JPH0581840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

この発明は、火砲から弾丸単体として発射さ
れ、あるいは誘導弾、ロケツト弾などの弾頭を構
成し、または目的物の上空において飛行機などか
ら投射される爆弾を構成して、内蔵する爆薬の爆
発時に電磁波を輻射する電磁弾に関する。

【従来技術とその問題点】

近代戦は電子戦といわれ、目的物を発見あるい
は探査し、あるいは発見、探査された目的物まで
の距離の測定などに用いられるセンサ、センサに
より得られた情報を環境の状況変化に応じて活用
可能な情報に加工する電子計算機、電子計算機に
よつて加工された情報を必要な部署に伝達するた
めの信号伝達手段、伝達された信号に基づく指令
発令手段、指令に基づいて装置もしくは装備を制
御する手段など、兵器を構成するほとんどすべて
の神経系統は、半導体や小形インダクタンス、コ
ンデンサなどの回路素子ななどを用いて構成され
た電子装置からなつている。従つてこれらの電子
装置が一旦機能を阻害されあるいは破壊される
と、戦闘機能は極度に低下する。従来は敵の戦闘
機能を低下させるのに、弾丸を発射して敵の装置
もしくは装備に命中せしめ、弾丸が内蔵する爆薬
が爆発したときの機械的破壊力によりこれらの装
置や装備を破壊もしくは損傷せしめていた。すな
わち、たとえば第７図に示すように、敵のレーダ
装置５０と、このレーダ装置から隔離した位置に
アンテナを備えた射撃管制装置５１とがある場
合、これらの機能を破壊するのに、発射機５２か
ら弾丸を発射してレーダ装置５０に命中させてこ
れを破壊し、つぎにもう１発弾丸を発射して射撃
管制装置５１を破壊する必要があつた。このよう
に、従来の機能破壊の方法は、弾丸機械的爆発力
を利用するものであるから、高い命中精度と、多
数弾の発射と、弾丸の大口径化による効力範囲の
増大などを必要とするとともに人員の損傷をもも
たらすものであつた。

【発明の目的】

この発明は、兵器の神経系統を構成する電子装
置の機能を、さほど高い命中率を必要とすること
なく、少数の小口径弾丸によりかつ実質的に人員
の損傷を避けて破壊することのできる弾丸を提供
することを目的とする。

【発明の要点】

この発明は、兵器の神経系統を構成する電子装
置が、小形、軽量にもかかわらず高機能にしてか
つしばしば多機能を付与するため、正規使用状態
において必要かつ十分と思われる定格を有する、
高密度に実装された半導体や小形なインダクタン
ス、コンデンサなどを用いて構成され、外部の電
磁ノイズによつて装置の回路内に生ずる誘起電圧
や誘導電流により半導体や回路素子の破壊が容易
に生じやすい点に着目し、弾丸の外殻を形成する
弾体と、信管と、爆薬が填実され前記弾体内に該
弾体と同軸に配されて該弾体内壁との間に軸方向
に長いリング状空間を形成する金属円筒と、該空
間内に配される電源らびに前記信管の点火もしく
は点爆時に生ずる圧力によつて閉動作するスイツ
チと、前記リング状空間内で前記金属円筒を取り
巻いて該円筒と同軸にかつ該円筒および前記弾体
と絶縁状態に配されるとともに、一方端が前記電
源とスイツチとを直列に介して弾体に接続され他
方端が直接弾体に接続されて前記電源、スイツチ
ならびに弾体とともに閉回路を構成するコイル状
の導体とを用いて弾丸を構成し、前記信管の点火
もしくは点爆時の前記スイツチの閉動作により前
記閉回路に電流を循環せしめるとともに前記信管
の点爆につづく前記金属円筒内爆薬の爆発により
該円筒を前記電源およびスイツチ側から他方端に
向かつて順次膨張せしめ前記導体を外方へ押し広
げて電源側から順次前記弾体内壁に接触せしめて
弾体に流れる電流を変化せしめ、弾体から強力な
電磁波を電磁ノイズとして輻射せしめることによ
り、前記の目的を達成しようとするものである。

【発明の実施例】

まず、本発明の電磁弾による電磁波輻射の原理
につき説明する。第４図に示されるように、上下
に対向して負荷４２への通電路を形成する導体４
３，４４の一方の導体４４の背後側に、化学的安
定性が高く取扱いの安全性が良好でかつ爆発した
ときの性能のすぐれた、いわゆる高性能爆薬４６
を配し、あらかじめ充電されスイツチ４１を介し
て導体４３，４４に接続されるコンデンサ４０の
電荷をスイツチを閉じて放電させ、導体に電流I₀
を生ぜしめる。この電流I₀は、上下の導体４３，
４４が負荷４２を介してループを形成し、かつ負
荷は通常インダクタンスと抵抗とからなることか
ら、時間とともに波高値が減衰する振動波形を示
す。そこでコンデンサ４０の放電後、電流が最初
の波高値となる時点の近傍で爆薬４６の起爆装置
４７を作動させて爆薬４６を爆発させると、爆発
ガスの圧力により上部導体４４は下部導体４３に
向かつて加速され、第５図のように導体４３に沿
つて短絡が生ずる。この短絡は連続的に図の右方
向へ、かつ爆発の伝播速度と同一の速度（約９
Km／ｓ）で進行する。従つて上下導体の間に形成
されたループの変形速度が非常に大きくなり、当
初、放電電流I₀により爆薬の爆発時点でループを
紙面に垂直に通過して生じていた磁束は外部へ漏
れだすことができない。理想的な場合は磁束が保
存され、ループの作る面積の減少に反比例してル
ープ内の磁束密度が高くなる。この磁束密度の高
まり方、すなわちループの作る面積の変化の割合
は、短絡位置の進行が爆発の伝播速度と同一の一
定速度で行なわれることから、短絡位置の進行と
ともに加速度的に大きくなり、これに応じて導体
の電流I₁の変化の割合も加速度的に大きくなるか
ら、この電流変化の速度に応じた強さを持つ電磁
波が導体から輻射される。そこで、爆薬の爆発に
よつて変形する導体４４をコイル状に形成し、導
体４３を前記コイル状導体を同心に包囲する円筒
状に形成するとともに爆薬によりコイル状導体を
起爆装置側から順次外方へ押し広げて円筒状導体
に接触させるようにすれば、電磁波は円筒状導体
の外方へ輻射されることになる。この電磁波のエ
ネルギには、爆発によつて開放された化学エネル
ギから、コイル状導体を変形させて円筒状導体と
の接触位置までもたらすまでに費やしたエネルギ
を差引いて残りの大きいエネルギが充当されるこ
とになるから、コイル状導体と円筒状導体のそれ
ぞれの設計寸法を適当に設定することにより大き
い輻射エネルギが得られ、電磁弾は命中精度がさ
ほど高くなくても極めて広範囲に敵の電子装置の
機能を破壊することが可能になる。 第１図に本発明に基づく電磁弾の具体的構成の
第１の実施例を示す。本実施例では、電磁弾は、
弾丸の外殻を形成する円筒状の弾丸２と、弾体２
の弾底側に該弾体と同心に配され起爆筒１１ａと
該起爆筒の起爆力を増幅するための伝爆薬１１ｂ
とを内蔵した信管１１と、弾丸発射後の所定時間
経過後に信管の起爆筒１１ａを点火させる時限装
置１３と、伝爆薬１１ｂの点爆につづいて爆発す
る高性能爆薬１９が填実され弾体と同心に配され
た薄肉の金属円筒５と、この金属円筒ならびに前
記信管１１を密に包囲する、例えばゴム製の弾性
絶縁筒４と、内径がこの弾性絶縁筒の外周面と接
する大きさに作られたコイル状の導体３と、弾体
２の弾頭側にねじ込まれ螺線溝１ａが形成された
中央の陥凹部１ｂにコイル状導体３をねじ込んで
該導体の一方端側を保持する弾頭部材１と、コイ
ル状導体３の他方端側を弾体と同心に保持するた
めの金属製保持部材６と、この保持部材と弾体２
の棚２ａとの間を絶縁するための絶縁板７ａと、
絶縁板９と７ｂとを介しかつ金属棒８で保持部材
６を押上げ気味に弾性絶縁筒４に嵌め合わされた
ドーナツ状コンデンサ１０と、コンデンサ１０の
下部端板１０ａに取り付けられた起爆筒１１ａの
点火時に生ずる圧力によつて閉動作するスイツチ
１２と、このスイツチ１２を介してドーナツ状コ
ンデンサ１０を弾体の棚２ａに押し付けるための
押しボルト１５と絶縁板７ｃを介してコンデンサ
１０を棚２ａに押し付けるための押しボルト１６
とがねじ込まれ前記金属円筒５と信管１１とを弾
体２と同軸に保持して弾底覆いを兼ねる弾底部材
１８とから構成されている。おな、コンデンサ１
０は弾体２に設けられた図示されない２個の貫通
孔から充電される。 このように構成された電磁弾が旋動弾として形
成されている場合には、発射時に毎分数千回の回
転速度で中心軸まわりに回転し、コイル状導体３
は強い遠心力を受けるが、コイルの一方端は弾頭
部材の内側にねじ込まれ、他方端は保持部材６に
よつて外周側が押さえられているからコイルが端
末側から半径方向にほどけて行くことはない。従
つてコイル状導体３は当初の形状を保持したまま
飛行し、爆薬１９の爆発に先立つて弾体２の内壁
面と接触することはない。なお、時限装置１３
は、目標接近時に自動的に時限を設定する近接信
管用とする場合は、この時限装置を弾頭部材を追
加加工して弾頭側に設けるとともに、弾性絶縁筒
４の肉厚の中にリード線を埋め込み、このリード
線を介して時限装置と起爆筒とを接続する。 電磁弾が発射後の所定時間経過後もしくは目標
捕捉後自動的に時限が設定される近接信管用時限
装置により信管内の起爆筒１１ａが点火され、こ
の起爆筒が収容された小スペースの圧力が上昇す
ると、この圧力によりスイツチ１２が閉動作し、
このスイツチを介してコンデンサ１０の電荷が放
電され、コンデンサ１０、金属棒８、保持部材
６、コイル状導体３、弾頭部材１、弾体２、弾底
部材１４、押しボルト１５、スイツチ１２からな
る閉回路にコンデンサ１０の電荷が放電され、こ
の回路に減衰振動電流を生ずる。そこで、起爆筒
１１ａの点火につづいて燃焼する伝爆薬を収容す
る信管容器の寸法を、伝爆薬の燃焼伝播速度に基
づいて設定することにより、金属円筒５に填実さ
れた高性能爆薬の爆発開始の時点が前記減衰振動
電流の最初の波高値時点の近傍となるようにすれ
ば、この波高値近傍で金属円筒内爆薬の爆発が始
まり、その爆発力により金属円筒５は弾性絶縁筒
４、コイル状導体３とともに半径方向外方へ押し
広げられ、コイル状導体３は保持部材６側から順
次上方向かつて弾体内壁に接触して行く。この接
触の移動の速さはほぼ爆発の伝播速度に等しく、
導体３と弾体２との接触開始後に形成された、導
体３と弾頭部材１と弾体２とのみからなる閉ルー
プの面積の時間変化、従つて閉ループのインダク
タンスの時間変化は極めて速い。この、インダク
タンスの時間変化は、爆発進行の終端に近づくほ
ど大きくなり、ループ面積消滅の直前で最高値に
達する。従つてこのときに輻射される電磁波の強
さは著しく強大となり、近傍の電子装置の機能を
容易に破壊することができる。 第２図に本発明の第２の実施例を示す。この実
施例は、ドーナツ状コンデンサ１０の充電を、電
磁弾発射時の加速度により発電する発電装置を電
磁弾内に設け、この発電装置によつて行なおうと
するものである。コイル状導体３がねじ込まれる
螺線溝を有する弾頭部材の陥凹部をさらに深く形
成し、ここにケース２４内に収容されたコイル２
１と、圧縮コイルばね２３により陥凹部底面に押
圧、保持された永久磁石２０とを備えた発電装置
を弾頭部材と同心に取り付け、金属円筒５を弾体
２と同心に保持する。コイル２１の一方の端子２
１ａはケース２４から絶縁して引き出され、弾性
絶縁筒４の肉厚部に埋め込まれたリード線２５な
らびに薄肉の金属板からなる引出しリング２６と
通電ボルト２７とを介してコンデンサ１０の端板
１０ａに接続され、他方の端子２１ｂはケース２
４から絶縁して引き出されるとともにダイオード
２２を介して弾頭部材２９と接続されている。電
磁弾を火砲から発射する際には、電磁弾は通常11
万Ｇ（Ｇは重力の加速度）オーダの加速度をうけ
るから、軸方向に着磁された円柱状の永久磁石２
０は圧縮コイルばね２３を容易に圧縮して軸方向
に移動し、永久磁石の磁束と鎖交するコイル２１
の両端子間に電圧を誘起する。誘起された電圧は
ダイオード２２を介してコンデンサ１０に導か
れ、誘起された電圧波形中のほぼ最高値にコンデ
ンサを充電する。このときの回路構成を第６図に
示す。 第３図に本発明の第３の実施例を示す。この実
施例は、ドーナツ状コンデンサ１０の充電を、電
磁弾が飛行中もしくは投下中に受ける風圧により
発電する発電機を電磁弾内に設け、この発電機に
よつて行なおうとするものである。この発電機
は、第２の実施例の場合と同様に、弾頭部材の陥
凹部を第１の実施例より深く形成し、この陥凹部
と弾頭部材頂部とを軸線上に設けた細い貫通孔で
連通し、この貫通孔から流入してくる空気を、ケ
ース３４内に収容されたタービン３０の羽根に導
いてタービンを回転させる。このタービンはたと
えば分厚い円板の外周側に軸方向に対して斜めに
等間隔で切込みを入れた程度の簡単なものでよ
い。このタービン軸には磁極として永久磁石を用
いた回転子３１が固着され、この回転子を同軸に
包囲するように配置された軸方向導体からなる巻
線を備えた固定子がケース３４内に設けられてい
るから、この回転子と固定子とにより同期発電機
が形成され、固定子巻線の両端子３２ａ，３２ｂ
間に誘起された電圧が、第６図に示されるように
ダイオード２２を介してコンデンサ１０に導か
れ、誘起された電圧波形中のほぼ最高値にコンデ
ンサを充電する。なお、第３図において符号３６
は貫通孔３５から流入した空気を排出するための
排気孔である。 なお、前述の第２，第３の実施例においては、
電磁弾内に収容される充電用電源として、電磁弾
の運動と関連した力学量を利用したものを用いて
いるが、かかる電源の収容されるスペースに蓄電
池を搭載し、この蓄電池を用いてコンデンサを充
電することももちろん可能である。また、爆薬１
９の爆発時に弾体と接触する導体として第１〜３
の実施例においてはコイル状導体を用いている
が、このコイル状導体の代わりに円筒状導体を用
いることも不可能ではない。しかし円筒状導体は
インダクタンスが小さく、スイツチの閉動作によ
るコンデンサの放電によつて生ずる減衰振動電流
は極く短時間内に零に漸近し、金属円筒内爆薬が
爆発を開始する時点では電流が放電回路中にほと
んど残らず、電磁波のエネルギが極めて小さくな
る。このため、スイツチの閉動作は伝爆薬によつ
て行なうとともに伝爆薬の点爆開始から金属円筒
内爆薬の爆発開始までの時間を高周波減衰振動電
流の周期に合わせて短縮し、放電後の最初の波高
値時点において導体の接触が始まるようにしなけ
ればならず、点爆薬を収容する信管容器の寸法設
計が微妙になるという問題は避けられない。

【発明の効果】

以上に述べたように、本発明によれば、電子装
置のみを、かつその機能のみを破壊すれば戦闘能
力を極度に低下せしめることができ、かつ電子装
置の機能が電磁ノイズにより容易に破壊されやす
い点に着目し、弾丸の外殻を形成する弾体と、信
管と、爆薬が填実され前記弾体内に該弾体と同軸
に配されて該弾体内壁との間に軸方向に長いリン
グ状空間を形成する金属円筒と、該空間内に配さ
れる電源ならびに前記信管の点火もしくは点爆時
に生ずる圧力によつて閉動作するスイツチと、前
記リング状空間内で前記金属円筒を取り巻いて該
円筒と同軸にかつ該円筒および前記弾体と絶縁状
態に配されるとともに、一方端が前記電源とスイ
ツチとを直列に介して弾体に接続され他方端が直
接弾体に接続されて前記電源、スイツチならびに
弾体とともに閉回路を構成するコイル状の導体と
を用いて電磁弾を構成し、目標とする電子装置の
近傍において、前記信管の点火もしくは点爆時の
前記スイツチの閉動作により前記閉回路に電流を
循環せしめるとともに前記信管の点爆につづく前
記金属円筒内爆薬の爆発により該円筒を前記電源
およびスイツチ側から他方端に向かつて順次膨張
せしめ前記導体を外方へ押し広げて電源側から順
次前記弾体内壁に接触せしめて弾体に流れる電流
を変化せしめ、弾体から強力な電磁波を電磁ノイ
ズとして輻射させるようにしたので、さほど高い
命中率を必要とすることなく、少数の小口径電磁
弾により、隔離して存在する複数の電子装置を効
果的に、かつ実質的に人員の損傷を避けて破壊す
ることができるという効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づいて構成される電磁弾の
第１の実施例を示す縦断面図、第２図は同じく第
２の実施例を示す縦断面図、第３図は同じく第３
の実施例を示す縦断面図、第４図、第５図は本発
明における電磁弾の動作原理を示す説明図であつ
て、第４図は動作前の状態を示し、第５図は動作
途中の状態を示す。第６図は第２，第３の実施例
におけるコンデンサの充電回路図、第７図は従来
の電子装置の機能破壊の方法を示す説明図であ
る。 ２…弾体、３，４３，４４…導体、４…弾性絶
縁筒、５…金属円筒、１０，４０…コンデンサ、
１１…信管、１１ａ…起爆筒、１１ｂ…伝爆薬、
１２，４１…スイツチ、１３…時限装置、１９，
４６…爆薬、２０…永久磁石、２１…コイル、２
２…ダイオード、３０…タービン、３１…回転
子、３２…固定子、３３…発電機、４７…起爆装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弾丸の外殻を形成する弾体と、信管と、爆薬
   が填実され前記弾体内に該弾体と同軸に配されて
   該弾体内壁との間に軸方向に長いリング状空間を
   形成する金属円筒と、該空間内に配される電源な
   らびに前記信管の点火もしくは点爆時に生ずる圧
   力によつて閉動作するスイツチと、前記リング状
   空間内で前記金属円筒を取り巻いて該円筒と同軸
   にかつ該円筒および前記弾体と絶縁状態に配され
   るとともに、一方端が前記電源とスイツチとを直
   列に介して弾体に接続され他方端が直接弾体に接
   続されて前記電源、スイツチならびに弾体ととも
   に閉回路を構成するコイル状の導体とを備え、前
   記信管の点火もしくは点爆時の前記スイツチの閉
   動作により前記閉回路に電流を循環せしめるとと
   もに前記信管の点爆につづく前記金属円筒内爆薬
   の爆発により該円筒を前記電源およびスイツチ側
   から他方端に向かつて順次膨張せしめ前記導体を
   外方へ押し広げて電源側から順次前記弾体内壁に
   接触せしめて弾体に流れる電流を変化せしめ、弾
   体から電磁波を輻射せしめることを特徴とする電
   磁弾。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の電磁弾におい
   て、信管の点火もしくは点爆によるスイツチの閉
   動作時に閉回路に電流を循環せしめる電源はおそ
   くとも信管の点火もしくは点爆時までに充電が完
   了されたコンデンサであることを特徴とする電磁
   弾。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の電磁弾におい
   て、信管の点火もしくは点爆時までに完了するコ
   ンデンサの充電は、電磁弾の発射前にあらかじめ
   弾体外部から行なわれることを特徴とする電磁
   弾。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の電磁弾におい
   て、信管の点火もしくは点爆時までに完了するコ
   ンデンサの充電は弾体内に蓄電池を収容し該蓄電
   池の両端子間にコンデンサを接続することにより
   行なわれることを特徴とする電磁弾。 ５ 特許請求の範囲第２項記載の電磁弾におい
   て、信管の点火もしくは点爆時までに完了するコ
   ンデンサの充電は、弾体内に収容され発射時の加
   速度により該弾体内を移動する永久磁石と、該磁
   石の磁束と鎖交して両端子間に電圧を誘起するコ
   イルとを備えた発電装置を用いて行なわれること
   を特徴とする電磁弾。 ６ 特許請求の範囲第２項記載の電磁弾におい
   て、信管の点火もしくは点爆時までに完了するコ
   ンデンサの充電は、弾体内に収容され飛行時の風
   圧により回転するタービンと、該タービンに結合
   された回転子を有する発電機とを用いて行なわれ
   ることを特徴とする電磁弾。 ７ 特許請求の範囲第１項記載の電磁弾におい
   て、金属円筒と同軸に配されたコイル状導体の前
   記円筒および弾体からの絶縁は前記金属円筒とコ
   イル状導体との間に介装された弾性絶縁筒を用い
   て行なわれることを特徴とする電磁弾。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の電磁弾におい
   て、点火または点爆によりスイツチを閉動作させ
   る信管は弾体の底部側に配されていることを特徴
   とする電磁弾。 ９ 特許請求の範囲第１項記載の電磁弾におい
   て、信管の点火は、弾体内に収容された時限装置
   によつて行なわれるとともに点火もしくは点爆に
   よるスイツチの閉動作から該点爆につづく金属円
   筒内爆薬の爆発によるコイル状導体と弾体との接
   触開始までの時間おくれが弾体内爆薬の燃焼速度
   に基づいて設定されていることを特徴とする電磁
   弾。