JP2020502465A - 軸外標的を検知するための誘導弾薬システム - Google Patents

軸外標的を検知するための誘導弾薬システム Download PDF

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Abstract

ミサイルに搭載されている固定されたセンサを使用してミサイルを標的へ航行させるためのシステムが開示される。一実施形態においては、システムが、ミサイルをエリア内に送達するために、事前にプログラムされたルートを進行する発射台を含む。ミサイルは、標的を検知するために、エリアを通る第1の飛行経路を進行する。第1の飛行経路に沿って標的が検知されない場合には、ミサイルは、第1の飛行経路に対して軸外にある標的を位置特定するために、第1の飛行経路とは異なる第2の飛行経路に移行する。ミサイルが第2の飛行経路を進行している間に、センサは、第1の飛行経路に対して軸外の位置に位置している標的を識別する信号を受信する。ミサイルは次いで、ミサイルを標的へ導くように第2の飛行経路を調整する。例示的な実施形態においては、第1の飛行経路は、直線状または円弧状であり、その一方で第2の飛行経路は、U字型、コークスクリュー型、またはらせん型である。

Description

[0001]本開示は、誘導弾薬システムに関し、より詳細には、軸外標的捕捉のための誘導弾薬システムに関する。
[0002]標的捕捉システムは、標的に対してミサイルまたは投射物などの弾薬を配備する目的のためにエリア内の標的を検知、識別、および位置特定するように構成されている。レーダーシステムなど、いくつかの標的捕捉システムはさらに、潜在的な標的の動きを追跡把握するように構成されている。標的のロケーションは、いったん識別されると、意図されている標的に向かってミサイルを誘導するためにミサイルまたは発射台によって使用されることが可能である。標的捕捉システムは、標的から反射されたまたはその他の形で受信された電波または赤外線信号などの入力に基づいて標的のロケーションを決定することが可能である。ミサイル上に配置されている標的捕捉システムに関しては、ミサイルは、入力を受信するためにエリア内の標的の近くへ発射されるかまたはその他の形で送達される。入力は、いったん受信されると、標的に向かってミサイルを誘導するために使用される。
[0003]本開示の1つの例示的な実施形態は、事前にプログラムされたルートに沿ってエリアへ進行する発射台によってエリアへ送達可能な誘導弾薬と、誘導弾薬が、はじめは、エリアを通る第1の飛行経路に沿って進行するように、そして第1の飛行経路上を進行しているときに軸上標的を識別しなかったことに応答して、エリアを通る第2の飛行経路へ移行するように構成されており、第2の飛行経路が第1の飛行経路とは異なっており、誘導弾薬が、第1の飛行経路に対する軸外標的を位置特定するように構成されている、誘導弾薬に搭載されているセンサと、センサが、誘導弾薬に対して配置されており、誘導弾薬が第2の飛行経路に沿って移動している際に、軸上標的を示す入力信号を検知するためのものである、を含む誘導弾薬システムを提供する。いくつかのケースにおいては、この誘導弾薬システムはさらに、標的に照射するための信号を送信するための信号生成器を含み、それによって信号は、標的から反射され、誘導弾薬のセンサによって受信される。その他のケースにおいては、センサは、30度と40度との間の視野を有する。いくつかのその他のケースにおいては、第2の飛行経路は、実質的にU字型の飛行経路を通るように誘導弾薬を誘導する事前にプログラムされた飛行経路である。さらに他のケースにおいては、誘導弾薬は、スイッチを含み、スイッチは、標的に対応するセンサによって受信された信号を識別するための信号識別子を誘導弾薬内に入力するためのものである。その他のケースにおいては、第2の飛行経路は、らせん状のまたはコークスクリュー状の飛行経路を通るように誘導弾薬を誘導する事前にプログラムされた飛行経路である。いくつかのその他のケースにおいては、誘導弾薬システムはさらに、発射台を含み、ここにおいて、発射台は、自律無人航空機であり、その自律無人航空機は、事前にプログラムされたルートに沿って移動するためのものである。その他のケースにおいては、誘導弾薬は、ミサイルであり、ミサイルに搭載されているセンサは、ミサイルに対して固定されている。
[0004]本開示の別の例示的な実施形態は、エリア内の事前にプログラムされたルートに沿って進行する発射台からミサイルが発射された後にミサイルを標的へ航行させるための方法を提供し、この方法は、エリア内の第1の飛行経路に沿ってミサイルを航行させることと、標的が第1の飛行経路に対して軸外にあることを決定したことに応答して、第1の飛行経路とは異なる第2の飛行経路に沿ってミサイルを航行させることと、第2の飛行経路が、ミサイルに搭載されている固定されたセンサを、第1の飛行経路に対する軸外ロケーションを見るように位置付けるためのものである、第2の飛行経路に沿って進行している間に、固定されたセンサを介して信号を受信することと、信号が、標的の存在を識別する、受信された信号に基づいてミサイルをエリア内の標的へ導くために第2の飛行経路を調整することとを含む。いくつかの場合においては、この方法はさらに、受信された信号に基づいて標的を識別することを含む。いくつかのそのような場合においては、標的を識別することは、受信された信号の信号識別子を、ミサイル上に格納されている標的情報と比較することを含む。さらに他の場合においては、第2の飛行経路に沿ってミサイルを航行させることは、ミサイルが標的を検知することなく第1の飛行経路に沿ってエリアを通って事前に定義された距離を進行したことに応答して開始する。いくつかのそのような場合においては、事前に定義された距離は、少なくとも2キロメートルである。その他の場合においては、第2の飛行経路に沿ってミサイルを航行させることは、ミサイルが標的を検知することなく時間の事前に定義された期間にわたってエリアを通って進行したことに応答して開始する。いくつかのそのような場合においては、時間の事前に定義された期間は、少なくとも5秒である。その他のいくつかの場合においては、第2の飛行経路に沿ってミサイルを航行させることは、第2の飛行経路の開始の前に発射台がエリアを去ることを可能にするための分離基準が達成された後に開始する。
[0005]本開示の別の例示的な実施形態は、1つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに、ミサイルをエリア内の標的へ航行させるためのプロセスが遂行されるようにする複数の命令を符号化している1つまたは複数の非一時的なマシン可読媒体を含むコンピュータ可読媒体を提供し、そのプロセスは、エリア内の第1の飛行経路を通るミサイルの航行をもたらすことと、標的が第1の飛行経路に対して軸外にあることを決定したことに応答して、第1の飛行経路とは異なる第2の飛行経路に沿ったミサイルの航行をもたらすことと、第2の飛行経路が、ミサイルに搭載されている固定されたセンサを、第1の飛行経路に対する軸外ロケーションを見るように位置付けるためのものである、第2の飛行経路に沿って進行している間に、固定されたセンサを介して信号を受信することと、信号が、標的の存在を識別する、受信された信号に基づいてミサイルをエリア内の標的へ導くための第2の飛行経路の調整をもたらすこととを含む。いくつかのケースにおいては、プロセスは、受信された信号に基づいて標的を識別することをさらに含む。その他のケースにおいては、第2の飛行経路に沿ったミサイルの航行をもたらすことは、ミサイルが時間の事前に定義された期間および事前に定義された距離のうちの少なくとも1つにわたって第1の飛行経路に沿ってエリアを通って進行したことに応答して開始する。さらに他のいくつかのケースにおいては、第2の飛行経路を通るミサイルの航行をもたらすことは、発射台がエリアを去ることを可能にするための分離基準が達成された後に生じる。その他のケースにおいては、第2の飛行経路は、U字型のまたはらせん状のまたはコークスクリュー状の飛行経路を通るようにミサイルを誘導する事前にプログラムされた飛行経路である。
[0006]本明細書において記述されている特徴および利点は、すべてを網羅したものではなく、とりわけ、図面、明細書、および特許請求の範囲を考慮すれば、当技術分野における標準的な技術者にとっては、多くのさらなる特徴および利点が明らかになるであろう。その上、本明細書において使用されている言葉は、主として読みやすさおよび教示上の目的のために選択されており、本発明の主題の範囲を限定するために選択されているのではないということに留意されたい。
[0007]本開示の一実施形態による、発射台と、その発射台から遠くに配置されている信号生成器とを含む、標的の周囲のエリアの斜視図。 [0008]本開示の一実施形態による、発射台と信号生成器とを含む、標的の周囲のエリアの上面図。 [0009]本開示の一実施形態によるミサイルの側面図。 [0010]本開示の一実施形態に従って構成されているミサイルのブロック図。 [0011]本開示の実施形態による、ミサイルを標的へ航行させるための例示的な方法のフローチャート。 [0012]本開示の一実施形態による、台からのミサイルの発射を示す、エリアの上面図。 [0013]本開示の一実施形態による、ミサイルの第1の経路に対して軸外位置にある標的を識別する信号を示す、エリアの上面図。 [0014]本開示の一実施形態による、エリア内のミサイルのための第2の飛行経路を示す、エリアの上面図。 [0015]本開示の別の実施形態による、エリア内のミサイルのための第2の飛行経路を示す、エリアの側面図。 [0016]本開示の一実施形態による、第2の飛行経路を進行している際に標的を捕捉するミサイルを示す、エリアの上面図。 [0017]本開示の一実施形態による、第2の経路を進行している際に標的を捕捉するミサイルを示す、エリアの側面図。
[0018]本明細書に記載されている図とともに以下の詳細な説明を読むことによって、本発明の実施形態のこれらおよびその他の特徴が、よりよく理解されるであろう。添付の図面は、縮尺どおりに描かれることを意図されていない。明確さの目的のために、あらゆる図面においてあらゆるコンポーネントがラベル付けされているとは限らない場合がある。
[0019]ミサイル、無人航空機(UAV)、ロケット、またはその他の投射物などの誘導弾薬を標的へ航行させるように構成されている誘導弾薬システムのための技術およびアーキテクチャーが開示される。誘導弾薬、たとえば誘導ミサイルは、標的を識別する信号を検知するように構成されていてミサイル上に配置されている固定されたセンサを含む。このシステムは、エリア内にミサイルを送達および発射するために、事前にプログラムされたルートを進行するように構成されている発射台を含む。ミサイルは、発射後に、ミサイルに対する軸上標的を検知するために、エリアを通る第1の飛行経路(たとえば、最初の飛行経路)を進行する。軸上標的とは、第1の飛行経路上でミサイルの前に位置しているまたはミサイルにとってその他の形で「見える」標的であり、それによって、その標的を識別する信号は、センサの視野(FOV)内で受信されるかまたはその他の形で検知される。第1の飛行経路上で標的が検知されない場合には、ミサイルは、第1の飛行経路に対する軸外標的を位置特定するために、第1の飛行経路とは異なる第2の飛行経路を進行する。軸外標的とは、標的がミサイルの第1の飛行経路に対してミサイルの横におよび/または後ろにある場合、またはその他の場合など、ミサイルが第1の飛行経路上にあるときにセンサのFOVの外側に位置している標的である。いくつかの実施形態によれば、第2の飛行経路は、らせんまたはコークスクリューまたはU字型など、標的が位置特定されると思われるエリアのより大きな部分にミサイルセンサをさらすように成形されているかまたはその他の形で構成されている。ミサイルが第2の飛行経路に沿って移動した結果として、センサは、第1の飛行経路に対する軸外位置に位置している標的を識別する信号を受信する。ミサイルは、信号を受信したことに応答して、受信された信号を使用して、ミサイルを標的へ導くように第2の飛行経路を調整する。
全般的な概要
[0020]ドローンなどのUAVは、ミッションを達成する目的で、飛行経路などのルートに沿って位置している脅威を識別して交戦するために偵察および監視を効果的に実行することが可能である。1つの例においては、これらの輸送手段は、遠くから発射され、事前にプログラムされたルートを実行するように搭載コンピュータを使用して誘導される。いくつかの場合においては、UAVは、誘導ミサイルおよびロケットなどの誘導弾薬を使用して、識別された脅威と交戦する。一例として、誘導ミサイルは、飛行経路に沿って位置している標的へUAVによって送達されることが可能である。例示的な目的のために、本明細書における例は、ミサイルを使用することになるが、いかなる誘導弾薬も同等とみなされるということが理解される。標的から反射されたまたはその他の形で放射された信号、たとえば、レーザー、無線周波数、またはレーダー信号が、標的に向かってミサイルを正確に誘導するためにミサイルによって検知される。信号は、ミサイル上に配置されているセンサの視野(FOV)内にその信号がある場合に検知される。ミサイルの前に位置している標的(それによって、標的から反射された信号がセンサのFOV内で受信される標的)が、軸上標的である。したがって、ミサイルに対する軸上標的の位置は、ミサイルが標的を検知して交戦することを可能にする。ミサイルの横におよび/または後ろに位置している標的などの軸外標的は、センサのFOVの外側に信号を反射し、したがって誘導弾薬システムにとって難題を提示する。たとえば、固定されたまたはその他の形で回転不可能なセンサを有するミサイルは、標的を識別する信号が、ミサイルに基づくセンサのFOV内で受信されることが可能になるように標的に対して発射台を位置付けるべくその台が自らの飛行経路を調整することを必要とする。事前にプログラムされたルートを実行する自律ドローンなどの自己誘導式の発射台に関しては、そのような位置調整が行われることは不可能であり、ひいては軸外標的が交戦されることは不可能である。ジンバルに取り付けられているセンサなどの回転可能なセンサを有するミサイルは、コスト効率がよくなく、そしてまたミサイルに関する潜在的な適用を限定する。たとえば、回転可能なセンサは、しばしばミサイルのサイズおよび重量を増大させ、ひいては、ミサイルを発射することができる台を限定する。加えて、回転可能なセンサは、センサの適切な機能および精度を確実にするために必要とされるさらなるコンポーネントの数に起因して、固定されたセンサよりも複雑および高価である。
[0021]この目的で、ミサイル、ロケット、または投射物などの誘導弾薬を標的へ航行させるように構成されている誘導弾薬システムのための技術およびアーキテクチャーが開示される。誘導弾薬、たとえば誘導ミサイルは、標的を識別する信号を検知するように構成されている固定された搭載センサを含む。信号は、たとえば、標的へ導かれた照射信号の反射されたバージョン、または代替として、標的そのものから放射する信号であることが可能である。そのようないずれのケースにおいても、ミサイルに基づくセンサにおいて受信された信号は、標的と交戦するために使用されることが可能である。固定されたセンサは、ミサイルに対して動かない(たとえば、ジンバルに取り付けられているセンサではない)センサである。例示的な実施形態においては、固定されたセンサは、30度〜40度の間のFOVを有するセミアクティブレーザーシーカーである。センサは、エリア内で標的から反射されたまたはその他の形で発する信号(たとえば、レーザー、無線周波数、またはレーダー信号)を自らのFOV内で検知するかまたはその他の形で受信するように構成されている。加えて、ミサイルはまた、いったんミサイルが発射台から放たれたらそのミサイルを操作して、そのミサイルを飛行経路に沿って標的に向かって誘導するために、飛行制御、誘導、および標的捕捉システムなどの1つまたは複数の搭載コンピューティングシステムを含む。飛行経路は、エリア内でミサイルが進行する実際のまたは計画されたコースである。飛行制御および/または誘導システムは、ミサイルの飛行経路を標的へのライン上に保つように必要に応じて調整するためにミサイルの1つまたは複数の制御表面を操作するためのコマンドまたは命令を生成するように構成されている。標的捕捉システムは、固定されたセンサのFOVにおいて受信された信号に基づいて標的を識別するように構成されている。
[0022]ミサイルは、発射台を使用してエリアへ送達される。発射台は、エリア内にミサイルを送達および発射するために、事前にプログラムされたルートに沿って進行するように構成されている。1つの例示的な実施形態においては、発射台は、所望のミッション目的を達成するために特定のルートを進行するように事前にプログラムされているドローンなどの自律UAVである。発射台は、結果として、標的と交戦するために自らの飛行経路を変更するかまたはその他の形で修正することが不可能である。遠くのロケーションから、発射台が発射されること、そしてその後に、標的を含むエリアへ、およびそのエリアを通るように操作されることが可能である。
[0023]発射台は、いったんエリア内に入ると、ミサイルをエリアへ発射またはその他の形で送達する。ミサイルは、発射後に、エリアを通って第1の飛行経路に沿って進行するように構成されている。第1の飛行経路は一般に、エリア内で標的を検知する可能性が見込まれる任意の経路であることが可能であり、いくつかの実施形態においては、エリアを通る直線状のまたは円弧状の経路である。いずれのケースにおいても、ミサイルは、軸上標的を検知するかまたはその他の形で識別するために第1の飛行経路に沿って進行する。前に説明されているように、軸上標的とは、所与の飛行経路に関してミサイルのFOV内に位置している標的である。ミサイルは、加速度計などの搭載センサからの入力を使用してミサイルを操作するように構成されている飛行制御および誘導システムなどの搭載コンピューティングシステムを使用して第1の飛行経路に沿って進行するように構成されている。ミサイルを制御するために、発射台または通信ステーションからの遠隔通信信号などの遠隔通信信号が使用されることはない。ミサイルは、エリア内の標的を識別する信号を探索して第1の飛行経路に沿って進行する。いくつかの実施形態によれば、エリア内に存在する信号生成器によって生成された信号などの信号が、標的へ送信され(標的に照射することとしても知られている)、標的の周囲のエリアへと反射される。その他の実施形態においては、信号は、標的そのものによって生成され、そこから発する。いずれのケースにおいても、標的を示す信号がセンサのFOV内で受信された場合には、ミサイルは、標的を識別して交戦するように構成されている。いくつかのそのような実施形態においては、ミサイルは、時間のある期間(たとえば、5秒など、3〜10秒)にわたって第1の飛行経路を進行するように構成されている。その他の実施形態においては、ミサイルは、第2の飛行経路を実行する前に、標的の検知がない状態で、指定された距離(たとえば、2キロメートルなど、1〜4キロメートル)を進行するように構成されている。
[0024]ミサイルは、第1の飛行経路に対する軸外標的を位置特定するために、第1の飛行経路とは異なる第2の飛行経路を通って進行するように構成されている。ミサイルは、第1の飛行経路に関連付けられている所与のタイミングまたは距離に基づく探索基準内で第1の飛行経路に沿ってミサイルが標的を検知しなかったことに応答して第2の飛行経路に沿って進行するように構成されている。例示的な実施形態においては、たとえば、第2の飛行経路は、ミサイルの第1の飛行経路に対して異なる方向にセンサを配置する、エリアを通る事前にプログラムされた飛行経路である。事前にプログラムされた飛行経路は、ミサイルの動きを制御するための命令および/またはコマンドのセットであり、ミサイルを発射する前にミサイルにアップロードされるかまたは格納搭載されるかまたはその他の形でアクセス可能である。第2の飛行経路は、ミサイルがミサイルの第1の飛行経路に対する軸外標的を検知することを可能にする。前に説明されているように、軸外標的は、第1の飛行経路に対してセンサのFOVの外側に位置している標的である。ミサイルが第2の飛行経路を進行するにつれて、センサのFOV内のエリアは変わり、それによってセンサは、第1の飛行経路に対して軸外にある標的を識別するためにエリアのさまざまな部分をスキャンするかまたはその他の形で探索する。第2の飛行経路は、いくつかの実施形態においては、U字型またはコークスクリュー状またはらせん状の飛行経路である。ミサイルは、第2の飛行経路に沿って移動している間に、ミッションパラメータ(たとえば、関心のあるエリアのサイズ、最初のミサイル高度およびサイズ、ならびに意図されている標的の形状シグネチャ)に応じて一定のまたは変わり得る速度で降下する可能性がある。
[0025]第2の飛行経路に沿って標的信号を受信したことに応答して、ミサイルは、受信された信号を使用して、ミサイルを標的へ導くように第2の飛行経路を調整する。例示的な実施形態においては、ミサイルは、受信された信号をセンサのFOV内に保持するように第2の飛行経路を調整するように構成されている。受信された信号を使用して、ミサイルの誘導および飛行制御システムは、標的に向かってミサイルを誘導するようにミサイルの制御表面を操作するための命令およびコマンドを生成および/または送信するように構成されている。ミサイルが標的と衝突するかまたはその他の形で交戦するまで、ミサイルは、信号をセンサのFOV内に保持するように自らの飛行経路を調整し続ける。
例示的な軸外標的捕捉用途
[0026]図1Aは、本開示の一実施形態による、標的80の周囲のエリア10(このエリアは、一般に発射台30と信号生成器90とを含む)の斜視図である。エリア10は、標的と交戦するために誘導ロケットまたはミサイルなどの弾薬が配備されることが可能である、標的の周囲の(たとえば、標的のすぐ近くの場所内の)地域および空域である。いくつかの実施形態においては、エリア10は、地域におけるバリエーション(たとえば、川、小川、丘、もしくは山)、および/または標的を収容しているもしくはその他の形で保護している建物を含むことが可能である。例示的な実施形態においては、エリア10は、標的80のロケーションを含む20平方マイルのエリアである。エリア10は、本明細書においてさらに記述されているように、弾薬が標的80と交戦することを可能にするように調整されることまたはその他の形で修正されることが可能である。さらに理解されることが可能であるように、信号92が、信号生成器90から標的80に(その標的に照射するために)提供され、その照射信号92の反射されたバージョンがさらに、標的80から、ミサイル35が探索を行っているエリア10へと提供される。
[0027]発射台30は、ミサイル35を移送し、ミサイル35を標的80の周囲のエリア10へ送達する。例示的な実施形態においては、発射台30は、ミッション目的を達成するために、事前にプログラムされたルートを実行するように構成されている搭載コンピューティングシステムおよびセンサを含む自律UAVなどの計装計測輸送手段である。UAVとは、人間のパイロットが搭乗していない状態で航行するように構成されているドローンなどの航空機である。自律UAVとは、事前にプログラムされたルートに沿ってこの輸送手段を操作するためにアビオニクスを制御するフライトコンピュータを含んでいて、発射台および/または通信ステーションからの通信信号を使用して遠隔制御される必要がないUAVである。事前にプログラムされたルートとは、いくつかの実施形態による、ファームウェアまたはソフトウェアを使用して台30内に提供されるかまたはその他の形でプログラムされる飛行経路である。台30は、いったん発射されると、典型的には、たとえば本明細書においてさらに記述されているように軸外標的と交戦するために自らの事前にプログラムされたルートから逸脱することはない。発射台30は、上下、横から横、前後、ヨー、ロール、およびピッチという、台30(たとえば、台の中心軸または中点)に対する方向のうちのいずれか1つにおける測定値を提供するように構成されているセンサ(たとえば、ジャイロスコープおよび加速度計など)を含むことが可能である。それらのセンサ測定値は、次いで、台30の向きを判定するために使用されることが可能である。そのような情報はさらに、ミサイル発射の時点での台からミサイルへの制御の引き渡しを容易にすることが可能である。
[0028]所望のミッション目的を達成するために、発射台30は、エリア10内でミサイル35を発射するように構成されている。発射台30にとってのミッション目的は、エリア10内の事前にプログラムされたルートに沿って位置している脅威(たとえば、標的80)を識別して交戦するための偵察および監視を含むことが可能である。発射台30は、識別された標的を破壊するために誘導ミサイル35(以降では、ミサイル35と呼ばれる)などの誘導弾薬を発射することによってその標的と交戦するように構成されている。誘導弾薬とは、特定の標的と正確に交戦するように構成されているミサイル、UAV、ロケット、または投射物などの武器である。例示的な実施形態においては、ミサイル35は、本明細書においてさらに記述されているように、標的からの(たとえば、標的から反射されてきた)信号を検知するかまたはその他の形で受信するように構成されているセミアクティブレーザーシーカー、光検知器、または熱イメージセンサ(たとえば、冷却または非冷却熱イメージングセンサ)などの固定されたセンサを含む。ミサイル35は、信号を受信したことに応答して、標的80を識別してミサイル35を標的80へ誘導するために、受信された信号を処理するように構成されている。ミサイル35は、発射台30を使用して配備されることが可能である任意の誘導ミサイル、ロケット、または投射物であることが可能である。弾薬は、その他のいくつかの実施形態においては、ミサイルよりもむしろ、UAVなどの発射台30である。そのような実施形態においては、発射台30は、弾頭を搭載し、UAVを標的80内へまたは標的80に対してその他の形で十分に近くへ操作することによって標的80と交戦するように構成されている。
[0029]エリア10内には、標的80がある。標的80は、本明細書においてさらに記述されているように、受信された信号に基づいて、認識可能な脅威としてミサイル35によって識別される任意の物理的な物体または人であることが可能である。標的80は、いくつかの場合においては、建物または仮設構造物などの固定された標的である。その他の場合においては、標的80は、図1Aにおいて示されている戦車など、可動性を有する標的である。標的80は、そのタイプを問わず、ミサイル35上のセンサによって受信されることが可能である信号92を使用して識別され、そしてミサイル35は、受信された信号92を使用してエリア10内の標的80と交戦するように構成されている。
[0030]ミサイル35は、エリア10内に位置している信号生成器90から作成された信号92を使用して標的80を識別するように構成されている。たとえば、ミサイル35は、信号92を使用してミサイル35を標的80に向かって導くように構成されている誘導システムを含むことが可能である。信号92は、標的情報を送信することが可能な無線、レーダー、およびレーザー信号などの任意の通信またはデータ信号であることが可能である。標的情報とは、エリア内の、および/またはミサイル35に対する標的の位置、距離、スピード、および高度を判定するために使用されることが可能である情報である。例示的な実施形態においては、信号生成器90は、標的検知の目的のために標的80に照射するために信号92を生成して標的80へ送信するように構成されている標的照準器である。理解されることが可能であるように、信号生成器90は、標的80の周囲のエリア10内に配置されることが可能である。信号生成器90は、その他のいくつかの実施形態においては、発射台30に搭載されて搬送されることが可能である。次いで信号92は、標的80から反射され、標的80の周囲のエリア10へと送信され、そこで信号92は、ミサイル35上に配置されているセンサによって受信されることが可能である。反射された信号92は、その信号92がミサイル35上のセンサの視野(FOV)内にある場合に検知される。反射された信号92は、いったん受信されると、処理されて、ミサイル35を標的80へ航行させるために使用される。
[0031]図1Bは、本開示の一実施形態による、発射台30と信号生成器90とを含む、標的80の周囲のエリア10の上面図である。発射台30がエリア10に入ったときに、標的80は、発射台30に対するいくつかのロケーションのうちの1つに位置している可能性がある。たとえば、標的80が、発射台30の前に、ひいてはミサイル35の前に直接に位置している場合には、その標的は、前述されているように軸上標的である。しかしながら、軸上標的を識別することは、ほとんどの場合においてありそうもない。なぜなら、標的80が発射台30の事前にプログラムされたルートに沿って位置していること、そしてそれによって、標的80を識別する信号が、ミサイル35上に配置されているセンサのFOV内にあることはまれだからである。より頻繁には、標的80は、発射台30の前に位置しておらず、ひいては標的80は、センサのFOVの外側にあり、軸外標的である。これは、図1Bにおいて示されており、図1Bにおいては、発射台30は、標的80が台30の後ろにおよび横に位置するようにエリア10内に配置されている。理解されることが可能であるように、信号生成器90によって送信された信号92は、標的80から反射され、台30およびミサイル35の後ろに投射される。したがって、ミサイル35上に配置されている固定されたセンサは、信号92を受信するようには配置されていない。したがって、台30が自らの事前にプログラムされたルートから逸脱することを必要とせずにミサイル35が標的80と交戦するために、ミサイル35は、標的80を探し出すように構成されている。
システムアーキテクチャーおよびオペレーション
[0032]図2Aは、本開示の一実施形態によるミサイル35の側面図である。エリア内の潜在的な脅威と交戦して破壊するために、誘導ミサイル、ロケット、および投射物などの弾薬が使用される。理解されることが可能であるように、ミサイル35は、本体210および制御表面220を含む。本体210は、ミサイル35を操作するための内部コンポーネントを収納するように、およびミサイルが飛行経路に沿って進行することを可能にするための空気力学的形状を提供するように構成されている。
[0033]本体210に取り付けられているのは、制御表面220である。制御表面220は、ミサイル35を標的に向かっておよび/またはミサイル軌道に沿って制御するかまたはその他の形で誘導するように構成されているエアフォイル、方向舵、垂直安定板、翼、昇降舵、および補助翼などの可動表面である。ミサイル35は、ミサイル35の用途に応じて、本体210に沿って配置されている任意の数の制御表面220を有することが可能である。例示的な実施形態においては、ミサイル35は、後部に配置されている尾部垂直安定板と、本体210の中央に配置されている翼とを有する。本開示に照らせば、その他の多くの構成が明らかになるであろう。
[0034]図2Bは、本開示の一実施形態に従って構成されているミサイル35のブロック図である。ミサイル35の本体210内には、飛行制御システム230、誘導システム260、および標的捕捉システム280がある。例示的な実施形態においては、飛行制御システム230は、ミサイルを標的に向かって航行させるために、事前にプログラムされた飛行経路に沿ってミサイル35の動きを制御するように構成されている。飛行制御システム230は、プロセッサ235、メモリ240、およびスイッチ250を含む。
[0035]プロセッサ235は、命令およびデータをコンパイルして配布するようにプログラムされているかまたはその他の形で構成されている。たとえば、いくつかの実施形態においては、プロセッサ235は、誘導システムの1つまたは複数のセンサからの信号を使用してミサイル35のための事前にプログラムされた飛行経路を実行するように構成されている。外部ソース(たとえば、標的)からの受信された信号は、標的と交戦させるようにミサイルの飛行経路を調整するためにプロセッサ235によって分析される。ミサイルの飛行経路を調整するために、プロセッサ235は、標的の周囲のエリアの表面(たとえば、地面)に対するミサイルの向きを決定する(たとえば、ミサイルが上下逆さまであるかどうかを決定する)ように構成されている。ミサイルの向きは、ミサイル上に作用する磁力および/または重力を測定するための磁力計、速度センサ、および加速度計などのセンサを使用して複数の方法で決定されることが可能である。イメージホライゾン検知などのその他の方法が、ミサイルの向きを決定するためにプロセッサ235によって実施されることも可能である。プロセッサ235は、ミサイル35の制御表面220を操作するために電気機械アクチュエータなどの制御メカニズムに対する命令および/またはコマンドを生成して送信することによってミサイル35の飛行経路に対する変更または調整を開始する。プロセッサ235によって生成された命令および/またはコマンドは、センサ入力を分析してミサイル制御表面220のための調整を決定するルーチンおよびサブルーチンなどのファームウェアおよび/またはソフトウェアを使用して実行されることが可能である。プロセッサ235は、飛行経路データ(たとえば、命令および/またはコマンド)をメモリ240へ転送するように構成されており、メモリ240では、そのようなデータは、システムによる今後の使用(たとえば、さらなる飛行経路調整)のために保持されることが可能である。
[0036]理解されることが可能であるように、メモリ240は、プロセッサ235と通信状態にあり、および/またはプロセッサ235によってその他の形でアクセス可能である。例示的な実施形態においては、プロセッサ235によって作成および/または管理されるデータは、ミサイル35のさまざまなオペレーションをサポートするためにメモリ240内に格納される。イメージ、地図、センサ測定値、信号識別子、およびルックアップテーブルなどのデータが、ミサイル35のための飛行経路を決定するためにメモリ240を介してプロセッサ235にとってアクセス可能にされる。メモリ240は、任意の適切なタイプ(たとえば、RAMおよび/もしくはROM、またはその他の適切なメモリ)ならびにサイズのものであることが可能であり、いくつかのケースにおいては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、またはそれらの組合せを用いて実装されることが可能である。メモリ240は、1つまたは複数のプロセッサによって実行されたときにプロセスに従った電子デバイスのオペレーションを容易にする複数の命令を符号化している1つまたは複数の非一時的なマシン可読媒体を含むコンピュータプログラム製品など、非一時的なデータ格納が可能な任意の物理的なデバイスであることも可能である。
[0037]スイッチ250は、プロセッサ235に接続されているかまたはプロセッサ235とその他の形で通信状態にあり、データを飛行制御システム230内にプログラムするように構成されている。例示的な実施形態においては、スイッチ250は、レーザーコードスイッチアセンブリ(LSA)スイッチグループなどのスイッチグループの一部である。LSAスイッチグループは、選択されたレーザーコードのレーザー信号を捕捉するようにミサイルを手動で構成するために使用される。いくつかの実施形態においては、スイッチ250は、信号識別子を入力するように構成されているトグルまたはロータリースイッチである。信号識別子は、標的からの信号を識別するためにプロセッサ235によって使用される一意の指定子である。プロセッサ235は、受信された信号が標的に対応しているかどうかを決定するために、受信された信号の信号識別子を、スイッチ250の設定に基づく信号識別子と比較するように構成されている。
[0038]飛行制御システム230は、誘導システム260に動作可能に結合されているかまたは誘導システム260とその他の形で通信状態にある。誘導システム260は、ミサイル35をその飛行経路に沿って航行させるように構成されている。例示的な実施形態においては、誘導システム260は、セミアクティブ誘導システムである。セミアクティブ誘導システムは、アクティブ誘導システムによって行われるように信号を生成するよりもむしろ、ミサイルを標的へ誘導するための信号(たとえば、標的を識別する信号)を受信する。信号生成器などのその他のデバイスによって生成された信号が、標的に向かって送信されること(標的に照射することとしても知られている)が可能であり、そして標的から標的の周囲の空間へと反射されるかまたはその他の形で送信される。結果として、エリア内を進行しているミサイル35は、反射された信号を検知するかまたはその他の形で受信し、次いで標的と交戦することへ進むことが可能である。
[0039]例示的な実施形態においては、誘導システム260は、慣性航法システムである。慣性誘導システムは、ミサイルの向きおよび速度を決定するように構成されているファームウェアおよび/またはソフトウェアならびにセンサ(たとえば、加速度計265、回転センサ270、および速度センサ275)を含むコンピューティングシステムである。加速度計265は、ミサイルの加速を測定するように構成されている。ジャイロスコープまたはヨー速度センサなどの速度センサ270は、ミサイルの軸に対するミサイルの動きの変化の角速度を測定するように構成されている。慣性航法システムは、外部の航行基準(たとえば、リモートトラッキングステーションからの通信信号)の使用を伴わずにミサイルの位置、向き、および速度を決定することが可能である。その他のいくつかの実施形態においては、慣性誘導システムは、エリア内におけるミサイルの前の位置の推定に基づいてエリア内におけるミサイルの位置を決定するように構成されている。
[0040]誘導システム260は、エリアを通っておよび/またはエリア内に位置している識別された標的へミサイルを誘導するためのいくつかのモードのうちの1つで動作することが可能である。例示的な実施形態においては、誘導システム260は、(1)ロール速度の制御、(2)ロール姿勢制御ならびにピッチおよびヨー速度/姿勢制御、(3)信号捕捉済みおよび追跡誘導、(4)サステインFOVセーバー、ならびに(5)比例航法〜標的迎撃という操作モードを使用してミサイル35を航行させる。ミサイルは、発射後に、はじめはミサイルを安定化するためにロール速度制御モードで操作されることが可能であり、それによって、(ミサイルが上下逆さまの向きに回転するのを防止するために)所望のミサイルの向きが保持されることが可能である。ミサイル35は、いったん安定化されると、エリアを通るようにミサイル35を航行させるためにロール姿勢制御ならびにピッチおよびヨー速度/姿勢制御モードで動作するように構成されている。ミサイル35は、信号を捕捉すると、検知された標的へ向かうようにミサイル35の軌道を調整するために信号捕捉済みおよび追跡誘導モードで動作するように構成されている。ミサイル35が標的と交戦することを確実にするために、ミサイル35は、サステインFOVセーバーモードおよび比例航法〜標的迎撃モードで動作するように構成されている。
[0041]理解されることが可能であるように、飛行制御システム230はまた、標的捕捉システム280とインターフェース接続している。標的捕捉システム280は、ミサイル35が標的と効果的に交戦することができるように十分な精度を伴って標的を検知、識別、および位置特定するように構成されているシステムである。標的捕捉システム280は、センサ285を含む。例示的な実施形態においては、センサ285は、分散開口型セミアクティブレーザーシーカーなどのセミアクティブレーザーシーカーである。センサ285は、その他の実施形態においては、光検知器、レーダー検知器、熱イメージ、および/またはビデオセンサであることが可能である。センサ285は、ジンバルに取り付けられているセンサとは異なり、固定されたまたはその他の形で回転不可能なセンサであり、それによってセンサ285は、ミサイル35に対して動かない。センサ285は、ミサイル35の前部にまたは前部付近に配置されること、ならびに標的からの信号(たとえば、可視光および不可視光、熱エネルギー、または無線周波数波)を検知するように構成されることが可能である。信号は、その信号がセンサ285のFOVに入ったときに検知される。センサ285のFOVは、30度と40度との間など、標的からの信号を検知するための十分な範囲を提供することが可能な任意のサイズであることが可能である。
軸外標的を位置特定するための例示的な方法
[0042]図3は、本開示の一実施形態による、エリア内の事前にプログラムされたルートに沿って進行している発射台からミサイルが発射された後にそのミサイルを標的へ航行させるための例示的な方法300のフローチャートである。方法300は、発射台からミサイルを発射すること304を含み、そのミサイルは、固定されたセンサを含む。例示的な実施形態においては、発射台は、ドローンなどの自律UAVであり、その自律UAVは、エリアへ進行するように、および標的と交戦するためにそのエリア内でミサイルを発射するようにプログラムされている。これは、図4Aにおいて示されており、図4Aにおいては、発射台30は、事前にプログラムされたルートに沿ってエリア10へミサイル35を移送する。ミサイル35は、エリア10の上のある距離で発射台30から発射される。ミサイル35は、いったん発射されると、エリア10内の標的80を識別するためにエリア10内の第1の飛行経路404に沿って進行する。標的80は、標的80から反射された信号が、ミサイル35上に配置されている固定されたセンサのFOV内で受信されたときに識別される。
[0043]方法300はさらに、標的が第1の飛行経路に対して軸外にあるということを決定すること308を含む。例示的な実施形態においては、ミサイルは、ミサイル上に配置されているセンサのFOV内で標的を識別する信号を受信していないことに応答して、ミサイルの第1の飛行経路に対して軸上位置に位置している標的がないということを決定するように構成されている。これは、図4Bにおいて示されており、図4Bにおいては、ミサイル35は、ミサイル35上のセンサのFOV408内に位置している標的(たとえば、ミサイル35の前に位置している軸上標的)を捕捉するかまたはその他の形で識別するために第1の飛行経路404に沿って移動する。理解されることが可能であるように、標的80は、センサのFOV408の外側に位置している。結果として、信号生成器90によって送信されて標的80から反射された信号92は、センサのFOV408の外側に位置している。信号92は、したがって、ミサイル35上のセンサによって受信されない。それに応答して、ミサイル35は、ミサイル35の第1の飛行経路404に対して軸上位置に位置している標的がないということを決定するように構成されている。それに応答して、ミサイル35は、標的80がミサイル35の第1の飛行経路404に対して軸外位置にあるということを決定する。
[0044]いくつかの場合においては、標的の周囲のエリアは、通信信号など、標的に関連付けられていない信号を含む可能性があり、それらの信号が、ミサイル上のセンサによって受信される可能性がある。標的を識別する信号と、非標的信号との間を区別するために、ミサイルは、信号識別子を使用して、センサによって受信されたそれぞれの信号を分析するように構成されている。信号識別子とは、標的から信号を識別するためにプロセッサによって使用される一意の指定子(たとえば、信号周波数)である。信号識別子は、本明細書において前述されているように、ミサイル上に配置されている1つまたは複数のスイッチを使用してミサイル内にプログラムされるかまたはその他の形で入力される。ミサイルが第1の飛行経路に沿って進行するにつれて、ミサイルは、あらゆる受信された信号を、その信号が軸上標的に対応するかどうかを決定するために分析するように構成されている。受信された信号のうちのいずれも軸上標的を示していない場合には、ミサイルは、ミサイルの第1の飛行経路に対して軸外位置に位置している標的を探索するように構成されている。
[0045]方法300はさらに、エリア内の第1の飛行経路とは異なる第2の飛行経路を通るようにミサイルを航行させること312を含む。第2の飛行経路は、ミサイル上に配置されている固定されたセンサをエリア内の異なるロケーションに位置付ける。結果として、センサのFOV内の物体は、ミサイルが第2の飛行経路に沿って進行することに応答して変わる。したがってミサイルは、第1の飛行経路(たとえば、最初の飛行経路)に対する軸外標的を識別して交戦することが可能である。これは、図4Cおよび図4Dの例示的な実施形態において示されており、図4Cおよび図4Dにおいては、第2の飛行経路412は、U字型のまたはコークスクリュー状のまたはらせん状の飛行経路である。いくつかのそのような実施形態においては、第2の飛行経路は、縦に降下しており、その一方で同時に、ミサイル35の固定されたセンサをエリア10の360度の視界に効果的にさらしている。したがって、固定されたセンサがミサイル35の機首前方エリアにあると想定すると、U字型の、らせん型の、またはコークスクリュー型の第2の飛行経路の1つまたは複数の実質的に完全な旋回をミサイル35が進行するにつれて、ミサイル35は、エリア10のほとんどまたはすべてを効果的に「見る」ことが可能である。発射台30は、エリア10を去っており(これは、隠線を用いて示されている台によって示されている)、ひいてはミサイル35は、第2の飛行経路412を遂行するためにエリア10の周囲の空間を自由に航行することが可能であるということに留意されたい。第2の飛行経路412の始まりは、隠線で示されているミサイル35によって示されている。ミサイル35が第2の飛行経路412に沿って移動するにつれて、ミサイル35上に配置されているセンサは、エリア10のさまざまな部分に位置している標的からの信号を検知することが可能である。第2の飛行経路412を遂行するために、飛行制御システムは、ミサイルの飛行経路を調整するためにミサイルの1つまたは複数の制御表面(たとえば、翼、エアフォイル、および方向舵)を作動させるかまたはその他の形で操作するように構成されている。
[0046]第2の飛行経路は、ミサイルのいくつかのファクタに基づいて最適化されることが可能である。第2の飛行経路を決定する際に、たとえば、ミサイルのサイズが考慮されることが可能である。大きなミサイルは、たとえば、ミサイル上に配置されているセンサをエリア内の異なるロケーションに位置付けるためにエリアの大きな部分を通って(たとえば、大きな巡回パターンで)移動することが可能である。しかしながら、縮小された範囲の飛行経路を伴うより小さなミサイルは、エリアのより小さな部分を通ってミサイルを移動させることが可能である。ミサイルの形状、速度、および操縦性、ならびにセンサタイプ、ならびにFOVなどのその他のファクタが、ミサイルの第2の飛行経路を決定するために使用されることも可能である。
[0047]第2の飛行経路は、エリアの上の所与の高度からの一定のまたは変わり得る速度での降下でエリアを通ってミサイルを誘導することも可能である。ミサイルは、いくつかの実施形態においては、第2の飛行経路に沿って一定の速度(たとえば、500フィート/秒)で降下するように構成されている。しかしながら、その他の実施形態においては、降下速度は、第2の飛行経路の全体を通じて均一でなくてもよい。第2の飛行経路は、たとえば、エリアを通じて低い降下速度でミサイルを移動させることが可能であり、それによってミサイルは、高度における変化を徐々に経験する。低い降下速度は、標的を見つけ出すためにエリアを探索するためのさらなる時間をミサイルに与える。しかしながら、ミサイルがエリアの表面(たとえば、地面)に近づくにつれて、ミサイルは、ミサイル検知システムおよび/または対空技術によって見つかることを回避するために、より迅速に降下することが可能である。
[0048]ミサイルは、いくつかの実施形態においては、ミサイルが第2の飛行経路を開始する前に分離基準を達成するように構成されている。分離基準は、ミサイルが第2の飛行経路を通って移動する前に発射台がエリアを去ることを可能にする任意のアクションまたはプロセスであることが可能である。たとえば、時間遅延が分離基準として使用されることが可能であり、それによってミサイルは、30秒など、時間のある期間がミサイル発射後に経過した後に第2の飛行経路を開始する。その他の分離基準は、発射後にミサイルによって進行される距離(たとえば、1キロメートル)、またはエリアの表面の上のミサイルの高度(たとえば、1,500メートル)を含むことが可能である。本開示に照らせば、その他の多くの構成が明らかになるであろう。
[0049]ミサイルは、ミサイルの第1の飛行経路に対して軸上位置に位置している標的からの信号を受信していないことに応答して第2の飛行経路を遂行するように構成されている。より詳細には、ミサイルは、いくつかの実施形態においては、5秒など、時間の指定された期間内に標的を識別する信号を受信していないことに応答して第2の飛行経路を遂行するように構成されている。そのような実施形態においては、ミサイルは、エリア内でのミサイル進行中に経過時間を測定するために(たとえば、飛行制御システム内のプロセッサを使用して)タイマーを始動するように構成されている。いくつかの場合においては、タイマーは、発射台からミサイルが発射されたときに始動することが可能である。タイマーは、その他の場合においては、時間遅延機能を含むことが可能であり、時間遅延機能においては、タイマーは、発射台が空間を去ることを可能にするために、30秒など、発射後に時間のある期間において時間を測定することを開始する。ミサイルは、その他の実施形態においては、2キロメートルなど、ミサイルによって進行された距離に基づいて第2の飛行経路を遂行するように構成されている。より詳細には、ミサイルは、ミサイルの速度を識別するためにマッハ数を決定するように構成されている。マッハ数とは、物体(たとえば、ミサイル)のスピードの、周囲の媒体(たとえば、空気)における音のスピードに対する比率である。マッハ数は、エリア内で第1の位置から第2の位置へ進行するミサイルに関して音のスピードに対するミサイルの速度を測定するために慣性航法システムおよびグローバルポジショニングシステムを使用することを含む複数の方法で推定されることが可能である。加えて、マッハ数は、ミサイル速度を決定するための軸方向加速度および絶対圧力などの測定値を使用して導き出されることも可能である。いずれにしても、マッハ数は、時間のある期間にわたってミサイルによって進行された距離を決定するために使用されることが可能である。決定された距離は、ミサイルの第1の飛行経路中に標的が識別されていない場合に第2の飛行経路を遂行するために使用されることが可能である。
[0050]方法300はさらに、ミサイルが第2の経路上にある間に、固定されたセンサを介して標的信号を受信すること316を含む。例示的な実施形態においては、ミサイルは、標的から反射されたまたは標的にその他の形で対応する信号を受信したことに基づいてエリア内の標的の存在を識別するように構成されている。これは、図4Eおよび図4Fにおいて示されており、図4Eおよび図4Fにおいては、ミサイル35は、標的80などの標的を識別するためにエリア10内の進行される経路414(たとえば、図4Cおよび図4Dの第1の飛行経路404および第2の飛行経路412)に沿って移動する。ミサイル35は、第2の飛行経路412(たとえば、らせん状またはコークスクリュー状またはU字型の経路)に沿って移動している間に、エリア10内で位置変更され、それによって、標的80から反射された信号92は、ミサイル35上に配置されているセンサのFOV408に入る。セミアクティブレーザーシーカーなどのセンサは、FOV408内で、反射された信号92を検知したこと(たとえば、レーザー信号からの光子を受信したこと)に応答して標的80の存在を識別するように構成されている。センサは、いくつかの実施形態においては、前述されているように、信号92が標的に対応するかどうかを検証するかまたはその他の形で決定するために信号92をさらに処理する。いったん検証されると、ミサイル35に搭載されている誘導システムは、ミサイル35の第2の飛行経路を調整するために飛行制御システムへの命令および/またはコマンドを開始するように構成されている。
[0051]方法300はさらに、受信された信号に基づいてミサイルをエリア内の標的へ導くようにミサイルの第2の飛行経路を調整すること320を含む。いったん標的が識別されると、ミサイルは、標的と交戦するために自らの飛行経路(たとえば、第2の飛行経路)を調整するように構成されている。これは、図4Eおよび図4Fにおいて示されており、図4Eおよび図4Fにおいては、ミサイル35は、進行される経路414(たとえば、図4Cおよび図4Dの第1の飛行経路404および第2の飛行経路412)に沿って移動している間に、標的80を識別する信号92を受信し、次いで標的への経路416を決定する。例示的な実施形態においては、経路416は、ミサイル35が、ミサイルが標的80に向かって移動している間に、受信された信号92を、ミサイル35上に配置されている固定されたセンサのFOV内に保持することを可能にする飛行経路である。本開示に照らせば、その他の多くの実施形態が明らかになるであろう。
さらなる考慮事項
[0052]本開示に照らせば、その他の多くの構成が明らかになるであろう。たとえば、本明細書において前述されているように、ミサイルは、ミサイルの第1の飛行経路に対して位置する軸上標的からの信号を受信していないことに応答して第2の飛行経路を遂行するように構成されている。ミサイルは、いくつかの実施形態においては、発射台からの信号を検知したことに応答して第1の飛行経路に対して特定の方向において第2の飛行経路を遂行するように構成されている。より詳細には、台は、ミサイルが第1の飛行経路に沿って進行するにつれて、レーザー信号などの信号を生成して、ミサイルの周囲の空域内に(たとえば、ミサイルの左または右に)送信するように構成されている。ミサイルの周囲の空域内の微粒子が、信号の少なくともいくらかの部分を、ミサイル上に配置されているセンサのFOVに向けて反射する。信号のこの部分は、後方散乱と呼ばれる。それに応答して、ミサイルは、反射された信号(後方散乱)を検知して、検知された信号の方向において第2の飛行経路を遂行するように構成されている。
[0053]いくつかの実施形態においては、第1および第2の飛行経路を遂行している間に誘導ミサイルなどの誘導弾薬が進行して通る標的の周囲のエリアは、ミサイルが標的を識別して交戦することを可能にするように調整されるかまたはその他の形で修正されることが可能である。ミサイルは、たとえば、第1および第2の飛行を遂行している際に、エリア内の標的から反射される信号を検知するためにエリアのサイズを(たとえば、20平方マイルから50平方マイルへ)増大または減少させるように構成されることが可能である。エリアを調整したことに応答して、ミサイルは、調整されたエリア内で第1および第2の飛行経路を再実施するかまたはその他の形で再び実行するように構成されている。しかしながら、いくつかの場合においては、エリアのサイズにおける調整は、ミサイルの最初の高度および燃料容量などのファクタに基づいて制限される可能性がある。その他のいくつかの場合においては、ミサイルは、標的を捕捉したことに応答して標的の周囲のエリアを調整するように構成されている。そのような場合においては、ミサイルは、識別された標的がエリアの中央内に位置するように、検知された信号を使用してエリアを調整するように構成されている。
[0054]本開示の実施形態についての前述の説明は、例示および説明の目的のために提示されている。網羅的であること、または本開示を、開示されている厳密な形態に限定することは、意図されていない。本開示に照らせば、多くの修正形態および変形形態が可能である。本開示の範囲は、この詳細な説明によってではなく、むしろ本明細書に添付されている特許請求の範囲によって限定されることが意図されている。

Claims (21)

  1. 誘導弾薬と、前記誘導弾薬に搭載されているセンサと、を備えた誘導弾薬システムであって、
    前記誘導弾薬は、事前にプログラムされたルートに沿って或るエリアへ進行する発射台によって前記エリアへ送達可能であり、前記誘導弾薬が、はじめは、前記エリアを通る第1の飛行経路に沿って進行するように、そして前記第1の飛行経路上を進行しているときに軸上の標的を識別しなかったことに応答して、前記エリアを通る第2の飛行経路へ移行するように構成されており、前記第2の飛行経路が前記第1の飛行経路とは異なり、前記誘導弾薬が、前記第1の飛行経路に対する軸外の標的を位置特定するように構成されており、
    前記センサが、前記誘導弾薬に対して配置されており、前記誘導弾薬が前記第2の飛行経路に沿って移動している際に、前記軸上の標的を示す入力信号を検知するためのものである、誘導弾薬システム。
  2. 前記標的に照射するための信号を送信するための信号生成器をさらに備え、それによって前記信号が、前記標的から反射され、前記誘導弾薬の前記センサによって受信される、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記センサが、30度と40度との間の視野を有する、請求項1に記載のシステム。
  4. 前記第2の飛行経路が、実質的にU字型の飛行経路を通るように前記誘導弾薬を誘導する事前にプログラムされた飛行経路である、請求項1に記載のシステム。
  5. 前記誘導弾薬が、スイッチを含み、前記スイッチが、前記標的に対応する前記センサによって受信された信号を識別するための信号識別子を前記誘導弾薬内に入力するためのものである、請求項1に記載のシステム。
  6. 前記第2の飛行経路が、らせん状のまたはコークスクリュー状の飛行経路を通るように前記誘導弾薬を誘導する事前にプログラムされた飛行経路である、請求項1に記載のシステム。
  7. 前記発射台をさらに備え、ここにおいて、前記発射台は自律無人航空機であり、前記自律無人航空機が、事前にプログラムされたルートに沿って移動する、請求項1に記載のシステム。
  8. 前記誘導弾薬が、ミサイルであり、前記ミサイルに搭載されている前記センサが、前記ミサイルに対して固定されている、請求項1に記載のシステム。
  9. エリア内の事前にプログラムされたルートに沿って進行する発射台からミサイルが発射された後に前記ミサイルを標的へ航行させるための方法であって、
    前記エリア内の第1の飛行経路に沿って前記ミサイルを航行させることと、
    前記標的が前記第1の飛行経路に対して軸外にあることを決定したことに応答して、前記第1の飛行経路とは異なる第2の飛行経路に沿って前記ミサイルを航行させることと、ここで、前記第2の飛行経路が、前記ミサイルに搭載されている固定されたセンサを、前記第1の飛行経路に対する軸外ロケーションを見るように位置付けるためのものであり、
    前記第2の飛行経路に沿って進行している間に前記固定されたセンサを介して信号を受信することと、ここで、前記信号が、前記標的の存在を識別するものであり、
    前記受信された信号に基づいて前記ミサイルを前記エリア内の前記標的へ導くために前記第2の飛行経路を調整することと、を備える方法。
  10. 前記受信された信号に基づいて前記標的を識別することをさらに備える、請求項9に記載の方法。
  11. 前記標的を識別することが、前記受信された信号の信号識別子を、前記ミサイル上に格納されている標的情報と比較することを含む、請求項10に記載の方法。
  12. 前記第2の飛行経路に沿って前記ミサイルを航行させることが、前記ミサイルが標的を検知することなく前記第1の飛行経路に沿って前記エリアを通って事前に定義された距離を進行したことに応答して開始される、請求項9に記載の方法。
  13. 前記事前に定義された距離が、少なくとも2キロメートルである、請求項12に記載の方法。
  14. 前記第2の飛行経路に沿って前記ミサイルを航行させることが、前記ミサイルが標的を検知することなく時間の事前に定義された期間にわたって前記エリアを通って進行したことに応答して開始される、請求項9に記載の方法。
  15. 時間の前記事前に定義された期間が、少なくとも5秒である、請求項14に記載の方法。
  16. 前記第2の飛行経路に沿って前記ミサイルを航行させることが、前記第2の飛行経路の開始の前に前記発射台が前記エリアを去ることを可能にするための分離基準が達成された後に開始される、請求項9に記載の方法。
  17. 1つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに、ミサイルをエリア内の標的へ航行させるためのプロセスが遂行されるようにする複数の命令を符号化している1つまたは複数の非一時的なマシン可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、前記プロセスが、
    前記エリア内の第1の飛行経路を通る前記ミサイルの航行をもたらすことと、
    前記標的が前記第1の飛行経路に対して軸外にあることを決定したことに応答して、前記第1の飛行経路とは異なる第2の飛行経路に沿った前記ミサイルの航行をもたらすことと、ここで、前記第2の飛行経路が、前記ミサイルに搭載されている固定されたセンサを、前記第1の飛行経路に対する軸外ロケーションを見るように位置付けるためのものであり、
    前記第2の飛行経路に沿って進行している間に前記固定されたセンサを介して信号を受信することと、ここで、前記信号が、前記標的の存在を識別するものであり、
    前記受信された信号に基づいて前記ミサイルを前記エリア内の前記標的へ導くための前記第2の飛行経路の調整をもたらすことと、を備える、コンピュータプログラム製品。
  18. 前記受信された信号に基づいて前記標的を識別することをさらに備える、請求項17に記載のコンピュータプログラム製品。
  19. 前記第2の飛行経路に沿った前記ミサイルの航行をもたらすことが、前記ミサイルが事前に定義された期間および事前に定義された距離のうちの少なくとも1つにわたって前記第1の飛行経路に沿って前記エリアを通って進行したことに応答して開始される、請求項17に記載のコンピュータプログラム製品。
  20. 前記第2の飛行経路を通る前記ミサイルの航行をもたらすことが、発射台が前記エリアを去ることを可能にするための分離基準が達成された後に生じる、請求項17に記載のコンピュータプログラム製品。
  21. 前記第2の飛行経路が、U字型のまたはらせん状のまたはコークスクリュー状の飛行経路を通るように前記ミサイルを誘導する事前にプログラムされた飛行経路である、請求項17に記載のコンピュータプログラム製品。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11168959B2 (en) * 2019-07-31 2021-11-09 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Wing mounted seeker
US11685527B2 (en) 2020-12-18 2023-06-27 Corvid Technologies LLC Projectile delivery systems and weaponized aerial vehicles and methods including same
CN112857151B (zh) * 2021-01-20 2022-11-01 航天科工微电子系统研究院有限公司 一种低小慢无人机应急处置系统
US11913757B2 (en) * 2022-01-18 2024-02-27 Rosemount Aerospace Inc. Constraining navigational drift in a munition

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4007712A1 (de) * 1990-03-10 1991-09-12 Tzn Forschung & Entwicklung Geschoss mit einem bugseitig angeordneten ir-suchsystem
US5458041A (en) * 1994-08-02 1995-10-17 Northrop Grumman Corporation Air defense destruction missile weapon system
DE19611595B4 (de) * 1996-03-23 2004-02-05 BODENSEEWERK GERäTETECHNIK GMBH Suchkopf für zielverfolgende Flugkörper oder Geschosse
IL140232A (en) * 2000-12-11 2010-04-29 Rafael Advanced Defense Sys Method and system for guiding active laser imaging of interceptor missiles
US7540227B2 (en) * 2003-05-06 2009-06-02 Bae Systems Technology Solutions & Services Inc. Air based vertical launch ballistic missile defense
US7834300B2 (en) * 2005-02-07 2010-11-16 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Ballistic guidance control for munitions
US20080002176A1 (en) * 2005-07-08 2008-01-03 Lockheed Martin Corporation Lookdown and loitering ladar system
US8049869B2 (en) 2006-04-12 2011-11-01 Lockheed Martin Corporation Dual FOV imaging semi-active laser system
US8117955B2 (en) * 2006-10-26 2012-02-21 Lone Star Ip Holdings, Lp Weapon interface system and delivery platform employing the same
US8173946B1 (en) * 2008-08-26 2012-05-08 Raytheon Company Method of intercepting incoming projectile
EP2391863B1 (en) 2009-02-02 2020-08-05 Aerovironment Multimode unmanned aerial vehicle
US8366054B2 (en) 2009-12-17 2013-02-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Hand launchable unmanned aerial vehicle
FR2974625B1 (fr) 2011-04-28 2013-05-17 Mbda France Procede de gestion automatique d'un autodirecteur monte sur un engin volant, en particulier sur un missile
US20200256643A1 (en) * 2019-02-12 2020-08-13 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Projectile guidance system
US20210102790A1 (en) * 2019-10-08 2021-04-08 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Boost thrust rocket motor
US11067372B2 (en) * 2019-12-04 2021-07-20 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Ordnance nose cone

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