JP7308934B2 - 多弾頭砲弾及びその発射方法 - Google Patents

Description

本発明は、砲身（バレル）から発射される砲弾に関するものであり、砲弾は、砲弾本体内に軸方向に順に配置された少なくとも２つの弾頭を含む砲弾本体によって構成されており、これは、少なくとも２つの弾頭が、砲弾の進行方向に成形爆薬の断片化効果をもたらすように配置された爆薬で構成されている。本発明は、また、砲弾を発射するための手順にも適用される。

従来の迫撃砲弾は通常、円周方向の横方向のエアバーストタイプであり、砲弾が爆発したときに形成される断片化が、砲弾本体全体から放射状に外側に分散する。砲弾本体の断片化は「自然」であり、つまり、通常は鉄または鋼で構成されている砲弾本体が、さまざまな形やサイズの断片に破裂する。市街地での戦闘中は、民間人への損害を避けることが望ましい。円周方向の横方向のエアバースト断片化効果を持つ砲弾は、軍事目標に対してのみ効果を制限することを困難にする。断片が複数の方向に分散して望ましくない影響をもたらすリスクは大きい。自然に断片化された砲弾本体からの断片は、形状が不規則であり、砲弾本体の非常に小さな断片から大きな断片までさまざまである。さらに、自然に断片化された不規則な形状の断片は、断片化の実質的なエアブレーキを受け、特に砲弾がターゲットから遠く離れて破裂した場合、ターゲットへの影響はほとんどない。

成形爆薬効果を伴う爆薬を使用することにより、砲弾の円周方向の横方向の断片化効果を低減することが以前から知られている。砲弾の断片化効果を高めるために、いくつかの成形爆薬を、各成形爆薬が特定の時間遅延で発火するシリーズにおいて順に使用することも知られている。ＵＳ５１９１１６９の図１は、爆発的に形成されたペネトレーター（ＥＦＰ）モジュールとしても知られる多数の成形爆薬モジュール（１６）が順に配置されている砲弾（１）を示している。それぞれ７つの成形爆薬（２２）を含む成形爆薬モジュール（１６）は、そのうちの１つの成形爆薬は成形爆薬モジュールの中央に配置され、他は中央の成形爆薬（２２）の周りに均等に分配される。

成形爆薬（２２）は、１つの成形爆薬ライナー（２４）と、１つの爆薬（２６）と、および１つの起爆装置（２８）とを含む。中央成形爆薬の弾頭効果の意図された方向は、砲弾の進行方向に向けられている。しかしながら、円周方向の横方向のエアバースト成形爆薬は、中央成形爆薬に対して半径方向外向きに角度が付けられており、それにより、その前の成形爆薬モジュールの破壊を防ぐ。しかしながら、背後の成形爆薬が半径方向に角度を付けられているかまたは偏向されている、ＵＳ５１９１１６９の配置は、周囲の砲弾本体からの断片の分散の問題を解決しない。

ＵＳ５１９１１６９の配置の追加の欠点は、成形爆薬からの断片の分散が、砲弾内の成形爆薬モジュールの数とともに増加することである。

（発明の目的とその特徴）
本発明の１つの主な目的は、断片の半径方向の分散が大幅に減少し、明確に定義された断片効果が増大した、砲弾の進行方向に成形爆薬用に配置された弾頭を含む砲弾である。本発明の追加の目的は、上記のように砲弾を発射するための手順である。

そのように明示された目的、およびここで言及されていない他の目的は、現在の独立特許クレームで指定された枠組みの中で十分に達成される。

したがって、本発明によれば、砲弾のケーシング内に軸方向に順に配置された少なくとも２つの弾頭を含む砲弾本体を構成し、その弾頭は、砲弾の進行方向に成形爆薬の断片化効果のために配置された爆薬で構成されており、断片の分散が放射状に大幅に減少し、明確に定義された領域への断片化効果が増加する、砲弾が達成される。本発明の特徴は、砲弾本体が、砲弾の進行方向に決定された時系列に従って弾頭を砲弾本体から排出するための排出装置、および弾頭の爆薬を決定された時系列に従って発火するための発火装置も含むことである。

本発明で主張されるように、砲弾についての以下の追加の態様が適用される：
排出装置および発火装置が弾頭内に配置されること。
弾頭はまた、弾頭の時間遅延放出および発火のためのプログラム可能な時間遅延ユニットを含むこと。
砲弾はまた、弾頭の放出装置を作動させるために機首部分に配置されたセンサーユニットを含むこと。
弾頭の後部がエンドピースを構成し、前記エンドピースは、いずれにせよ後ろに続く弾頭が前の弾頭に部分的に含まれることができるように形作られていること。
弾頭が断片化プレートを含むこと、前記断片化プレートは、粉末冶金材料に焼き付けられた事前に断片化された金属断片を含むこと。
事前に断片化された金属片が重金属または重金属の混合物を含むこと。
弾頭がケーシングを備えていること。前記ケーシングは、金属粉末で作られたプラスチックマトリックスを含むこと。

上記の砲弾の発射中の手順の特徴は次のとおりです。
砲弾の弾頭は、砲弾の進行方向に砲弾本体から互いに同じ時間遅延で放出され、弾頭の爆薬は、決定された時間遅延の後に同時に爆発する。

（発明の利点及び効果）
本発明は、いくつかの利点および効果を含む。弾頭の爆薬を発射する前に弾頭を砲弾から分離することで、砲弾本体からの断片化が放射状に拡散するのを防ぐ。弾頭の爆薬を発射する前に弾頭を互いに分離することで、前の弾頭に対する後ろの弾頭の破壊的な影響を最小限に抑えることができる。

分散の減少は、明確に定義された領域に対する成形爆薬の影響が増加することを意味する。

１つまたは２つの断片化プレートを使用する場合と比較して、複数の断片化プレートを使用すると、砲弾が達成できる断片化の量が増加する。さらに、事前に断片化された重金属断片の使用は、事前に断片化された重金属断片がより高い密度でより均一な形状であるため、より低い分散効果を提供する。自然に断片化された鋼の断片と比較して、浸透力が増加する一方で、大気中の断片の空気ブレーキ効果は減少する。

弾頭の分散頻度と破裂頻度を変えることで、断片化分散と断片化効果の変化をターゲットの位置と特性に一致させることができる。本発明で主張される追加の利点および効果は、本発明の以下の詳細な説明の研究および観察において提示され、最も有利な実施形態の数、特許請求項、および添付の図面図が含まれる。

成形爆薬効果のために配置された４つの弾頭を含む砲弾の縦断面図を示す。 図１に示す弾頭の縦断面図を示す。 バースト間隔Ｈの弾頭からの断片Ａの分散を図式的に示す。

図１は、本発明で特許請求される砲弾１の好ましい実施形態を示している。砲弾１は、従来の迫撃砲弾１のような形状であるが、別のタイプの砲弾１、例えば砲弾１であり得る。砲弾１は、砲弾本体２、ノーズセクション３、および後部セクション４からなる。砲弾本体２は、成形爆薬効果のために形成された、放射状に順に配置された４つの弾頭８を備える。砲弾１は、弾頭８からの標的に対する明確な効果を伴う成形爆薬効果のために配置されている。図１の後部セクション４は、砲身（バレル）から砲弾１を発射するための従来の馬蹄形の推進剤（ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｃｈａｒｇｅｓ）を組み立てるために設計された前方管状セクション７を含む。後部セクション４の後部は、砲弾１の飛行段階中に砲弾１を案内するためのいくつかのフィン６を備えて配置されている。

図３の砲弾１は、主に、民間人と民間施設への望ましくない副作用を回避しながら、ターゲットに影響を与えることを目的とする都市環境にあるターゲット上でエアバーストを行うことを目的としています。

したがって、その目的は、砲弾１およびその弾頭８からの断片が砲弾１の前方方向の進行方向に放出され、非常に限られた範囲の断片が放射状に分散されないこと、または可能であれば断片化されないことである。砲弾１のターゲット上のカバレッジエリア（Ａ）は、適切なバーストの高さ（Ｈ）を選択することにより、エアバーストの場合、ターゲットの位置および特性に合わせて調整することができる。バーストの高さ（Ｈ）が低いと、カバレッジエリア（Ａ）が小さくなり、バーストの高さ（Ｈ）が高いと、カバレッジエリア（Ａ）が小さくなる。この効果を達成するために、砲弾１は、センサーユニット５を備えており、前記センサーユニット５は、適切なバースト高さ（Ｈ）にプログラムすることができる時間遅延または近接信管５から構成することができる（図１および３）。

図２の砲弾１の弾頭８は、断片化プレート１０と、ケーシング１１とも呼ばれる弾頭ケーシング１１とを備える。すべての弾頭８は、爆薬１２と、安全、武装、および点火（ＳＡＩ）ユニット１３とも呼ばれるプログラム可能な起爆装置１３とを含み、前記起爆装置１３は、弾頭８を砲弾本体２から放出するためのガス発生器１５と、 弾頭８の爆薬１２を爆発させるための起爆装置１４とを備える。起爆装置１３は、弾頭８の時間遅延放出および発火（ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ）のための１つの時間遅延ユニット（図２には示されていない）をさらに備える。

弾頭８の後部は、好ましくは、弾頭８をその前の弾頭８の少なくとも部分的に後ろに取り付けることを容易にするための管状エンドピース１６を備え、それによって、砲弾１の貴重なスペースを節約できる。エンドピース（１６）の管状形状は、また、弾頭８を砲弾本体２から排出するときに安定化効果を有する。図２の断片化プレート１０は、予め断片化された金属断片を含み、好ましくは、１つの重金属または重金属の混合物、例えば、タングステンを含む。金属断片は、好ましくは、事前に断片化された重金属断片を一緒に保持する目的でマトリックス材料に焼き付けられ、爆薬１２が爆発するときにプッシャープレートとして機能する。マトリックス材料は、例えば、等方圧プレスによってその最終形状に形成された粉末金属材料から構成することができる。断片化プレート１０は、爆発する爆薬１２とともに、ターゲットエリア（Ａ）上に断片の均一な分散を生成するように形作られている。

弾頭８は、爆薬１２の爆発のための適切な閉じ込め（装薬）を提供するように配置されたケーシング１１から構成される。ケーシング１１は、好ましくは、爆薬１２の爆発時に断片化効果をほとんど提供しない材料を含む。形成される断片の範囲は非常に狭くなる。 爆薬１２は、好ましくは、例えばニトラミン型の低感度爆薬から構成される。弾頭８の起爆装置１３は、ＳＡＩ装置１３であって、安全、武装、および弾頭８の発火のための機能を処理する。ＳＡＩユニット１３はまた、弾頭８を分離するためにガス発生器１５を制御する。

砲弾１は、従来の砲弾１と同様に、迫撃砲などの砲身から発射される。砲弾１がターゲットに近づくと、時間遅延ヒューズ５がアクティブになり、砲弾１の効果フェーズが開始される。砲弾１のノーズセクション３は、分離チャージ（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒｇｅ）によって排出される（図１には示されていない）。前記分離チャージは、ヒューズ５の後部に配置され、あるいは、エアバッグを分離チャージとして使用することができる。

砲弾本体２から排出される前に、時間遅延ヒューズ５は、弾頭８内のＳＡＩユニット１３を作動させる。時間遅延ヒューズ５を備えたノーズセクション３が砲弾本体２から排出された後、弾頭８の排出シーケンスが開始される。次に、弾頭８内のガス発生器１５は、弾頭８を互いに分離することを伴う、砲弾本体２からの弾頭８の排出を処理する。

砲弾本体２からの弾頭８の排出は、砲弾１の機首部３に最も近く、最も前方にある弾頭８から始まり、残りの弾頭８が急速に連続して排出される。弾頭８が砲弾本体２を離れると同時に、ＳＡＩユニット１３は、弾頭８内の爆薬１２を発火準備（ａｒｍ）させる。

すべての弾頭８が砲弾本体２を離れると、ＳＡＩユニット１３は、起爆装置１４を介して爆薬１２を爆発させ、その時点で、弾頭８が爆発し、断片が砲弾１の進行方向に前方に分散される。ＳＡＩユニット１３内の時間遅延ユニットは、弾頭８のすべてが、好ましくは同時に爆発するように、弾頭８を発火させる。あるいは、弾頭８が異なる時間遅延で爆発するように、時間遅延ユニットを事前にプログラムすることができる。例えば、時間遅延は、すべての弾頭８が標的から同じ範囲で爆発するようなものであってもよい。弾頭８の排出のための異なる時間遅延、および弾頭８の爆薬（ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｈａｒｇｅｓ）１２の発火のための異なる時間遅延を有することも可能である。

時間遅延排出の目的は、弾頭８が爆発したときに互いに破壊しないように、弾頭８間の所定の距離を達成することである。弾頭間の距離は、好ましくは、可能な限り最小であるが、弾頭８が互いに妨害しないように十分に大きくするべきである。弾頭８が進路を変更する時間がないように、弾頭８の飛行時間は、砲弾本体２から排出された後、可能な限り短くすべきである。結果は、弾頭８内のすべての断片化プレート１０が、明確に定義されたターゲットエリア（Ａ）でそれらの断片を同時に分散させることである。

断片化プレート１０の形状はまた、標的上の断片の所定の分散パターンを達成するように適合させることができる。さらに、ターゲット上の面積分散（Ａ）は、バースト間隔（Ｈ）を変えることによって変えることができる。

（砲弾の可能な代替用途）
砲弾１を従来の迫撃砲砲弾１として使用する場合、弾頭８を砲弾本体２から排出することなく、砲弾１全体を爆発させることができる。弾頭８のすべてが砲弾本体２で同時に爆発し、これは、爆薬１２のすべてが同時に発火することを意味する。次に、砲弾１は、部分的に放射状に分散する断片化プレート１０から、および部分的に放射状に分散する砲弾本体２の断片から、円周方向の横方向の断片化効果を有する。

別の可能性は、標的上の高高度で弾頭８を分離し、それらが一定期間個別に移動して、広い標的領域（Ａ）上に弾頭８を分散させることを可能にすることである。ただし、このオプションは、各弾頭８がその効果を適用する場所を正確に制御できなくなることを意味する。

図３は、急な弾道でターゲットに向かう砲弾１を示しており、これは、高弾道の間接射撃用の迫撃砲を配備する従来の方法である。ただし、弾道がフラットな直撃に砲弾１を使用することを妨げるものは何もない。

Claims (8)

1. 砲身から発射するための砲弾であって、前記砲弾（１）は、砲弾本体（２）を含み、砲弾本体（２）内に軸方向に順に配置された最低２つの弾頭（８）を含み、前記弾頭（８）は、砲弾（１）の進行方向に成形爆薬効果のために配置された爆薬（１２）を含み、砲弾本体（２）はまた、決定された一つの時間遅延に従って弾頭（８）の爆薬（１２）を発火させるための発火装置（１４）と同様に、砲弾（１）の進行方向の決定された一つの時間遅延に従って、前記２つの弾頭（８）を所定の距離を空けて砲弾本体（２）から排出するための排出装置（１３）を備え、
   前記弾頭（８）は、ケーシング（１１）を含み、前記ケーシング（１１）は冶金粉末を有するプラスチックマトリックスを含み、
   前記発火装置は、前記２つの弾頭を、同じ前記時間遅延に基づいて、同時に発火させる、
   砲弾。
2. 前記排出装置（１３）および前記発火装置（１４）は、前記砲弾（１）の前記弾頭（８）に配置されている、請求項１に記載の砲弾。
3. 前記弾頭（８）はまた、前記弾頭（８）の時間遅延排出および発火のためのプログラム可能な時間遅延ユニットを備える、請求項１に記載の砲弾。
4. 前記砲弾（１）はまた、前記弾頭（８）の前記排出装置（１３）を作動させるために前記砲弾（１）のノーズセクション（３）に配置されたセンサーユニット（５）を備える、請求項１に記載の砲弾。
5. 前記弾頭（８）の後部はエンドピース（１６）を含み、前記エンドピース（１６）は、後ろに続く弾頭（８）が少なくとも部分的にその前の弾頭（８）に含まれることができるように形作られている、請求項１から４のいずれか一項に記載の砲弾。
6. 前記弾頭（８）は、断片化プレート（１０）を含み、前記断片化プレート（１０）は、粉末冶金材料に焼き付けられた事前に断片化された金属断片を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の砲弾。
7. 事前に断片化された前記金属断片は、重金属または重金属の混合物を含む、請求項６に記載の砲弾。
8. 砲弾（１）を発射するための手順であって、前記砲弾（１）は、少なくとも２つの弾頭（８）を有する砲弾本体（２）を含み、前記少なくとも２つの弾頭（８）は、前記砲弾本体（２）内で順に軸方向に配置されており、前記砲弾本体（２）は、前記砲弾（１）の進行方向に成形爆薬効果のために配置された爆薬（１２）を含み、前記弾頭（８）は、ケーシング（１１）を含み、前記ケーシング（１１）は冶金粉末を有するプラスチックマトリックスを含み、前記砲弾（１）の前記２つの弾頭（８）は、前記砲弾（１）の進行方向に前記砲弾本体（２）から所定の距離を空けて排出されるが、時間遅延は互いに同じであり、前記２つの弾頭（８）の爆薬（１２）は、決定された時間遅延の後に同時に発火する、手順。

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