルチコプター#法規制」も参照

問題点

完全な自律機動ではない機体の場合、常に操縦側との通信が必要となるが、これは比較的簡単に妨害、あるいは傍受が出来る。アメリカ軍の運用するプレデターが撮影した映像が、ターリバーンによって傍受されていた例もある。ただし、多くの電波が行き交う都市部などでは、無人航空機の動作を意図的に妨害したり、無人航空機の位置を特定することは難しく、また莫大な費用がかかる^[26]。

悪意ある使用者による盗撮や、操縦ミスによる事故、テロへの使用も懸念されている。特にテロへの利用は、アメリカの国防総省や、国土安全保障省なども警戒している。2017年には商用無人機に爆弾を搭載してシリア・イラクでテロリストに使用される事例が多数報告された^[27]^[28]^[29]。また、多くの電波が行き交う都市部では、無線の混線を引き起こし、意図しない動作が起きる可能性もある^[26]。

2014年には、フランスの原子力発電所上空で、小型無人機による違法飛行が繰り返される事件が発生した。フランス国防安全保障事務局（フランス語版）は、組織的な挑発行為と見ているが、犯人の手がかりは無いとしている^[30]。

2015年1月には、アメリカの政府職員が、個人所有のドローンの操作を誤り、ホワイトハウスの敷地内に墜落させる事故が発生、周囲一帯が封鎖される騒ぎとなった^[31]。更には同年の4月にも日本の首相官邸の屋上で無人機が墜落した状態で発見される事件も起こっている。詳しくは首相官邸無人機落下事件を参照

分類

軍用の無人機には任務、性能、サイズによる分類が存在する。

任務による分類

UAVは、その機体の任務により以下のカテゴリーに分類され、マルチロール（多用途）の機体も多い。

標的 (Target) - 対空戦闘訓練において、味方の地上部隊や航空部隊から敵航空機役として標的になる。
偵察 (Reconnaissance) - 戦場で情報を収集し、味方に提供する。
戦闘 (Combat) - 攻撃能力を持ち、高い危険を伴う任務に投入される (UCAV)。
兵站 (Logistics) - 輸送や兵站任務用に設計されている。
研究開発 (Research and development) - UAV技術の開発や実証など実験目的で使われる。

性能による分類

UAVは、機体の性能で以下のカテゴリーに分類される。

Handheld - 最高高度2,000ft (600m)、航続距離2km程度
Close - 最高高度5,000ft (1,500m)、航続距離10km程度
NATO type - 最高高度10,000ft (3,000m)、航続距離50km程度
Tactical - 最高高度18,000ft (5,500m)、航続距離160km程度
MALE -（Medium Altitude Long Endurance：中高度長時間滞空）最高高度30,000ft (9,000m) 航続距離200km以上
HALE -（High Altitude Long Endurance：高高度長時間滞空）最高高度30,000ft以上、航続距離は規定なし
HYPERSONIC - 高速、超音速 (M1-5) もしくは極超音速 (M5+)、最高高度50,000ft (15,200m) もしくは弾道飛行可能、航続距離200km以上
ORBITAL - 低軌道を飛行可能 (M25+)
CIS Lunar - 月遷移軌道を飛行可能
Train Cable UAV (Tcuav) - UAV、UGV、列車の3つの技術を複合したシステム

なお、アメリカ軍の各軍種では、ティアなどの独自の分類法を用いている。

サイズによる分類

明確ではないものの、以下のような分類を使用することがある。

Strategic UAV - 戦略無人機、長時間長距離を飛行するもの。
Tactical UAV - 戦術無人機。
Vertical Takeoff/Landing UAV - 垂直離着陸無人機。
Small UAV - MAVよりは大きいが、比較的小型のもの。
MAV - "Micro Air Vehicle" の略で、狭義にはDARPAの定義した最大の長さが150mm以下のサイズのUAVを指す。
NAV - "Nano Air Vehicle" の略で、MAVよりさらに小型のUAV。DARPAによると最大の長さが75mm以下で、最大離陸重量は10グラム以下。

軍用無人機の種別

標的機

軍用無人機の中で標的機は、攻撃・射撃訓練の際に標的となることを前提とした機体である。標的機の多くが巡航ミサイルのように片道で運用して帰還を前提としていないため、降着装置をまったく持たないものがある。

無人偵察機

無人偵察機は、アメリカのRQ-4 グローバルホークや日本の遠隔操縦観測システム (FFOS) などがある。イスラエルに対立するイスラム武装組織ヒズボラも2006年に無人偵察機「ミルサード」の所有を公表している。

偵察任務には長時間の滞空が求められるために固定翼機が多いが、回転翼機も存在する。FFOSはヘリコプター型で運動性が高い代わりに速度や高度、巡航距離の性能が固定翼機に比べて低いほか、高度な制御技術を要している。ほかに回転翼の無人機としてはボーイング社がA160 ハミングバードを開発中である。無人偵察機に似たコンセプトのものに、陸上ではUGV（Unmanned ground vehicle：無人陸上車両）、海中ではUUV（Autonomous Underwater Vehicle：無人潜航艇）が構想されており、試験段階にあるが、広範には用いられない。

民生用のドローンは紛争において偵察手段として多用されている。2016年にはISによって自爆攻撃や迫撃砲の観測指揮に使われた。ドローンから送られる画像を見ながら指揮官が指示を出し、VBIEDに乗り込んだ乗員はスマートフォンで通話し情報を得ながら敵軍に突入して自爆し、シリア軍やイラク軍に大きな損害を与えた。政府側もドローンを活用して偵察手段に用いており、双方がドローンを戦場に投入している。

無人攻撃機

英語ではUCAV (Unmanned Combat Aerial Vehicle) と呼ばれる。20世紀末に実用化された無人偵察機は21世紀に入って搭載能力に余裕をもたせられるようになった。こうした機種に攻撃任務を付加することで、偵察・攻撃の両方が行えるマルチロールの無人偵察・攻撃機が実用化された^[32]。無人偵察機がマルチロール化した例では、RQ-1 プレデターがMQ-1 プレデターとなり、MQ-9 リーパーが作られた経緯がある。 2001年のアメリカ同時多発テロ事件後、アメリカ軍がアフガニスタンへの侵攻を開始した2001年10月14日に先立つ10月7日、MQ-1 プレデターがヘルファイアミサイルを搭載して武装偵察飛行を行ったのが無人攻撃機実戦の始まりである^[33]。その後アフガニスタン戦線の外、イラク戦争、イエメンなど中東地域での攻撃に多用されるようになった。

地上部隊進軍のための情報提供と同時に援護攻撃を行ったり、イラク戦争ではイラク軍の防空網に対する囮として使われたほか、イラク戦争に先立つ2002年 12月23日には、イラク飛行禁止空域を警戒飛行していたMQ-1が搭載していたスティンガー空対空ミサイルでイラク軍のMiG-25を攻撃している^[34]^[35]。広く知られた利用方法はアルカーイダやターリバーンへの攻撃で、宣戦布告なき戦争（＝不正規戦争）でパキスタンやイエメン、ソマリアなど、撃墜されパイロットが捕虜となった場合国際的な問題とされそうな国で多用されている^[36]^[37]^[38]^[39]。

無人攻撃機にはアメリカ軍が運用しているMQ-1 プレデターやMQ-9 リーパーなどがあり、イスラエルも早くから導入している。多様な無人攻撃機の実証実験機などのテストが進行中である。無人攻撃機の実証実験機にはX-45やX-47がある。

アメリカ軍が、無人機での攻撃を開始して以降、殺害した人数は、2013年2月時点で約4,700人と推定されている^[40]。アメリカ空軍は2023年までに、すべての攻撃機のうち3分の1が無人機になるとしている^[41]。

2017年のシリア・イラクにおける紛争で、ISは手榴弾や迫撃砲弾、たる爆弾などを搭載した民生用ドローンを投入して政府軍に多くの死傷者を出している。構造は単純で、真下に爆弾を落とすだけの簡素なものだが、誤差数メートルという驚異的な精度で攻撃できた。小型のドローンは被発見性も低く、騒音も軍用機に比べてはるかに小さいため、直下の兵士が全く気付かないまま攻撃を受けることもあった。戦車に対する攻撃にも使用されており、撃破の事例はまだないが、対戦車榴弾や対戦車ロケットによる攻撃が試みられている。少なくともこの攻撃で乗員が殺傷されたことがISの連日投稿する動画で確認されており、脅威度の高さを裏付けるものとなった。

民生用ドローンを攻撃用途に用いる場合、防護が一切ないので小銃弾を受けるだけで簡単に撃墜されてしまうが、十分な高度があれば攻撃後の退避は容易である。赤外線をほとんど出さない上にRCSも低いので、SAMによる対処は不可能である。また軍用機として見れば極めて安価であり、歩兵部隊が直接運用する近接航空支援が可能なことから、テロリストから見れば理想的な航空兵器であり、懸念が高まっている。

無人戦闘機

無人で制空戦闘を行う無人戦闘機の研究が各国で続けられているが、計画すら実現していない。無人攻撃機の装備に空対空ミサイルが含まれる場合もあるが、あくまで自衛用武装に過ぎず、有人機の様な汎用性や空対空戦闘を行える運動性・機動性・エンジン出力はないため、有人戦闘機と遭遇した場合、ぼぼ被撃墜は確実である。開発中の精密な空中自律行動能力と空対空戦闘機能を持つUCAVは、無人戦闘攻撃機と呼ばれる事もあるが、これも対地攻撃がメインの無人攻撃機である。

現状では制空戦闘は難しいため、有人戦闘機からの制御で対地攻撃を行うことにより、役割分担でパイロットの負担を減らす「ロボット僚機」など技術的なハードルを下げた構想がある。また、戦闘機に100機以上搭載できる小型UAVの試験も既に行われている^[42]。

実験機

新技術の実験に無人航空機が用いられるケースも存在する。軍民双方で無人実験機は使用されており、X-36やX-10のように有人機やミサイルのプロトタイプとしてセミスケールの無人試作機を製造する例も見られる。

民間機

民間無人機の主な用途

民間用無人航空機での主な用途を示す。

農業

詳細は「農業用無人航空機」を参照

民間用無人航空機の代表的な用途であり、回転翼機が多い。中には軍用機のように、GPSを使って自動的に設定されたルートを飛行するものもあるが、ヤマハ機が日本から中国など海外へ不正に輸出されて社会問題となったケースもある。以前は操縦には技量が必要な遠隔操作式が主流だったが、近年では高精度衛星測位を利用した自律制御式のマルチコプターによる種子や肥料の散布、生育状況の監視、防除が進められつつある^[43]。
架線工事: 1980年代より架空電線路用の予備線を張るのに利用されている。基本的にラジコンヘリコプターの産業利用であるが、尾根伝いの長い距離を空中架線するのに利用される。
測量: 主に局地的な測量に使用されている。従来の地上で行う測量や大型航空機を使う測量に比べ、安価で短時間に作業ができ、より多くの情報も収集できる。平成28年 3月30日、国土地理院によって「UAVを用いた公共測量マニュアル（案）」及び「公共測量におけるUAVの使用に関する安全基準（案）」が制定された^[44]^[45]。
写真撮影: 空中写真の撮影に利用される。1990年代よりはデジタルカメラなどを使って撮影に挑戦するアマチュアも見られる^[46]。気軽に撮影できる一方で首相官邸無人機落下事件や文化財などの建築物、地域の祭りなどの催しで使用され衝突・落下など安全管理が問題になっている。このような事態を受けて平成27年 9月4日、改正航空法が可決成立されドローンの規制・罰則が定められた。施行は年内の予定^[47]^[48]
災害調査: 被災地域の空中からの調査や、噴火など予断を許さない状況下での調査などに利用される。有人ヘリコプターでは騒音による振動や巻き上げる風で被害拡大させる懸念を軽減させることも期待される（→レスキューロボット）自動化され、コンピュータと連動させ、地図の作成にも威力を発揮する^[49]。
宅配便

詳細は「ドローン宅配便」を参照

ドイツの物流会社DHLが2014年より北海のユイスト島（Juist）向けに、無人機による配送を開始した。複数の国で宅配に利用する計画が進行中で一部では既に実験的に運用される。運ぶ荷物は医薬品のような緊急性を要し、尚且つ軽量の荷物が主流で自動体外式除細動器(AED)を緊急輸送する試みも進められつつある^[50]。
警察: 長野県警察では、2015年より無人航空機の本格運用を始める。事件・事故現場の見取り図作りなどに活用する^[51]。
実験機: 軍用機同様に、民間の研究機関でも無人実験機が用いられている。