JP2006507178A - 艦船への大口径の大砲の組込み - Google Patents

Abstract

沿岸領域において軍用の艦船を使用するために、すでにある、軍隊の要請に応えるためには、水陸両用作戦の射撃支援が重要である。従来は、船上では、最大１２７ｍｍまでの弾薬口径と１５−１８ｋｍまでの射程距離を有する大砲が使用されてきた。本発明の目的は、大口径陸上大砲（１）の砲塔（３）と兵器設備（１５）、好ましくは１５５ｍｍまでの戦車榴弾砲を艦船に組み込むことである。大砲（１）は、艦船（１）の、すでにあるデッキ構造にモジュールの形式で組み込むことができる。艦船（２）のすでにある鋼構造を増大された反動力に耐えるようにするために、衝撃を吸収する軸受部材（５）がデッキ（７）と砲塔の旋回リム（１２）との間で使用される。大口径艦砲は、様々なタイプの弾薬と発射体を４０ｋｍより多い距離にわたって目標エリア内へ移送することができる。陸上大砲テクノロジー、たとえば１５５ｍｍの戦車榴弾砲塔の兵器設備（１５）を使用することによって、大砲（１）はもはや艦船に基づく破壊の影響を受けない。

Description

本発明は、請求項１と２の上位概念の特徴に記載の大口径の大砲を艦船に組み込む方法と、請求項６の上位概念の特徴に記載されている艦砲に関する。

これまでの技術の状態によれば、艦船は現在、口径５７、７６、１００から最大１２７ｍｍまでの弾薬によって１５から１８ｋｍの射程距離まで射撃することができることが、知られている。地上目標戦闘能力を有する操縦飛翔体の開発は、幾つかの国家から受け入れられた。使用される大砲の有効性は、それぞれ口径、発射間隔（Kadenz)、および使用する弾薬種類に従って、様々に評価される。しかし、一般に、目標内の効果は、口径に伴って上昇することが、確認されている。陸軍砲兵の分野の大口径の大砲は、現在ではそのためには使用されない。というのは、艦船構造が、大口径の弾薬の反動力に永くは耐えられないからである。

陸上で使用される大砲について、大口径の弾薬は４０ｋｍまでの距離の目標に正確に発射できることが、知られている。その場合に生じる反動作用は、戻りダンパーのような、それに応じた技術的解決によって最小限に抑えられている。

現在使用されている艦船弾薬は、特別に形成され、陸上弾薬とは互換性がない。たとえば戦車用弾薬などのような、他の弾薬は、使用できない。場合によっては、国外出撃において、補給不足が生じる。これまで使用されてきた艦船弾薬の他の欠点は、短い射程距離であって、自己の著しい危険無しに、陸上の目標とは闘うことができない。艦砲の比較的小さい口径の他の欠点は、大砲が天候の影響、たとえば風に左右され、それに基づいて小さい弾薬においては比較的大きい誤差が発生することである。

他の欠点は、上述した既知の艦船砲弾を介しては、インテリジェントな子砲弾、たとえば分解砲弾、霧砲弾などを伴うことができないことである。効果を得るためには、高い命中精度が必要であって、すなわち場合によっては、より多い数の発射が必要である。

現在艦船上で使用される砲塔は、気密ではない。さらにその砲塔が艦船と剛に結合されているので、場合によって大口径の弾薬を使用した場合に反動力が直接艦船構造へ導入されて、艦船の破壊をもたらしてしまう。艦船構造を鋼で補強することは、大きい重量とそれに起因する明らかな欠点および著しいコスト増をもたらすことになる。

従来の艦砲を使用する場合に、艦船が長手軸を中心に回動することは、座標を定める際に著しい問題をもたらし、それが目標精度を損ない、望ましくないばらつきが発生する。

本発明の課題は、沿岸領域において軍用艦船を使用するための艦砲支援射撃（Naval fire support：NFS）を実現するために、すでに出されている、軍の要請に応えることであって、特に水陸両用作戦の射撃支援が重要であり、弾薬射程距離を著しく増大させ、それによって内陸の敵とも高い命中精度で闘うことができるようにしなければならない。この課題の解決は、艦船を新造ないし改造する場合に鋼構造の重大な変更なしで、かつできるだけ小さい財政的および時間的な負担で可能にされなければならない。

この課題は、特許請求項１、２および６に挙げられた特徴によって、解決される。

本発明の基礎となる認識は、従来は使用できなかった陸上大砲を艦船上で使用することによって、コストのかかる新規開発によってではなく、すでにある、特に予想を上回るテクノロジーによってカバーする、という海軍の新しい要請が満たされる、ということである。１２７ｍｍより大きい口径を有する陸上大砲を船上で使用することによって、艦船を新造する場合に、大口径の陸上大砲の成熟したテクノロジーを利用することができる。さらに好ましくは、陸上大砲の砲塔は、艦船のすでにある鋼構造が増大された反動力に耐えられるように、アダプタプレートおよび衝撃を緩衝する軸受と結合されて、船上に設置される。特に簡単な方法において、この組込みはモジュール構造で行うことができるので、船上でとりたてて言うほどの変更は不要であり、短時間のうちに組込みを完了することができる。１２７ｍｍより大きい口径を有する陸上大砲を、変更せずに使用することができ、発射デッキへ伝達される反動力が衝撃を吸収する軸受によって特に効果的に吸収されるので、発射デッキに対してアダプタプレートと付加的な衝撃ダンパーを技術的に簡単に適合させ、形成することによって、艦船技術のスタンダードを陸上技術のスタンダードと結合することができ、その際に、海軍のこの新しい要求需要は、コストのかかる新規な開発によってではなく、すでにある陸上大砲、好ましくは１５５ｍｍの戦車榴弾砲によってカバーされる。

艦砲として戦車榴弾砲１５５ｍｍの砲塔と兵器設備を、たとえばモジュラー状に使用することによって、特に好ましい方法で、大きい射程距離と標的における大きな効果を少ない誤差で得ることができる本発明に基づく大砲は、さらに好ましくは、インテリジェントな子弾薬、たとえば分解弾薬または霧弾薬などを伴うことができる。沿岸領域において、好ましくは４０ｋｍ以上の射程距離において、艦砲として戦車榴弾砲１５５ｍｍの兵器設備を有する砲塔を使用することが、安全な位置から陸上への射撃支援を可能とする。さらに好ましくは、船上の戦車榴弾砲のモジュラー状の組込みをラジアルダンパーの使用によってＡＢＣ密（ABC-dicht)にシールすることができるので、操作者を危険にさらすことが排除される。

艦砲として、戦車榴弾砲１５５ｍｍを使用する場合に、反動力の削減が行われなければならない。衝撃を吸収する弾性的な軸受によって、力の導入の時間が延長されるので、デッキにとって技術的に許容できる残留加速が得られる。この弾性的な軸受の使用にもかかわらず、大砲の弾性的な軸受の上方に配置されている照準が正確な目標方位決めを保証する。この位置方位決めは、砲塔ないし砲架に配置されている、ＧＰＳおよびサテライトナビゲーションを有する慣性プラットフォームによって可能になり、それによって空間内の砲身の位置と地上における地理学的位置が求められ、それによって従来の艦砲の艦船に関する影響が回避される。上述した理由から、本発明は、移動する艦船土台から移動する対象を射撃することを可能にする。

大きな射程距離は、艦船を陸から大きく離すことを可能にし、それによって艦船の位置測定を著しく困難にする。一方、船からは、陸上の目標をヘリコプターや無人機を介して簡単に位置測定することができる。好ましくは、本発明によって、携行弾（Traegergeschssen)の使用も可能となり、それによって小型爆弾を使用する場合に、１００％正確な目標座標を必要とすることなく目標に当たり、これは、海上で艦船が戦闘する場合に特別な利点となる。さらに好ましくは、本発明は、海上標的について海上での戦闘射程距離の倍増を可能にする。戦車榴弾砲の成熟した、インテリジェントなセンサ技術によって、船がさらに移動しているにもかかわらず、砲架はそれぞれ新たに方位決めされる。高い目標精度によって、実行すべき射撃の数を著しく削減することができる。戦車榴弾砲１５５ｍｍの砲塔と砲身を使用することによって、弾薬は陸軍と海軍の種々のユニット間で互換性を有する。軍艦は、本発明によって将来的に陸地内奥の目標とも闘うことができ、その場合にインテリジェントな（子）弾薬の使用が可能である。

本発明を、以下の図における実施例を用いて詳細に説明する。

図１は、海軍の艦船２の上部デッキ７上の陸用大砲１の構造を示している。図示の例においては、陸用大砲の高さ方向へ向けることのできる砲身１５を有する回転可能な砲塔３が、陸軍で使って成功している戦車榴弾砲の例で示されている。

砲塔３には、砲塔３ないし砲架に設けられたＧＰＳサテライトナビゲーションを有する、図では見えない慣性プラットフォームが設けられている。それが、空間内の砲身３の位置と、地上の地理的位置を測定する。サテライトナビゲーションを介して砲３の正確な位置が定められ、その結果、砲身１５の必要な方位が計算される。図示されていない射撃案内計算機が所望の目標座標を得て、艦船に起因する影響に関係なく、必要な弾道カーブを求める。発射のために、砲塔３が標的計算に応じてその軸線を中心に回動されて、砲身３が砲耳軸１６を中心に高さ方向へ向けられる。

砲身１５の反動力は、発射が行われた後に初めて作用する。次の発射のために、必要な方位が新たに計算される。艦船上では、反動力が艦船構造に障害をもたらすことが阻止されなければならない。これは、好ましくは、図２に示すアダプタ４ないしは衝撃を緩衝する軸受５を備えたアダプタプレートによって達成され、それらは、艦船２のすでにある鋼構造が増大した反動力に耐えるように、結合されて、艦船上に据え付けられる。

衝撃を緩衝する軸受５は、取付けフレーム６によって支持される。取付けフレーム６は、アダプタプレートと共に砲塔内にモジュラー状にユニットとして固定することができる。その場合に取付けフレーム６は、艦船の露出したデッキ７に設けられた穴の空間を補償し、デッキ７に設けられている穴端縁９上に固定することができるように、設計されている。

これは、それに応じた寸法の、艦船構造との結合部として端縁領域９に設けられた多重のねじ固定具１９によって行われ、そのねじ固定具１９は中間土台（たとえば鋳造材料）なしで、直接上部デッキと結合することができる。

砲塔旋回リム１２の下半分は、中間フレーム４、１３、あるいは、アダプタ４またはアダプタプレートと結合され、あるいは、その中に挿入されており、中間フレーム１３は衝撃を緩衝する軸受５と結合されている。アダプタプレート４ないし中間フレーム１３は、図示されていない方法で、大砲重量の力を支持体艦船の構造へ静的かつ動的に伝達するための、それぞれの肋材間隔に応じてスケーリングされた、一体化された補強構造を備えた、目的に応じた形状付与を有している。

衝撃を緩衝する軸受部材５は、エネルギを吸収するダンパーおよびショック部材からなり、最大約１５０ｍｍの緩衝距離上でデッキに伝達される力を許容レベルに減少させる。衝撃を緩衝する軸受５は、周面にわたってセグメント状に配置された軸受部材５’からなる。軸受部材５’は、それぞれ発射方向と高さ角度に従って押圧力と引張り力を吸収し、それによって弾性的に圧縮され、あるいは互いに引き延ばされて、衝撃を緩衝するように、中間フレーム４、１３と結合されている。軸受部材５’は、発射方向に応じて多軸負荷をかけることができ、かつ弾性的に変形することができる。軸受部材は、たとえばゴムミクスチャー、鋼ばねまたは他の適切な弾性変形可能なばね部材ないし緩衝部材で形成することができる。

取付けフレーム６は、衝撃緩衝する軸受５および砲塔３と共にモジュラー状にユニットとしてデッキ上に取り付け、かつ堅固に結合可能であるように、形成されている。取付けフレーム６はまた、他の順序での取付けも可能としている。すなわち、デッキ上にフレーム６を予め取り付けて、後から残りの部分を取付けフレーム内へ挿入することも可能である。

中間フレーム１３と取付けフレーム６の間を気密にＡＢＣシールするために、好ましくは中空ゴムチューブからなる、ラジアルダンパー１４が配置されている。

露出したデッキ上で、シールエプロン１０が、軸受部材５と部分的に取付けフレーム６を押し寄せる水に対して保護している。図示されていない方法で、艦船を戦車榴弾砲のモジュール１８と衝撃に対して安全なように結合することもできる。

上部デッキに対する下側の変形可能なシールが、機密性および／またはアース／接地の形成をもたらす。戦車榴弾砲を海軍の艦船へ組み込むことは、さらに、以下の改良をもたらす：

−弾薬供給を全自動化することができる；
−砲塔のためにステルステクノロジーを使用できる；
−水平の移送が可能である；
−砲塔を艦船の圧縮空気システムへ接続することが、効果的に可能であって、それによって自動的なチャージャーのために別体のコンプレッサを省くことができる；
−アクティブなパイプ冷却を使用できる；
−緩衝部材を簡略化するために、延長された後退装置を使用できる；
−射撃指揮を艦船上の出撃システムに結合して、艦船保護された射撃指揮システムの目標データを受け継ぐことができる。

艦船上に戦車榴弾砲の兵器設備を有する砲塔をモジュラー状に組み込むことを説明する側面図である。 戦車榴弾砲の砲塔のモジュラー構造を拡大して示している。 デッキ上に固定装置を有する従来の艦砲を示す上面図であって、その固定装置は戦車榴弾砲１５５ｍｍの砲塔を固定するためにも用いられる。

符号の説明

１ 大砲
２ 艦船
３ 砲塔／砲架
４ アダプタプレート
５ 衝撃を緩衝する軸受
５’ 緩衝部材／軸受部材
６ 取付けフレーム
７ デッキ
８ 穴
９ 端縁領域
１０ シールエプロン
１１ 砲塔ゴンドラ領域
１２ 砲塔旋回リム
１３ 中間フレーム
１４ ラジアルダンパー
１５ 砲身／武器設備／砲身
１６ 砲耳軸
１７ 旋回リム部分
１８ モジュール
１９ 多重ねじ固定

現在艦船上で使用される砲塔は、気密ではない。さらにその砲塔が艦船と剛に結合されているので、場合によって大口径の弾薬を使用した場合に反動力が直接艦船構造へ導入されて、艦船の破壊をもたらしてしまう。艦船構造を鋼で補強することは、大きい重量とそれに起因する明らかな欠点および著しいコスト増をもたらすことになる。
この種の大砲は、ＥＰ００５１１１９Ａ１から知られている。記載されているのは、大口径弾薬のための自動装填システムである。その場合に榴弾砲（１５５ｍｍ）が砲架上に固定されている。砲架がまた、船舶艦船デッキ上に据え付けられている。それによって、榴弾砲／砲架の反動力が直接船舶艦船構造内へ導入される、という問題が生じる。

この課題は、請求項１および５に挙げられた特徴により解決される。

砲塔３には、砲塔３ないし砲架に設けられたＧＰＳサテライトナビゲーションを有する、図では見えない慣性プラットフォームが設けられている。それが、空間内の砲身１５の位置と、地上の地理的位置を測定する。サテライトナビゲーションを介して砲３の正確な位置が定められ、その結果、砲身１５の必要な方位が計算される。図示されていない射撃案内計算機が所望の目標座標を得て、艦船に起因する影響に関係なく、必要な弾道カーブを求める。発射のために、砲塔３が標的計算に応じてその軸線を中心に回動されて、砲身１５が砲耳軸１６を中心に高さ方向へ向けられる。

Claims (17)

1. 艦船に大口径の大砲を組み込む方法であって、
   艦船（２）上に１２７ｍｍより大きい口径を有する陸上大砲（１）の砲身（１５）を備えた砲塔（３）が設置されることを特徴とする、艦船上に大口径の大砲を組み込む方法。
2. 艦船上に大口径の大砲を組み込む方法において、
   １２７ｍｍより大きい口径を有する陸上大砲（１）の砲身（１５）を備えた砲塔（３）が、艦船（２）のすでにある鋼構造が増大された反動力に耐えるように、アダプタプレート（４）および衝撃を緩衝する軸受（５）と結合されて、艦船上に設置されることを特徴とする艦船上に大口径の大砲を組み込む方法。
3. 衝撃を緩衝する軸受（５）が、取付けフレーム（６）によって支持され、
   取付けフレーム（６）がアダプタプレート（４）および砲塔（３）と共にモジュラー状に艦船（２）の上に固定され、
   取付けフレーム（６）は、艦船（２）の露出したデッキ（７）上に設けられた穴（８）の空間を塞ぐために用いられ、かつデッキ（７）の隣接した穴端縁領域上に固定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 取付けフレーム（６）上の衝撃を吸収する軸受（５）が、シールエプロン（１０）によって押し寄せる水に対して保護されていることを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
5. 砲塔（３）の下方にある砲塔ゴンドラ領域（１１）が、アダプタ（４）の、砲塔旋回リム（１２）と結合された中間フレーム（１３）と取付けフレーム（６）との間にあるラジアルダンパー（１４）によって、ＡＢＣ密にシールされていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 側方向に回転可能な砲塔と高さ方向へ向けられる兵器とを有する艦砲であって、
   大砲（１）が、戦車榴弾砲の砲塔（３）と砲身（１５）からなることを特徴とする艦砲。
7. １５５ｍｍの口径を有する戦車榴弾砲の砲塔（３）と砲身（１５）を特徴とする請求項６に記載の艦砲。
8. 砲身を備えた砲塔（３）ないし砲架が、艦船構造へ作用する許容できない反動力を回避するために、艦船側に固定可能な、衝撃を吸収する軸受（５）内に軸承されていることを特徴とする請求項６と７に記載の艦砲。
9. 砲塔（３）に固定された旋回リム（１２）の下方の旋回リム部分（１７）が、中間フレーム（４、１３）ないしアダプタまたはアダプタプレートと結合され、あるいは、その中に挿入されており、中間フレーム（４、１３）がさらに、衝撃を緩衝する軸受（５）と結合されていることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の艦砲。
10. 衝撃を緩衝する軸受（５）が、最大約１５０ｍｍの緩衝距離を有していることを特徴とする請求項８と９に記載の艦砲。
11. 衝撃を吸収する軸受（５）が、周面にセグメント状に配置されている軸受部材（５’）からなることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の艦砲。
12. 軸受部材（５’）は、それぞれ射撃方向および高さ角度に応じて押圧力または引張り力を吸収し、それに応じて弾性的に圧縮され、あるいは互いに離れる方向に引張られて、ショックを緩衝するように、中間フレーム（４、１３）と結合されていることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の艦砲。
13. 軸受部材（５’）は、多軸で負荷をかけることができ、かつ弾性的に変形可能であって、かつ、たとえばゴムテクスチャー、鋼ばねまたは他の適切な、弾性変形可能なばね部材ないし緩衝部材からなることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の艦砲。
14. 一方において露出したデッキ（７）と堅固に結合可能であり、他方では衝撃を吸収する軸受（５）を支持する、取付けフレーム（６）を特徴とする請求項６から１３のいずれか１項に記載の艦砲。
15. 好ましくは中空ゴムホースからなり、気密にＡＢＣシールするために中間フレーム（１３）と取付けフレーム（６）の間に配置された、ラジアルダンパー（１４）を特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の艦砲。
16. 軸受部材（５’）と取付けフレーム（６）が、シールエプロン（１０）によって押し寄せる水に対して保護されることを特徴とする請求項８から１４のいずれか１項に記載の艦砲。
17. 砲塔（３）ないし砲架に、慣性プラットフォームが設けられており、前記慣性プラットフォームがＧＰＳ支援される、高精密な慣性ナビゲーション設備を有しており、前記慣性ナビゲーション設備が空間内の砲身の位置と地球上での地理学的な位置を艦船に関する影響なしで直接求めることを特徴とする請求項６と７に記載の艦砲。

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