JP6183850B2 - トップアタック装置とその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＦＰ弾頭を用いたトップアタック装置とその制御方法に関する。

ＥＦＰ弾頭（Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｌｙ Ｆｏｒｍｅｄ Ｐｅｎｅｔｒａｔｏｒ：ＥＦＰ）とは、自己鍛造弾とも呼ばれ、成型炸薬弾の一種である。爆薬レンズによる平面爆轟波と爆轟波の集中による圧力で、金属ライナーが変形した爆発成型侵徹体が形成されるものである。
以下、かかるＥＦＰ弾頭から射出される爆発成型侵徹体を「自己鍛造破片」と呼ぶ。

ＥＦＰ弾頭は、金属ライナーの後方に炸薬が配置され、炸薬の周囲は弾体で囲まれた構造になっている。
ＥＦＰ弾頭の炸薬が着火すると、爆轟の圧力によって金属ライナーが爆轟波の進行方向に沿って絞り込まれるように変形していき、圧力から解放されたライナー（自己鍛造破片）は弾丸状の形状のまま目標に激突する。

上述したＥＦＰ弾頭は、例えば特許文献１〜３に開示されている。

ＥＦＰ弾頭を用いて装甲車両（例えば戦車）の上面（装甲が薄い部分）を攻撃する手段として、誘導飛翔体を用いたトップアタック方式が提案されている。
かかるトップアタック方式は、誘導飛翔体内にＥＦＰ弾頭を格納し、誘導飛翔体を目標の上空まで飛翔させて、目標上空でＥＦＰ弾頭を下方に向けて作動させて、自己鍛造破片により装甲の薄い上面を攻撃するものである。

目標までの射程が比較的短い短射程又は中射程の場合には、飛翔体に１又は複数のＥＦＰ弾頭を格納し、シーカで捕えた目標上空まで操舵翼で誘導制御し、飛翔体内でＥＦＰ弾頭を作動させて、自己鍛造破片により装甲車両の上面を攻撃する。

また目標までの射程が比較的長い長射程の場合には、飛翔体にパラシュートを付けた多数のＥＦＰ弾頭を格納し、目標上空で多数のＥＦＰ弾頭をパラシュートで降下させ、目標上空でＥＦＰ弾頭が回転しながら目標捜索し、ＩＲセンサ等により目標検知した瞬間に、ＥＦＰ弾頭を作動させて自己鍛造破片により装甲車両の上面を攻撃する。
かかるトップアタック方式は、例えば特許文献４、５に開示されている。

特開２００５−９０７８２号公報 特開２００７−２２５２１５号公報 特開２０１０−１２７４６８号公報 特開２００４−１０８７３８号公報 特開２０１０−２６６１７２号公報

上述した短射程又は中射程の場合、目標上空においてＥＦＰ弾頭がシーカで捕えた目標方向に向くように飛翔体のロール角（飛翔体の軸まわりの回転角）を制御する必要がある。
このロール角制御のために、３〜４枚の操舵翼が必要であり、さらに各操舵翼を駆動しかつ角度を制御するために３〜４組の操舵装置（アクチュエータとアクチュエータ制御装置）が必要となる。
そのため、短射程又は中射程の場合、高価な操舵装置が３〜４組必要であり、操舵翼の構造が複雑であり、飛翔体の誘導が必要であるという問題点があった。

一方、上述した長射程の場合、ＥＦＰ弾頭をパラシュートで降下させるため敵に発見されやすく、目標上空でＥＦＰ弾頭が降下、回転しながら目標捜索するため、対空砲で迎撃される可能性があり、残存率が低い問題点があった。またシステム全体が複雑であった。

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、操舵装置を用いることなくＥＦＰ弾頭を目標方向に向けることができ、かつ敵に発見されにくく残存率を高めることができるトップアタック装置とその制御方法を提供することにある。

本発明によれば、ロケットモータを内蔵し目標上空を飛翔可能な第１飛翔体と、
該第１飛翔体に内蔵され目標を検出し追尾するターゲットセンサと、
該第１飛翔体に内蔵され飛翔中に下方に向けて自己鍛造破片を射出するＥＦＰ弾頭と、 前記ＥＦＰ弾頭を前記第１飛翔体の軸線又は軸線に平行な線を中心に搖動駆動しかつ搖動角度を制御可能な搖動制御装置とを備えた、ことを特徴とするトップアタック装置が提供される。

前記第１飛翔体は、複数の前記ＥＦＰ弾頭を内蔵し、
前記搖動制御装置は、複数の前記ＥＦＰ弾頭を一体として搖動駆動しかつ搖動角度を制御する、ことが好ましい。

前記第１飛翔体の飛翔方向を操舵する複数の第１操舵翼と、各第１操舵翼を駆動してその角度を制御する複数の第１操舵装置と、目標近くまで前記第１飛翔体を案内する第１ＧＰＳユニットとを有する。

複数の前記第１飛翔体を内蔵し、目標上空まで飛翔可能な第２飛翔体を備える、ことが好ましい。

前記第２飛翔体の飛翔方向を操舵する複数の第２操舵翼と、各操舵翼を駆動してその角度を制御する複数の第２操舵装置と、目標近くまで前記第２飛翔体を案内する第２ＧＰＳユニットとを有する。

前記第１飛翔体又は前記第２飛翔体の飛翔方向を操舵する複数の操舵翼と、各操舵翼を駆動してその角度を制御する複数の操舵装置と、目標近くまで前記第１飛翔体又は前記第２飛翔体を案内するＧＰＳユニットとを有する、ことが好ましい。

また本発明によれば、ロケットモータを内蔵し目標上空を飛翔可能な第１飛翔体と、
該第１飛翔体に内蔵され目標を検出するターゲットセンサと、
該第１飛翔体に内蔵され飛翔中に下方に向けて自己鍛造破片を射出するＥＦＰ弾頭と、 前記ＥＦＰ弾頭を前記第１飛翔体の軸線又は軸線に平行な線を中心に搖動駆動しかつ搖動角度を制御可能な搖動制御装置とを備えたトップアタック装置の制御方法であって、
第１飛翔体を目標上空に向けて飛翔させ、
前記ターゲットセンサにより、目標上空前において目標に対する前記ＥＦＰ弾頭の搖動角度を検出し追尾し、
前記搖動制御装置により、前記ＥＦＰ弾頭を前記第１飛翔体の軸線又は軸線に平行な線を中心に搖動駆動しかつ搖動角度を制御して、前記ＥＦＰ弾頭を前記搖動角度に設定し、
目標上空に到達したときに前記ＥＦＰ弾頭を作動させ、自己鍛造破片により目標の上面を攻撃する、ことを特徴とするトップアタック装置の制御方法が提供される。

上記本発明の装置と方法によれば、ＥＦＰ弾頭を第１飛翔体の軸線又は軸線に平行な線を中心に搖動駆動しかつ搖動角度を制御可能な搖動制御装置を備えるので、操舵翼と操舵装置を用いることなくＥＦＰ弾頭のロール角（搖動角度）を目標方向に向けることができ、飛翔中に下方に向けて自己鍛造破片を射出することができる。
また、ロケットモータを内蔵し目標上空を飛翔可能な第１飛翔体は、高速飛翔するため残存率を高めることができる。

本発明によるトップアタック装置の第１実施形態図である。 本発明による制御方法の説明図である。 本発明によるトップアタック装置の第２実施形態図である。 本発明によるトップアタック装置の第３実施形態図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明によるトップアタック装置１０の第１実施形態図である。
この図において、本発明のトップアタック装置１０は、第１飛翔体１２、ターゲットセンサ１４、ＥＦＰ弾頭１６、及び搖動制御装置１８を備える。

第１飛翔体１２は、ロケットモータ１１を内蔵し目標上空（目標Ｍの上空）を飛翔可能なロケットである。
この例において、トップアタック装置１０は、第１飛翔体１２を目標Ｍの上空に向けて案内する固定翼１３を有する。固定翼１３は、第１飛翔体１２の飛翔を安定化するために、第１飛翔体１２の胴部に固定された３〜４枚の翼板である。かかる固定翼１３を備えることにより、短射程又は中射程では、第１飛翔体１２の誘導なしに第１飛翔体１２を目標Ｍの上空に向けて安定した姿勢で飛行させることができる。

なお、固定翼１３は、従来の操舵翼と操舵装置を備えていないので、第１飛翔体１２自体のロール角（第１飛翔体１２の軸まわりの回転角）の制御はできないが、高価な操舵装置が不要となり、翼構造を簡略化できる。

また、第１飛翔体１２の胴部は、ＥＦＰ弾頭１６から自己鍛造破片Ｓ（後述する）が通過する開口（図示せず）を有している。またこの開口は、自己鍛造破片Ｓが支障なく通過できるように強度の低い金属又はプラスチックで覆われている。

ターゲットセンサ１４は、例えば赤外線シーカであり、第１飛翔体１２の好ましくは先端部に内蔵され目標Ｍを検出し追尾する。

ＥＦＰ弾頭１６は、第１飛翔体１２に内蔵され、飛翔中に下方に向けて自己鍛造破片Ｓを射出する。ＥＦＰ弾頭１６の搭載位置は、ターゲットセンサ１４の後方であるのが好ましい。
自己鍛造破片Ｓの射出方向は、第１飛翔体１２の軸線に垂直であるのが好ましいが、本発明はこれに限定されず、第１飛翔体１２が水平に飛翔中にその下方方向であればよく、斜め前方であってもよい。

ＥＦＰ弾頭１６は、皿型又は円錐型の金属ライナー１６ａと、その後方（図で上方）に配置された炸薬１６ｂと、炸薬１６ｂの後方（図で上方）と側面を囲む炸薬容器１６ｃとを有する。ＥＦＰ弾頭１６が作動すると、炸薬１６ｂが爆発する際に発生する爆轟の圧力によって金属ライナー１６ａが爆轟波の進行方向（図で下方向）に沿って絞り込まれるように変形していき、圧力から解放された自己鍛造破片Ｓが弾丸状の形状のまま目標Ｍに向かって射出される。
また、ＥＦＰ弾頭１６の有効距離は長い（例えば直径の５００倍以上）ため、ＥＦＰ弾頭１６を用いて装甲車両（例えば戦車）の上面（装甲が薄い部分）を攻撃し貫通させることができる。

搖動制御装置１８は、ＥＦＰ弾頭１６を第１飛翔体１２の軸線又は軸線に平行な線を中心に搖動駆動し、かつ搖動角度を制御する。この搖動角度は、ＥＦＰ弾頭１６のロール角に相当する。

図２は、本発明による制御方法の説明図である。
上述したトップアタック装置１０を用い、本発明の制御方法は、Ｓ１〜Ｓ４の各ステップ（工程）からなる。
ステップＳ１では、第１飛翔体１２を目標Ｍの上空に向けて飛翔させる。
ステップＳ２では、図２（Ａ）に示すように、ターゲットセンサ１４により、目標上空前（目標Ｍの上空前）において目標Ｍに対するＥＦＰ弾頭１６の搖動角度を検出し追尾する。
ステップＳ３では、図２（Ｂ）に示すように、搖動制御装置１８により、第１飛翔体１２の軸線を中心にＥＦＰ弾頭１６を搖動駆動し、かつ搖動角度を制御して、検出した搖動角度（ロール角）にＥＦＰ弾頭１６を設定する。
ステップＳ４では、図２（Ｃ）に示すように、目標Ｍの上空に到達したときにＥＦＰ弾頭１６を作動させ、自己鍛造破片Ｓにより目標Ｍの上面を攻撃する。

上述した本発明の装置と方法によれば、ＥＦＰ弾頭１６を第１飛翔体１２の軸線又は軸線に平行な線を中心に搖動駆動しかつ搖動角度を制御可能な搖動制御装置１８を備えるので、操舵翼と操舵装置を用いることなくＥＦＰ弾頭１６のロール角（搖動角度）を目標Ｍの方向に向けることができ、飛翔中に下方に向けて自己鍛造破片Ｓを射出することができる。
また、ロケットモータ１１を内蔵し目標Ｍの上空を飛翔可能な第１飛翔体１２は、高速飛翔するため残存率を高めることができる。

また、本発明の第１実施形態によれば、固定翼１３を備えることにより、短射程又は中射程において、第１飛翔体１２の誘導なしに第１飛翔体１２を目標Ｍの上空に向けて安定した姿勢で飛行させることができる。
さらに、翼が固定翼１３であり、操舵翼と操舵装置を備えていないので、構造が簡素化し低コスト化が期待できる。

図３は、本発明によるトップアタック装置１０の第２実施形態図である。以下、この形態を「マルチＥＦＰ型」と呼ぶ。
この例において、第１飛翔体１２は、複数のＥＦＰ弾頭１６を内蔵している。ＥＦＰ弾頭１６は、この例では４台であるが、２、３台でも、５台以上であってもよい。
また、搖動制御装置１８は、複数のＥＦＰ弾頭１６を一体として搖動駆動し、かつ搖動角度（ロール角）を制御するようになっている。なお、搖動制御装置１８を、ＥＦＰ弾頭毎に設置してもよい。
また、この例において、トップアタック装置１０は、第１飛翔体１２の飛翔方向を操舵する複数の第１操舵翼１９と、各第１操舵翼１９を駆動してその角度を制御する複数の第１操舵装置２０と、目標近く（目標Ｍの近く）まで第１飛翔体１２を案内する第１ＧＰＳユニット２１とを有する。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。

上述したマルチＥＦＰ型のトップアタック装置１０では、第１操舵翼１９、第１操舵装置２０、及び第１ＧＰＳユニット２１を備えているので、目標Ｍの近くまで第１飛翔体１２を高精度に案内することができる。
また、複数の目標Ｍに対し、手前の目標Ｍから順次、ＥＦＰ弾頭１６のロール角を目標Ｍに合わせ、目標Ｍの上空に到達したところでＥＦＰ弾頭１６を作動させ、目標Ｍの上面を攻撃することができる。

従って、マルチＥＦＰ型のトップアタック装置１０は、長射程であっても、ＥＦＰ弾頭をパラシュートで降下させる従来のシステムに比べて、システム全体が簡素化し低コスト化が期待できる。また、パラシュートで降下させる従来のシステムに比べて、高速飛翔であるため、残存性が高い。
なお、その他の効果は、第１実施形態と同様である。

図４は、本発明によるトップアタック装置１０の第３実施形態図である。以下、この形態を「サブロケット型」と呼ぶ。
この例において、本発明によるトップアタック装置１０は、複数の第１飛翔体１２を内蔵し、目標Ｍの上空まで飛翔可能な第２飛翔体２２を備える。第１飛翔体１２は、この例では２台であるが、３台以上であってもよい。また、各第１飛翔体１２は、第１実施形態と同様に、固定翼１３、ターゲットセンサ１４、ＥＦＰ弾頭１６、及び搖動制御装置１８を内蔵している。
また、この例において、トップアタック装置１０は、第２飛翔体２２の飛翔方向を操舵する複数の第２操舵翼２３と、各第２操舵翼２３を駆動してその角度を制御する複数の第２操舵装置２４と、目標Ｍの近くまで第１飛翔体１２を案内する第２ＧＰＳユニット２５とを有する。なお、この図で２６は、第２飛翔体２２の第２ロケットモータである。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。

上述したサブロケット型のトップアタック装置１０では、第２操舵翼２３、第２操舵装置２４、及び第２ＧＰＳユニット２５を備えているので、目標Ｍの近くまで第２飛翔体２２を高精度に案内することができる。
また、目標Ｍの手前において、複数の第１飛翔体１２（サブロケット）を分離する。分離された複数の第１飛翔体１２は固定翼１３を備えることにより、短射程又は中射程において、第１飛翔体１２の誘導なしに第１飛翔体１２を目標Ｍの上空に向けて安定した姿勢で飛行させることができる。各第１飛翔体１２はＥＦＰ弾頭１６のロール角を目標Ｍに合わせ、目標Ｍの上空に到達したところでＥＦＰ弾頭１６が作動し、目標Ｍの上面を攻撃する。

従って、サブロケット型のトップアタック装置１０は、長射程であっても、ＥＦＰ弾頭をパラシュートで降下させる従来のシステムに比べて、複数の第１飛翔体１２（サブロケット）の誘導が不要となるため、システム全体が簡素化し、低コスト化が期待できる。また、パラシュートで降下させる従来のシステムに比べて、高速飛翔であるため、残存性が高い。
なお、その他の効果は、第１実施形態と同様である。

上述した本発明の装置と方法によれば、ＥＦＰ弾頭１６を第１飛翔体１２の軸線又は軸線に平行な線を中心に搖動駆動しかつ搖動角度を制御可能な搖動制御装置１８を備えるので、操舵翼と操舵装置を用いることなくＥＦＰ弾頭１６のロール角（搖動角度）を目標Ｍの方向に向けることができ、飛翔中に下方に向けて自己鍛造破片Ｓを射出することができる。
また、ロケットモータ１１を内蔵し目標Ｍの上空を飛翔可能な第１飛翔体１２は、高速飛翔のため残存率を高めることができる。

なお本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

Ｓ 自己鍛造破片、Ｍ 目標、１０ トップアタック装置、
１１ ロケットモータ、１２ 第１飛翔体、１３ 固定翼、
１４ ターゲットセンサ（赤外線シーカ）、１６ ＥＦＰ弾頭、
１６ａ 金属ライナー、１６ｂ 炸薬、１６ｃ 炸薬容器、
１８ 搖動制御装置、１９ 第１操舵翼、２０ 第１操舵装置、
２１ 第１ＧＰＳユニット、２２ 第２飛翔体、２３ 第２操舵翼、
２４ 第２操舵装置、２５ 第２ＧＰＳユニット、２６ 第２ロケットモータ

Claims (6)

1. ロケットモータを内蔵し目標上空を飛翔可能な第１飛翔体と、
   該第１飛翔体に内蔵され目標を検出し追尾するターゲットセンサと、
   該第１飛翔体に内蔵され飛翔中に下方に向けて自己鍛造破片を射出するＥＦＰ弾頭と、 前記ＥＦＰ弾頭を前記第１飛翔体の軸線又は軸線に平行な線を中心に搖動駆動しかつ搖動角度を制御可能な搖動制御装置とを備えた、ことを特徴とするトップアタック装置。
2. 前記第１飛翔体は、複数の前記ＥＦＰ弾頭を内蔵し、
   前記搖動制御装置は、複数の前記ＥＦＰ弾頭を一体として搖動駆動しかつ搖動角度を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載のトップアタック装置。
3. 前記第１飛翔体の飛翔方向を操舵する複数の第１操舵翼と、各第１操舵翼を駆動してその角度を制御する複数の第１操舵装置と、目標近くまで前記第１飛翔体を案内する第１ＧＰＳユニットとを有する、ことを特徴とする請求項２に記載のトップアタック装置。
4. 複数の前記第１飛翔体を内蔵し、目標上空まで飛翔可能な第２飛翔体を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のトップアタック装置。
5. 前記第２飛翔体の飛翔方向を操舵する複数の第２操舵翼と、各操舵翼を駆動してその角度を制御する複数の第２操舵装置と、目標近くまで前記第２飛翔体を案内する第２ＧＰＳユニットとを有する、ことを特徴とする請求項４に記載のトップアタック装置。
6. ロケットモータを内蔵し目標上空を飛翔可能な第１飛翔体と、
   該第１飛翔体に内蔵され目標を検出するターゲットセンサと、
   該第１飛翔体に内蔵され飛翔中に下方に向けて自己鍛造破片を射出するＥＦＰ弾頭と、 前記ＥＦＰ弾頭を前記第１飛翔体の軸線又は軸線に平行な線を中心に搖動駆動しかつ搖動角度を制御可能な搖動制御装置とを備えたトップアタック装置の制御方法であって、
   第１飛翔体を目標上空に向けて飛翔させ、
   前記ターゲットセンサにより、目標上空前において目標に対する前記ＥＦＰ弾頭の搖動角度を検出し追尾し、
   前記搖動制御装置により、前記ＥＦＰ弾頭を前記第１飛翔体の軸線又は軸線に平行な線を中心に搖動駆動しかつ搖動角度を制御して、前記ＥＦＰ弾頭を前記搖動角度に設定し、
   目標上空に到達したときに前記ＥＦＰ弾頭を作動させ、自己鍛造破片により目標の上面を攻撃する、ことを特徴とするトップアタック装置の制御方法。

Images