JP7089029B2 - リバーシブルエアブレーキを備えたヒューズ - Google Patents

Description

本発明は、例えば大砲の発砲で、縦方向の速度を低減するための、弾丸のためのリバーシブルエアブレーキを備えたヒューズ（fuse）に関する。

大砲を用いた発砲で縦の速度を低減する１つの方法は、弾丸または砲弾上の現状のヒューズを、拡張可能なエアブレーキを含む経路修正ヒューズで置き換えることである。拡張可能なエアブレーキを備えたヒューズが使用された、最も知られた砲弾の設計では、砲弾が飛行経路の最大高さを通過した時に、エアブレーキが拡張する。

ＵＳ２００９／０２８３６２７は、弾丸から横方向に、完全にまたは部分的に、連続してまたは段階的に拡張するように配置された、少なくとも３つのディスク型のプレートを含むエアブレーキに関する。しかしながら、１つの問題は、飛行中に弾丸の回転により発生する向心加速度の影響である。弾丸のヒューズから横方向にエアブレーキが拡張し、エアブレーキを再度引き込むためには、向心加速度を克服するために大きな力が必要となる。これにより、拡張および引き込み装置の駆動のための非常に強力な駆動配置と、ヒューズ中に追加の収納場所を必要とする駆動配置のための大きな電池が必要となる。

砲弾の飛行経路の修正は、衛星航法による飛行経路についての情報に基づく。しかしながら、ブレーキが拡張された後に発生する飛行経路中のエラーは、このタイプのエアブレーキを用いて修正できない。

本発明の主目的は、弾丸用の、リバーシブルエアブレーキ、即ち拡張および引き込みが可能なエアブレーキ、を備えたヒューズを製造することである。ブレーキの影響を制御することにより、砲弾の飛行経路中で発生するエラーが修正可能なように、エアブレーキが配置される。

飛行経路の後の段階でさえも経路修正を可能にするため、リバーシブルエアブレーキは、例えば大砲の発射のような、砲弾の経路の広がりを少なくする。エアブレーキの衛星航法は、また、１つまたはそれ以上の標的に向かって同時に発射する場合に、異なる弾丸の選択的な経路修正を可能にする。

上記目的およびここには列挙しない他の目的は、本発明の独立請求項に与えられた主題により、満足した仕方で達成される。

ヒューズの第１の具体例は、添付の請求項１にかかる弾丸のためのリバーシブルエアブレーキを含む。

エアブレーキは、ヒューズのケース表面の周囲に均等に分配された少なくとも２つのブレーキ表面を含む。それぞれのブレーキ表面は、保護装置の形態のそれぞれの風防の後ろに配置される。保護装置は、ヒューズのケース表面の上に固定して配置しても良い。保護装置は、その後のブレーキ表面の上の空気抵抗を低減する。保護装置は様々な形態を有しても良い。１つの具体例では、固定して配置され、制御できないブレーキの表面を含んでも良い。他の具体例では、制御可能ではあるが、保護装置としては制御できず、動いていないブレーキの表面を含んでも良い。他の具体例では、弾丸の目的に依存して、それらは異なった形状を有しても良い。

それぞれ固定されたブレーキ表面の後（保護装置）に、少なくとも１つの制御可能なブレーキ表面がある。ブレーキ表面は、可逆的に制御可能であり、即ち、それらは、ヒューズに中心に配置されたねじりシャフトにより、保護装置の後で回転方向に拡張および引き込みが可能である。

他の具体例では、ヒューズは、少なくとも３つのブレーキ表面を備えたリバーシブルエアブレーキを含む。ブレーキ表面は、ヒューズのケース表面の周囲に均等に配置され、上述のように、それぞれの保護装置の後で保護される。制御可能なブレーキ表面は、同じ列に配置され、これは、それぞれの保護装置の後に、１つだけの制御可能なブレーキ表面があることを意味する。ブレーキ表面の数は、連続して列に、即ち弾丸ボディに沿って配置された１０まで（３～１０）が好ましい。

更に、リバーシブルエアブレーキを備えたヒューズの他の具体例では、ブレーキ表面は、ヒューズのケース表面の上および周囲に均等に分配されたそれぞれの保護装置の後に連続してペアに配置されても良い。ブレーキ表面は、保護装置の裏面に最も近く配置された前部ブレーキ表面と、前部ブレーキ表面の後に配置された後部ブレーキ表面から形成される。弾丸のブレーキ効果を増加または減少するために協同することができるブレーキ表面の２つの列がある。エアブレーキは、また、さらにブレーキの力を増幅するために、連続して配置された多くの列のブレーキ表面を含んでも良い。ブレーキの力の制御は、ブレーキ表面積を大きくしてブレーキ効果を増加させることだけでなく、ブレーキ表面積を減らしてブレーキ効果を減少させることを意味する。ブレーキ表面は、様々な方法で形成されても良い。それらは、多くの小さなブレーキ表面または少しの大きなブレーキ表面、および弾丸の設計および目的に依存してその間のいずれかから形成されても良い。

リバーシブルエアブレーキを備えたヒューズは、さらに後に１つまたはそれ以上のブレーキ表面を含んでも良い。

少なくとも２つのブレーキ表面を含む前部ブレーキリングが、保護装置の裏面に最接近して配置されても良い。少なくとも２つのブレーキ表面を含む１つまたはそれ以上のブレーキリングが、前部ブレーキリングの後に配置されても良い。

ヒューズの１つの具体例では、エアブレーキは、ヒューズのケース表面の上に固定して配置された、少なくとも２つのくさび形状の保護装置の後に配置されても良い。エアブレーキは、ヒューズの中の中心に配置され、ねじり装置に接続されたねじりシャフトにより、少なくとも２つのくさび状の裏面の後で回転方向に、拡張可能でかつ引き込み可能である。

保護装置の数は制限されないが、少なくとも２つでも、３つ、４つ、５つまたは１０まででの良い。それらは、ヒューズのケース表面の上および周囲に均等に分配される。

１つの具体例では、エアブレーキは、例えば、４つのくさびの後にペアで配置された８つのブレーキ表面を含む。ペアのブレーキ表面は、くさびの裏面に最も近く配置された前部ブレーキ表面と、前部ブレーキ表面に後に配置された後部ブレーキ表面により形成される。反時計回りにブレーキ表面をねじることにより前部ブレーキ表面は拡張し、時計回りにねじることで後部ブレーキ表面は拡張し、この方法で、ブレーキ表面はそれぞれ相対的に非常に大きなブレーキ力を有する。

１つの具体例では、８つのブレーキ表面は、保護装置の後でヒューズの後方部分の上に、ねじれるように配置された２つのブレーキリングの上に均等に配置されても良い。前部ブレーキリングは、保護装置の裏面に最も近く配置され、後部ブレーキリングは、前部ブレーキリングの後に配置される。それらは、径方向にいずれかの方法で制御可能でも良い。

１つの具体例では、２つのブレーキリングの１つは、回転して２つのブレーキリングを駆動するためのドライブリングギアを含む。

他の具体例では、ブレーキリングは、ドライブリングギアと２方向のギアメカニズムとを介して、ねじりシャフトにより駆動される。ねじりシャフトは、例えば電気モータおよび電池により駆動される。

１つの具体例では、ブレーキ表面は、それぞれの保護装置の断面に対応した断面を有するように形成され、引き込み位置において、ブレーキ表面は、前方から見た場合に、保護装置の後に隠れる。ブレーキ表面は、また、矩形、円形、フィン形状、または弓状の断面を有するように形成されても良い。ブレーキ表面は、同じ断面を有するようにペアで形成されても良いが、ブレーキ表面はすべてが同じ断面を有する必要は無い。

ブレーキ表面は、ヒューズの後方部分の上の、ねじれるように配置されたブレーキリングの上に均等に分配されても良いが、他の解決策もまた可能である。

１つの具体例では、リバーシブルエアブレーキは電池およびソレノイドまたは電気モータにより駆動される。

本発明の他の目的は、弾丸の縦方向の速度を制御する方法を提供することである。この方法は、現状の経路修正ヒューズを、上述のようなリバーシブルエアブレーキを含むヒューズで置き換える工程を含む。

本発明の他の目的は、上述のようなリバーシブルエアブレーキを含む弾丸を提供することである。

本発明は、添付の図面を参照しながら例示として述べられる。

（ａ）保護装置の後の停止した引き込まれた位置にリバーシブルエアブレーキ表面を有するヒューズと、（ｂ）保護装置の後の動作した拡張位置にブレーキ表面を有するヒューズの、斜視図を示す。 （ａ）保護装置を備えたヒューズの後のブレーキリング上に配置されたブレーキ表面の斜視図と、（ｂ）保護装置として固定された前部ブレーキディスクを備えた具体例を示す。

本発明を詳細に記載する前に、この発明は、ここに記載された特定の材料または形状に限定されないものと理解すべきである。この形状および材料は、例えば提案された弾丸中に含まれる要素の数、大きさ、材料、および形状は変化しても良く、弾丸のタイプ、兵器システムおよび／または周囲に現れる他の設計特性に従って適用される。

ここに適用される文言は、単に特定の具体例を記載するためにのみ使用され、添付の請求項によってのみ限定される本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解すべきである。

リバーシブルエアブレーキは、拡張および引き込みが可能なエアブレーキを意味し、即ちブレーキ表面の大きさを制御することによりブレーキの効果が増加または減少する。これにより、弾丸の飛行経路の偏向の修正が可能となり、例えば大砲の発砲において、縦方向の速度を低減する。任意的に、エアブレーキは、弾丸の飛行中に、複数回、拡張および引き込みが可能であり、これはブレーキ表面が回転方向に移動するために、本発明でのみ可能となる。

本発明は、本発明の例示の具体例を示す添付の図面を参照しながら、より詳細に記載される。

図１は、本発明にかかるリバーシブルエアブレーキ１を備えた弾丸２の具体例を示す。弾丸本体の前方部分２は、ヒューズ３の後方部分の上にねじ止めされる。ヒューズ３の前方部分は、円錐／円錐台３０により保護され、その側面はケース表面４と呼ばれる。エアブレーキ１は、引き込みまたは非ブレーキ位置にある。エアブレーキ１は、この具体例では前方プレート８と後方プレート８’からなる拡張および引き込み可能なブレーキ表面８、８’を含む。それらのプレート８、８’は、弾丸２のヒューズ３のケース表面４の上にねじれた形状で配置される。ブレーキ表面８、８’は、この具体例ではくさび形状の保護装置５の後に配置される。

くさびの数はここでは４つであり、これらは、ヒューズ３のケース表面４の周囲の上に均等に配置される。保護装置５は、弾丸２の飛行中に、エアブレーキ１の空気抵抗を低減する。この方法では、ブレーキ表面８、８’のわきへの径方向移動が可能で、これは、ブレーキの効果が両方向で制御／規制可能であること、即ち、ブレーキ表面８、８’の増加または減少した角度が、より大きなまたはより小さなブレーキ効果を与えることを意味する。１つの具体例では、それぞれのブレーキ表面８、８’は、両方向で、即ち時計回りおよび反時計回りに双方で駆動される。他の具体例では、それらは単に一方のみに駆動する。それらは、互いに後に配置され、ファンのように、一方向に次々に拡張する１つ、２つ、３つまたは多数のブレーキ表面でも良い。

ブレーキ表面８、８’が傾くか、およびそれらのいくつが傾くかに依存して、ブレーキ表面は、それぞれの保護装置５の一方で次第に大きくまたは小さくなる。ブレーキ表面は、両方向に径方向に制御可能であり、ブレーキの効果は制御して強くまたは弱くすることができる。移動は、段階的または連続である。

延長線Ｘ－Ｘは、弾丸の長軸または対称軸に対応し、本ブレーキ表面８、８’は、保護装置５（風防）の後で、径方向に横向きに、即ち、ヒューズまたは弾丸の長軸に直交するように、ケース表面４に沿って拡張または引き込み可能である。エアブレーキ１のブレーキ表面８、８’は保護装置５の裏面の後に直接隣り合って配置される。保護装置５はそれらの断面が、ブレーキ表面８、８’の断面に対応するように形成されるが、例えば、フィン形状、矩形、または弓状のような他の形状でも良い。

この具体例では、くさび５は、ヒューズ３のノーズ部分に向かう方向にヒューズ３の後方部分から、ヒューズ３のケース表面４から軸方向に延びる。エアブレーキ１は、４つのくさび５の裏面の後に、ペアで配置される。ブレーキ表面８、８’のペアのそれぞれは、くさび５の裏面に最も近く配置された前部ブレーキ表面８と、前部ブレーキ表面８の後に配置された後部ブレーキ表面８’である。所定の具体例は、互いに後に配置される複数のブレーキ表面を有するため、保護装置５の後に取り付けられたブレーキ表面の数は、本発明では限定されない。ブレーキ表面８、８’のペアは、動作しない位置に引き込まれた場合、前から見た場合に、それぞれのくさび５の裏面の後に隠れるように形成される。

図１ｂは、図１ａと同様の具体例であるが、拡張したブレーキ位置を示す。ブレーキ表面８、８’が拡張した場合、２つのブレーキ表面８、８’の前部ブレーキ表面８は、弾丸１の対称線の周りで反時計回りにねじられ、前から見た場合に、くさび５の左側に現れる。他のブレーキ表面８’は、反対方向、時計回転にねじられ、前から見た場合に、くさび５の右側に現れる。他の具体例では、同じ方向、または反対の方向または両方向に制御可能である。

図２ａは、ブレーキディスク６、６’の具体例を示す。この具体例のエアブレーキ１は、ねじるのが可能な状態で配置された２つの類似のブレーキディスク６、６’、即ち前部ブレーキディスク６と後部ブレーキディスク６’を含む。この具体例では、ブレーキディスクは、ブレーキ表面８、８’がその上に配置されたブレーキリング７、７’からなる。

本発明にかかる前部ブレーキディスク６、６’は、ここではブレーキリング７、７’の上に配置されたブレーキ表面８、８’からなる。

前部ブレーキディスク６は、風防５の裏面の最も近くに配置され、後部ブレーキディスク６’は、前部ブレーキディスク６の後に配置される。この具体例では、前部ブレーキディスク６は、４つの均等に分配されたブレーキ表面８を含み、後部ブレーキディスク６’は、４つの均等に分配されたブレーキ表面８’を含む。この具体例のブレーキ表面８、８’は、ブレーキリング６、６’の縁の上に、径方向に突出した部分の形状で、ブレーキリング６、６’に組み込まれる。

ブレーキ表面８の数は少なくとも２つである。ブレーキ表面８の数は、弾丸の本体２の周囲に対称にバランスする状態で、変化しても良い。時には交互に拡張する多くの小さなブレーキ表面８、８’を有することが適切であり、時にはより少ない大きなブレーキ表面８、８’が適切であるため、ブレーキ表面の大きさも変化し、それらの数や形状は、本発明では限定されない。

ブレーキディスク６、６’の回転は、一の具体例では、例えばリングギアにより駆動される。リングギアは、例えばヒューズ３の中心に配置され、電池駆動の電気モータにより駆動されるねじりシャフトに接続された二方向のギア配置により駆動しても良い。エアブレーキ１が起動および拡張する場合、ギア配置およびねじりシャフトにより、それぞれのブレーキディスク６、６’は、回転方向に所定の距離で、それぞれ反時計回りおよび時計回りに同時にねじられる。

エアブレーキが休止および引き込む場合、それぞれのブレーキディスク６、６’は、反対の回転方向に対応してねじられる。不連続な形態としてのエアブレーキの他の具体例では、ブレーキをオン／オフする場合に、ブレーキディスク６、６’は、完全に引き込まれたブレーキ表面８、８’から完全に拡張したブレーキ表面８、８’まで、または完全に拡張したブレーキ表面８、８’から完全に引き込まれたブレーキ表面８、８’まで、２つの位置の間で瞬時にねじられる。ブレーキ表面８、８’の位置は制御可能であり。これは、それらの位置およびブレーキ効果が決定できることを意味する。１つまたはそれ以上の電池駆動のソレノイドが、ねじりシャフト（図示せず）を駆動するために、電気モータの代わりに使用されても良い。ソレノイドの使用は、電気モータより安価な解決策で、ソレノイドの解決策を用いた弾丸はまた、より軽くなるであろう。代わりに、ブレーキディスク６、６’の内部部分は、駆動歯車を備えて形成されても良い。

ブレーキディスク６、６’の摩擦のない回転のために、平軸受、または１つまたはそれ以上のボールベアリングが、ブレーキディスク６、６’の間に形成されても良い。

弾丸の選択的制御のための連続して変化可能なブレーキの更なる具体例では、ブレーキディスク６、６’は、標的への移動中に、弾丸の飛行経路の連続した修正のために、短い距離を通る工程で、代わりにねじられる。制御は、衛星航法により行われる。例えば、ねじり距離は、速度、方向、および目的に対する弾丸の位置のような、弾丸中に配置された測定器および画像センサから集められたデータに基づいて、プログラム可能な制御コンピュータにより計算される。

図２ｂは、エアブレーキ１の更なる具体例を示す。この具体例では、保護装置は、ヒューズ３の上に固定して配置された第１のブレーキ表面８により形成され、第１のブレーキ表面８は、制御できないか、または休止位置にある。第１のブレーキ表面８の後には、上述のような少なくとも１つの制御可能なブレーキ８’が有る。

上記原理によるエアブレーキ１は、連続して変化可能なブレーキとして、または不連続で変化可能な、オン／オフブレーキとして、形成されても良い。

本具体例を行うための、回転中心は、対称軸から移動してはいけない。

異なる目標に向かう多くの弾丸を同時に選択的に制御することを意図する他の具体例（図示せず）では、ヒューズまたは弾丸は、また、プログラム可能な制御コンピュータにより遠隔制御プログラムするための、衛星航法のユニットを含む。

保護装置５は空気抵抗を発生するが、拡張および引き込み可能なリバーシブルエアブレーキ１により提供される改良された制御性を考慮することは受け入れられる。

まとめると、本発明は、エアブレーキがねじれるように配置されたブレーキ表面８、８’を備えて形成されるため、拡張および引き込み状態のエアブレーキに対する向心性加速の影響の問題を解決する。ブレーキ表面８、８’を拡張し、および引き込んだ場合、それぞれの保護装置５の後で回転方向にねじれがあり、これは、目標に向かう飛行経路の遅い部分で、経路修正を可能にする。リアルタイムの制御を行える。

Claims (10)

1. 弾丸（２）用のリバーシブルエアブレーキ（１）を含むヒューズ（３）であって、
   エアブレーキ（１）は、ブレーキリング（７、７’）の周囲に、径方向に突出した部分の形状で、ブレーキリング（７、７’）の上に配置された少なくとも２つのブレーキ表面（８、８’）を含む少なくとも１つのブレーキディスク（６、６’）を含み、ブレーキ表面（８、８’）の空気抵抗を減らすために、ブレーキリング（７、７’）はヒューズ（３）のケース表面（４）の周囲に均等に配置され、ヒューズ（３）のケース表面（４）の上に配置されたそれぞれの保護装置（５）の後にそれぞれ配置され、
   ブレーキ表面（８、８’）は、それぞれの保護装置（５）の後で、ケース表面（４）に沿って径方向に横に拡張または引き込みが可能であり、引き込み位置では、前から見た場合に、それらはそれぞれの保護装置（５）の後に隠れることを特徴とするヒューズ（３）。
2. ヒューズ（３）のケース表面（４）の周囲に均等に分配された３から１０のブレーキ表面（８、８’）を含むことを特徴とする請求項１に記載のエアブレーキ（１）を備えたヒューズ（３）。
3. ブレーキ表面（８、８’）は、ヒューズ（３）のケース表面（４）の上および周囲に均等に分配されたそれぞれの保護装置（５）の後に、ペアで連続して配置され、
   配置されたブレーキ表面（８、８’）は、保護装置（５）の裏面にもっとも近づいて配置された前部ブレーキ表面（８）と、前部ブレーキ表面（８）の後に配置された後部ブレーキ表面（８’）により形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のエアブレーキ（１）を備えたヒューズ（３）。
4. さらに、１つまたはそれ以上のブレーキ表面（８’）を後方に備えることを特徴とする請求項３に記載のエアブレーキ（１）を備えたヒューズ（３）。
5. ブレーキ表面（８、８’）は、それぞれの保護装置（５）の断面に対応する断面を有するように形成され、引き込んだ位置で、ブレーキ表面（８、８’）は、前から見た場合に保護装置（５）の後に隠れることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のエアブレーキ（１）を備えたヒューズ（３）。
6. ブレーキ表面（８、８’）は、矩形、円形、フィン形状、または弓状の断面を有するように形成されることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のエアブレーキ（１）を備えたヒューズ（３）。
7. ブレーキ表面（８、８’）は、保護装置（５）の後のヒューズ（３）の後方部分の上にねじれるように配置されたブレーキリング（７、７’）の上に均等に配置され、前部ブレーキリング（７）は、保護装置（５）の裏面の最も近くに配置され、１つまたはそれ以上の後部ブレーキリング（７’）は前部ブレーキリング（７）の後に配置されたことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のエアブレーキ（１）を備えたヒューズ（３）。
8. ねじりシャフトは、電池およびソレノイドまたは電気モータで駆動されることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のエアブレーキ（１）を備えたヒューズ（３）。
9. 請求項１～８のいずれかにかかる、リバーシブルエアブレーキ（１）を含むヒューズ（３）を用いて、現在の経路修正ヒューズを置き換えることにより、弾丸の縦方向の速度を制御する方法。
10. 請求項１～８のいずれかにかかるヒューズを含む弾丸。

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