JPH08178598A - 飛翔体の弾頭起爆制御方法 - Google Patents

飛翔体の弾頭起爆制御方法

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JPH08178598A
JPH08178598A JP32802694A JP32802694A JPH08178598A JP H08178598 A JPH08178598 A JP H08178598A JP 32802694 A JP32802694 A JP 32802694A JP 32802694 A JP32802694 A JP 32802694A JP H08178598 A JPH08178598 A JP H08178598A
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JP
Japan
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target
time
initiation
detonation
warhead
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Application number
JP32802694A
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English (en)
Inventor
Hiroo Saito
宏生 齋藤
Satoyuki Morooka
智行 師岡
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ミサイルなどの飛翔体に搭載された弾頭を、
地上装置からの指令に基づいて、目標に対する命中効果
が最大となるように起爆させる。 【構成】 飛翔体及び目標を同時に追尾するセンサー、
両者の運動状態からミスディスタンスを予測する回路、
目標に対する命中確率が最大となる起爆タイミングを決
定する回路により、弾頭の破砕効果を最大に取るように
構成。 【効果】 飛翔体の弾頭起爆制御の主要な機能を地上装
置に設けることにより、飛翔体の構成を簡素化すること
ができる。また、目標に対する命中効果を最大にするよ
うに弾頭を起爆することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、弾頭を搭載し、その
起爆効果によって目標に損傷を与えるミサイルなどの飛
翔体において、地上装置により起爆効果が最大となるよ
うに弾頭を起爆制御する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】空中の目標に対して、誘導によって目標
に会合させることを目的とした飛翔体では、誘導誤差の
ために必ずしも目標に直撃せず、最接近時における目標
と飛翔体の距離、いわゆるミスディスタンスが存在す
る。このため、目標近傍において弾頭を破砕させ、損傷
・破壊などの終末効果を期待することが一般的である。
従来、最終末の弾頭起爆制御方法として近接信管が用い
られることは周知のとおりである。近接信管は、信管自
身に目標を観測するセンサー、起爆制御のための信号処
理回路を搭載することによって最適な弾頭起爆タイミン
グを決定する。
【0003】次に動作について説明する。近接信管は、
近接信管自身に目標観測センサーを搭載し、相対速度の
変化、相対距離の変化、または飛翔体から見た目標の目
視線角変化などを計測し、目標検出時刻から弾頭を起爆
させる迄の遅延時間τを設定する。τ秒後に弾頭が起爆
することによって目標に損傷を与えるようになってい
る。図7は、近接信管を飛翔体に搭載した場合の一般的
な構成例であって、1は目標観測センサー、2は機体セ
ンサー、3は演算回路、4は遅延回路、5は弾頭であ
る。図において、演算回路3は目標観測センサーからの
観測信号a、機体センサーからの観測信号bをもとに目
標と飛翔体の相対位置、相対速度、または飛翔体から見
た目標の目視線角などを計算して遅延時間(τ)cを設
定する。遅延回路4は設定された遅延時間τ秒後に起爆
信号dを出力して弾頭5を起爆する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近接信管は、前記した
ように目標を検出する機能、起爆タイミングを決定する
機能を飛翔体自身に付加するという基本的構成になって
いる。一般的には前記した基本的構成に加えて、目標の
運動に対応して最も高い破砕効果を得るように起爆タイ
ミングを決定することが行われており、そのためにはシ
ーカによって時々刻々変化する目標方位、距離などの観
測信号を連続的に取得するセンサーと連動した装置構成
を採る。このため飛翔体の機体総重量に対する推進薬重
量の比率、いわゆるマスレシオの増大に限界が生じ飛翔
体の高速化を妨げる要因となっていた。また大規模な目
標観測センサー、信号処理回路を装備していなければな
らず、飛翔体構造の簡素化を妨げる要因となっていた。
【0005】本発明は、上記の様な近接信管を装備した
場合のマスレシオ低下の問題点、ミサイルなど飛翔体の
高機能化、また高機能化により生起する高価格化の問題
を低減するために、従来飛翔体自身に付加していた目標
観測、起爆タイミング決定の機能を地上装置にて行う方
法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係わる飛翔体の弾頭起爆制御方法は、目標
と飛翔体の運動を算定し会合時刻におけるミスディスタ
ンスを予測する手段と、ミスディスタンスの大きさと弾
頭の破片の命中確率が最大となる起爆タイミングとの相
関を確率的な手法に基づいて構築したデータベースと、
起爆タイミング信号を飛翔体に出力する手段を地上装置
に設けたものである。また、地上装置の起爆タイミング
信号を受信して弾頭を起爆させる手段を飛翔体に設けた
ものである。
【0007】
【作用】この発明においては、地上装置において目標と
飛翔体の位置及び速度を観測し、その観測結果から会合
時刻直前に会合時刻の誘導誤差(ミスディスタンス)を
予測演算する。また、予測されたミスディスタンスに基
づいてデータベースを検索し、命中効果が最大となる起
爆タイミングを決定し、飛翔体に対して起爆タイミング
信号を出力する。次に、飛翔体は地上装置からの起爆タ
イミング信号を受信して弾頭を起爆させる。
【0008】
【実施例】
実施例1 以下、この発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。
【0009】図1は本発明の一実施例を示すブロック図
であり、6は飛翔体の弾頭を起爆制御する地上装置、7
は目標の運動を観測し目標の飛翔観測信号を出力する第
1の追尾装置、7aは目標を観測する、たとえば追尾レ
ーダなどの第1の追尾センサー、7bは7aの観測信号
から目標の位置及び速度を演算する第1の追尾演算回
路。8は飛翔体の運動を観測し飛翔体の飛翔観測信号を
出力する第2の追尾装置、8aは飛翔体を観測する、た
とえば追尾レーダなどの第2の追尾装置、8bは8aの
観測信号から飛翔体の位置及び速度を演算する第2の追
尾演算回路。9は第1の追尾装置の出力する目標観測信
号と第2の追尾装置の出力する飛翔体観測信号から目標
と飛翔体が会合する時刻におけるミスディスタンスを演
算して出力する予測演算回路、10は予測演算回路の出
力するミスディスタンスをもとに弾頭の起爆タイミング
を決定する起爆制御回路、11は起爆制御回路の出力す
る起爆タイミング信号を飛翔体に送信するコマンド送信
機、12はフレシェット弾頭を装備し、コマンド送信機
からの起爆タイミング信号を受信して起爆する機能を具
備したミサイルなどの飛翔体であり、この飛翔体は重心
点付近にサイドスラスタを装備して終末誘導期に機軸が
速度方向と一致するように操舵することが可能になって
いる。13〜15は飛翔体12の内部に構成され、13
はコマンド送信機からの起爆タイミング信号を受信する
コマンド受信機、14は起爆タイミング信号を受信して
弾頭を起爆させる起爆装置、15はフレシェット弾頭で
ある。また、16は航空機などの対空目標である。
【0010】次に、この実施例の動作を説明する。ま
ず、この実施例で飛翔体12に搭載したフレシェット弾
頭15の効果を図2をもとに説明する。フレシェット弾
頭は、起爆後、複数の子弾17によって散布角(Φ)、
速度は飛翔体速度ベクトル(Vm)と起爆時に生ずる子
弾の初期速度ベクトル(Vf)の合成速度にて散布す
る。また、この時の散布面A内における子弾17の分布
は、一般に正規分布として扱うことができるので、散布
面内の子弾が目標に命中した際に目標に破損・破壊を与
える効果度(KP)を定め、また演算上の目標形状を半
径aの円(これを有効範囲Bと定義する。)と定めて、
たとえば近似的に“数1”の計算によって目標に与える
子弾散布の有効時間(t1)を求めることができる。こ
の有効時間(t1)が、子弾の散布が目標に破損効果を
与える限界時間となる。また“数1”の演算で用いた計
算諸元の定義は図3に示す通りである。
【0011】
【数1】
【0012】ここで有効時間(t1)の決定について考
慮すべきことは、子弾は“数2”で明確となるように時
間とともに減速するため、散布面A内の分布形状が次第
に正規分布と見なせなくなることである。よって、この
有効時間(t1)の決定は充分に小さな値となるように
配慮する必要がある。
【0013】
【数2】
【0014】次にミスディスタンスの演算方法について
図4及び図5を用いて説明する。図4は地上装置と飛翔
体及び目標の運動を表す座標系であり、まず地上装置1
8に設置された第2の追尾装置8により飛翔体12の位
置19及び速度20〜22を検出し、同時に第1の追尾
装置7により目標の位置23及び速度24〜26を検出
して予測演算回路9に出力する。予測演算回路9は、第
2の追尾装置8の出力する飛翔体観測信号19〜22及
び第1の追尾装置7の出力する目標観測信号23〜26
を用いて“数3”の演算によって飛翔体速度ベクトルの
大きさ(Vm )、飛翔体飛翔経路角(θmaz )、飛翔体
飛翔高低角(θmel )、目標速度ベクトルの大きさ(V
t )、目標飛翔経路角(θtaz )、目標飛翔高低角(θ
tel )を求める。
【0015】
【数3】
【0016】次に、会合時刻におけるミスディスタンス
を予測する基準時刻を検出する。図5は予測基準時刻
(t0)を求める際に使用する座標系であって、飛翔体
の速度ベクトル方向を基準とした飛翔体と目標の相対速
度(Vc )、相対距離(Rc )及び会合時間(tc )を
定義している。予測演算回路9は、この相対速度
(Vc)、相対距離(Rc )、会合時間(tc )を“数
4”の演算により求め、会合時間(tc )と前述したt
1時間が等しくなるタイミングにてt0時刻を決定す
る。この様に演算することで、子弾の散布面を目標が通
過する時刻がt1秒後に現われるように基準時刻を取る
ことができる。
【0017】
【数4】
【0018】予測演算回路9は、上述したt0時刻をタ
イミングトリガ信号として飛翔体位置信号19、飛翔体
速度信号20〜22、目標位置信号23、目標速度信号
24〜26をホールドし、“数5”の演算により子弾と
目標が会合する時刻におけるミスディスタンスを予測演
算する。
【0019】
【数5】
【0020】“数5”の演算によって求められたミスデ
ィスタンスは起爆制御回路10に出力する。
【0021】次に、起爆タイミングの決定方法を図6を
用いて説明する。図6はミスディスタンスと起爆タイミ
ングの関係を概念的に表したものであって、起爆制御回
路10は予測演算回路9の出力するミスディスタンス
(R)をもとに、有効時間(t1)の範囲内で子弾の命
中効果が最大となる起爆時刻(t2)を決定する。つま
り、ミスディスタンス(R)を入力値として目標有効範
囲内(図2のB部)に子弾が命中する個数が最大となる
ように散布面Aの大きさ、すなわち起爆時刻(t2)を
制御するのである。この時、子弾の命中する確率が最大
となる散布半径は、ミスディスタンス(R)を入力とし
て、“数6”に示す命中確率が最大とするように散布半
径(σr)を計算し起爆時間(t2)を求める。
【0022】
【数6】
【0023】起爆制御回路10には、上記の方法で計算
したミスディスタンス(R)と起爆時間(t2)の関係
を入出力とし、データベースを構築して内蔵する。この
ようにデータベース化することによって、即座にミスデ
ィスタンスに応じた起爆タイミングを決定することが可
能となる。さらに、起爆制御回路10は上記データベー
スの出力である起爆時間(t2)をもとに、“数7”に
よって起爆指令時間(th)を演算し、コマンド送信機
11に出力する。
【0024】
【数7】
【0025】コマンド送信機11は、起爆指令時間(t
h)を、飛翔体に搭載されたコマンド受信機13に無線
送信する。
【0026】コマンド受信機13は起爆指令時間(t
h)を起爆装置14に出力する。
【0027】起爆装置14は起爆指令時間(th)を受
信し、th秒経過後にフレシェット弾頭15を起爆す
る。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、従来
飛翔体自身に付加していた目標観測の機能、弾頭の起爆
制御の機能を地上装置に設け、起爆の指令のみを飛翔体
に送信し起爆させるように構成したので、飛翔体の構造
を必要最小限に簡略化できるという効果がある。なお、
ここで地上装置は車両搭載装置などの地上用設備として
説明しているが、艦船、航空機などに搭載した場合も同
様の効果が期待できる。
【0029】また、この発明によれば、目標と飛翔体が
会合する時刻における飛翔体誘導誤差(ミスディスタン
ス)を予測し、ミスディスタンスに応じて弾頭の起爆タ
イミングを決定することで、弾頭の破片が目標に命中す
る確率最大となるように弾頭を起爆することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明における実施例1による飛翔体制御方
法を示す構成図である。
【図2】この発明における弾頭の特徴を説明する図であ
る。
【図3】この発明における計算内容の説明図である。
【図4】この発明における地上装置と飛翔体及び目標の
運動を表すための座標系の説明図である。
【図5】この発明における予測基準時刻を演算する際に
使用する座標系を説明する図である。
【図6】この発明における弾頭起爆の概念図である。
【図7】近接信管を用いた場合の構成図である。
【符号の説明】
1 目標観測センサー 2 機体センサー 3 演算回路 4 遅延回路 5 弾頭 6 地上装置 7 第1の追尾装置 7a 第1の追尾センサー 7b 第1の追尾演算回路 8 第2の追尾装置 8a 第2の追尾センサー 8b 第2の追尾演算回路 9 予測演算回路 10 起爆制御回路 11 コマンド送信機 12 飛翔体 13 コマンド受信機 14 起爆装置 15 フレシェット弾頭 16 目標 17 子弾 18 地上装置の位置 19 地上装置を基準とした飛翔体の位置 20 飛翔体対地速度のX成分 21 飛翔体対地速度のY成分 22 飛翔体対地速度のZ成分 23 地上装置を基準とした目標の位置 24 目標対地速度のX成分 25 目標対地速度のY成分 24 目標対地速度のZ成分

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空中の目標を観測し、その観測信号に基
    づいて飛翔体を目標に向かって誘導し、最終末の誘導期
    に飛翔体に備えた弾頭を起爆させて目標に損傷を与える
    方法において、地上装置に前記目標と前記飛翔体の運動
    を観測する手段と、前記飛翔体と前記目標が会合する時
    刻を予測して会合時刻における両者の距離(ミスディス
    タンス)を出力する予測手段と、前記予測手段により演
    算されたミスディスタンスに基づいて弾頭の破片が目標
    に命中する確率が最大となるように起爆タイミングを決
    定する起爆制御手段とを備え地上装置の観測信号に基づ
    いて起爆タイミングを決定することを特徴とした飛翔体
    の弾頭起爆制御方法。
JP32802694A 1994-12-28 1994-12-28 飛翔体の弾頭起爆制御方法 Pending JPH08178598A (ja)

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Cited By (5)

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