潜水艦の潜望鏡の仕組みや役割について

潜水艦の潜望鏡とは、潜水艦が海中に潜った状態で、海面上の様子を観察するための装置です。
英語では「periscope（ペリスコープ）」と呼ばれます。

潜水艦は、できるだけ自艦の存在を相手に知られずに行動することが重要です。
そのため、周囲を確認するたびに船体全体を海面上へ浮上させるわけにはいきません。

そこで、潜水艦本体を水中に保ったまま潜望鏡だけを海面上に出し、周囲の船舶や海岸、空の状況などを確認します。

潜望鏡は、潜水艦にとって海面上の状況を把握するための重要な「目」の一つといえるでしょう。

潜水艦の潜望鏡はどのような仕組み？

レンズやプリズムで光を艦内へ導く

従来型の潜望鏡は、レンズやプリズムなどで構成された光学系を利用して、海面上から入ってきた光を潜水艦の内部まで導く仕組みになっています。

仕組みを単純化すると、潜望鏡上部から入った光の進行方向をプリズムなどで変え、細長い筒の内部を通して艦内へ送ります。
さらに下部の光学系で観察しやすい方向へ光を導くことで、乗員が外の景色を見ることができます。

基本的な光の流れは、次のように考えると分かりやすいでしょう。

海面上の景色 → 上部の光学系 → 潜望鏡内部 → 下部の光学系 → 観察者

ただし、実際の軍用潜水艦の潜望鏡は、学校教材などで見られる2枚の鏡だけを使った単純な構造ではありません。
複数のレンズやプリズムなどを組み合わせた高度な光学装置で、遠くの対象を拡大したり、方位などを確認したりできるようになっています。

観察する方向を変えて周囲を確認する

潜望鏡は、観察する方向を水平方向へ変えられるように設計されています。

そのため、潜水艦の乗員は潜望鏡を使い、前方だけではなく周囲の海面や水平線を確認できます。

船舶の位置や進行方向、海岸線などを目視で確認することで、ソナーなどから得られる情報を補うことができます。

潜望鏡を使うときの「潜望鏡深度」とは

潜水艦は海面近くまで浮上する必要がある

潜望鏡は、どれほど深い場所に潜っていても使用できるわけではありません。

潜望鏡の先端を海面上へ出すには、潜水艦そのものが比較的浅い深度まで浮上する必要があります。

潜水艦本体を水面下に保ちながら、潜望鏡やマストなどを海面上へ出せる深さは、一般的に「潜望鏡深度」と呼ばれます。

具体的に何メートルなのかは、潜水艦の大きさや艦級、潜望鏡やマストの長さ、海の状態などによって異なります。

そのため、「潜望鏡深度は必ず○メートル」と一律に説明することはできません。

潜水艦の潜望鏡にはどのような役割がある？

周囲の船舶を確認する

潜望鏡の代表的な役割の一つが、海面上を航行している船舶の確認です。

潜水艦はソナーを利用して、水中を伝わる音から周囲にいる船舶などを探知できます。
しかし、ソナーで得られるのは主に音響情報であり、対象の外見を直接確認できるわけではありません。

潜望鏡を使用すれば、実際に船の姿を目視し、種類や位置、進行方向などを確認できます。

そのため、潜水艦ではソナーなどによる情報と、潜望鏡などから得られる視覚情報を組み合わせて周囲の状況を把握します。

航空機や周囲の空域を確認する

潜望鏡は、海上の船舶だけを見るための装置ではありません。

潜水艦が海面近くまで浮上した際には、航空機やヘリコプターなどが周囲に存在していないか確認することも重要です。

特に軍用潜水艦にとって、対潜哨戒機や対潜ヘリコプターは警戒すべき存在です。

そのため、潜望鏡や電子光学センサーを利用して、海面だけでなく周囲の空域も確認します。

浮上するときの安全を確認する

潜望鏡は、戦闘だけに使用されるものではありません。

潜水艦が海面へ浮上するときには、真上や周囲を航行している船舶と衝突しないように安全を確認する必要があります。

そのため、ソナーなどで周囲の船舶の存在を確認したうえで、必要に応じて潜望鏡や各種センサーを使用して海面上の状況を確認します。

潜望鏡は、安全な航行や浮上を支える装置としても重要な役割を担っています。

海岸や周辺環境を観察する

潜望鏡は、周辺の海岸線や地形などを確認する用途にも使用できます。

潜水艦が沿岸部を航行する場合、海岸や灯台、港湾施設などの状況を視覚的に確認することで、航行や位置の把握を補助できます。

現在では、こうした視覚情報も他の航法装置や各種センサーから得られる情報と組み合わせて利用されます。

潜望鏡だけで周囲を探しているわけではない

潜水艦ではソナーが重要な役割を担う

映画などでは、艦長が潜望鏡をのぞきながら敵艦を探す場面がよく描かれます。

しかし、実際の潜水艦では、潜望鏡だけを使って周囲の状況を把握しているわけではありません。

特に重要なのがソナーです。

ソナーには、周囲から発生する音を受信して対象を探知する「パッシブソナー」と、自ら音波を発して反射音から対象を探知する「アクティブソナー」があります。

潜水艦では隠密性が重要であるため、相手に自艦の存在を知られたくない状況では、自ら大きな音を発しないパッシブソナーが特に重要になります。

潜水艦はこうした音響情報を利用しながら、必要に応じて潜望鏡やその他のセンサーによる視覚情報を組み合わせています。

潜水艦には複数の潜望鏡がある？

用途の異なる潜望鏡を備えた潜水艦もある

従来型の潜水艦では、用途に応じて複数の潜望鏡を搭載する例がありました。

例えば、広い範囲の観察を主な目的とした潜望鏡と、攻撃時の照準や測距などを重視した潜望鏡を使い分ける方式です。

ただし、潜望鏡の種類や名称、搭載数は、国や時代、艦級によって異なります。

すべての潜水艦に「観察用」と「攻撃用」の2種類が必ず搭載されているわけではない点には注意が必要です。

なぜ潜望鏡は細長い形をしている？

潜水艦本体を海面に出さずに観察するため

潜望鏡が細長い筒状になっている大きな理由は、潜水艦本体を水中に隠した状態で海面上を観察するためです。

船体全体を浮上させるよりも、細い潜望鏡だけを海面上へ出したほうが、外部から発見されにくくなります。

ただし、潜望鏡を出していれば絶対に発見されないわけではありません。

潜望鏡そのものが目視されたり、海面の状況によっては航行によって生じる波などが手掛かりになったりする可能性があります。

そのため、軍用潜水艦では必要以上に長時間、潜望鏡などを海面上へ出さないことも重要になります。

現代の潜水艦では潜望鏡が進化している

フォトニクスマストを採用する潜水艦もある

一部の新しい潜水艦では、従来型の光学式潜望鏡に代わり、「フォトニクスマスト」や電子光学式のマストが採用されています。

従来の潜望鏡では、海面上から入った光を光学系によって艦内まで直接導く必要がありました。

一方、フォトニクスマストでは、マストの上部に設置されたカメラやセンサーが外部の映像を取得し、その情報を電子信号として艦内へ送ります。

乗員は潜望鏡の接眼部を直接のぞくのではなく、艦内のディスプレイなどを使って周囲を確認できます。

ただし、すべての現代潜水艦がフォトニクスマストへ移行しているわけではありません。
現在でも従来型の潜望鏡を使用している潜水艦があり、装備は国や艦級によって異なります。

可視光カメラや赤外線センサーを利用できる

フォトニクスマストの大きな特徴は、さまざまな電子光学センサーを利用できることです。

可視光カメラのほか、赤外線センサーなどを搭載することで、夜間や視界が悪い状況でも周囲の情報を取得しやすくなります。

また、取得した映像を複数の乗員がディスプレイで確認したり、他のシステムと情報を共有したりできることも特徴です。

従来型の潜望鏡とフォトニクスマストの違い

外の映像を艦内へ伝える方法が異なる

従来型の潜望鏡とフォトニクスマストでは、海面上の情報を艦内へ伝える方法に大きな違いがあります。

従来型の潜望鏡では、レンズやプリズムなどを使い、光そのものを光学的に艦内へ導きます。

一方、フォトニクスマストでは、カメラなどのセンサーで取得した画像を電子信号として艦内へ送ります。

そのため、フォトニクスマストでは、従来型潜望鏡のように長い光学筒を艦内深くまで通す必要がありません。

これにより、潜水艦内部の設計自由度を高めやすいというメリットもあります。

潜望鏡は潜水艦にとって重要な「目」

潜水艦の潜望鏡は、船体を海面上へ出すことなく、海上の状況を確認するための重要な装置です。

従来型の潜望鏡では、レンズやプリズムなどを利用して海面上から入ってきた光を艦内へ導き、乗員が周囲を観察します。

主な役割には、船舶の確認、航空機や空域の警戒、浮上時の安全確認、海岸や周辺環境の観察などがあります。

ただし、潜水艦は潜望鏡だけで周囲を把握しているわけではありません。
ソナーをはじめとするさまざまなセンサーから得られる情報を組み合わせて状況を判断します。

さらに、一部の新しい潜水艦では、従来型潜望鏡に代わってカメラや赤外線センサーなどを搭載したフォトニクスマストが採用されています。

潜望鏡は単なる「水中から海上を見る望遠鏡」ではなく、水中に潜む潜水艦が外部の状況を把握し、安全な航行や任務を行うための重要な視覚装置なのです。

以上、潜水艦の潜望鏡の仕組みや役割についてでした。

最後までお読みいただき、ありがとうございました。