JPH08508564A - 空輸弾頭に所望の運動パターンを付与する方法並びに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は保護収容缶（２）に収容され射出自由弾道へ射出される如き弾頭（３）に、弾頭（３）が収容缶（２）から射出されることに関連して所定の回転運動を、連続した切れ目のないシーケンスで、付与する方法並びに装置に関する。本発明によれば、この目的は推進装薬（２１）が燃焼される中央燃焼室（１５）から燃焼ガスが供給されるガス出口ノズル（２７−３０）で収容缶（２）の外周へガスを放出することにより収容缶（２）が所望の回転速度までまわされ、そして前記推進装薬の燃焼の最終相において前記燃焼ガスが収容缶（２）から弾頭（３）を射出するように導き出すことにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称：空輸弾頭に所望の運動パターンを付与する方法並びに装置 技術分野 本発明は非回転状態で自由弾道中へ放出されかつ標的探知装置を備えている弾 頭を、この弾頭並びにその標的探知装置が作動していない第１の非回転状態から 、前記弾道の下降区分の間に十分に発展した回転状態へ移すための方法および装 置に関する。 弾頭は探査および実行相の間、慣性の主軸線のまわりに所定の速度でまわされ 、それに関連して作動される特別な空気力学的制動表面により決められる所定の 落下速度と安定落下軌道が与えられ、弾頭の中心と慣性の主軸線とが前記落下軌 道に対して所定の態様へ指向され、同時に、下方の標的区域を探査するために標 的探知装置が作動され、弾頭の有効装薬が準備完了され、標的探知装置が標的を 認識したとき、これを攻撃すべく標的方向に有効装薬を放出するようになされて いる。 ここに参照される弾頭は、かくして、複雑な軌道が与えられるようになってい る。それで、最短発射軌道内において弾頭にその探知および実行相のための十分 長い落下軌道を与えるに際して問題がある。積極的な探知および実行相が開始さ れる前に、弾頭を非回転状態から回転状態に移されなければならないと同時に、 安定落下軌道が与えられねばならない。弾頭の方向および回転に関して複数の特 別な要求がなされなければならない。 同様のタイプの弾頭において、その標的探知装置および空気力学的制動表面を 作動すべき時期になるまでそれらを保護された収容缶に解放可能に収容すること は従来公知である。花火装薬により収容缶から弾頭を射出したとき標的探知装置 および制動表面がばね力そして／又は慣性力の作用で、かつ弾頭に作用する空気 力学的力によりはじき出される。 本発明により解決しようとした課題は、連続して切れ目のないシーケンスにお いて、弾頭に上述の回転を付与し、かつ保護収容缶から弾頭を射出することであ る。 探査および実行相が開始されるとき、ここにもくろまれた弾頭は砲弾又は同類 物の如き回転安定化発射体により標的区域へさし向けられる公知のタイプの対応 する弾頭と基本的に同じ態様で機能する。前記発射体が標的区域に近づいたとき その発射体から完全弾頭が分離され、そして、その後に回転と落下速度の両者が 所望の値になるまで抑制され、本発明による弾頭と同じタイプの安定落下軌道お よび全体的方向が与えられる。回転発射体により標的区域へ完全弾頭が輸送され る場合においては、全体のシステムは幾分かは簡単である。なぜなら、これは、 輸送体（砲弾）から解放された弾頭の回転および落下速度を所望のレベルへ減速 することが基本的なことであり、かつまた、弾頭のその回転が慣性の主軸線のま わりで行われるようにすることであるからである。この慣性の主軸線は弾頭の有 効の角に対して所定の角度をなしていなくてはならない。 本発明で言う輸送体（以下カプセルと称す）とは例えば 巡航ミサイルであり、それ自身が標的探知装置を備え、多数の完全弾頭を担持し ている。これら完全弾頭はカプセルの標的探知装置が標的を認識すると射出され る。あるいはカプセルは一部は恒久的ボビー・トラップ・マイニング（booby tr ap mining）又は同類物を含んでいてもよい。 すでに指摘した通り、ここで考えられるタイプの弾頭はそれらが探知および実 行相に達するや否や、正確に同じ態様で機能し、弾頭が砲弾の如く回転する輸送 物体により標的区域へ輸送されるか他のタイプのカプセル（ここからは弾頭は非 回転状態で当初射出される）により標的区域へ輸送されるかに関係しない。他方 、非回転の輸送物体（これは全体的に地表面近くを動く）からの射出は探査およ び実行相の前の機能段階において特別な操作を要求する。これは輸送物体として 砲弾を採用する場合においては必要ではない多くの要素を必要とする。しかし、 実際の弾頭およびその中に固定的に含まれた要素（例えば、標的探知装置、有効 装薬、並びに弾頭の落下軌道の制御の空気力学的制動表面）は従来のものと同じ である。この一般的なタイプの弾頭は欧州特許並びに出願０２５２０３６や０４ ２４３３７や０４５１１２３や９２ ８５０２１８．６や９２ ８５０２１７． ８や９２ ８５０２０２．０や９２ ８５０２３８．４に開示されている。ここ で考えられる弾頭の一般的な機能は、前記特許の最初のものに記述され、残りの 公報は基本的に種々な部分的な解決策を開示するものであり、本発明に関係する 弾頭においてはそれらは必ずしも必要ではない。 しかし、純粋に一般的なこととして、弾頭にかかる機械的応力は、空気力学的 カプセルにより標的区域へ運ばれて標的区域の近傍に来たときにカプセルから射 出されるときよりも、砲弾により標的区域に輸送されるときの方が大きい。 もし、先に述べた弾頭が、比較的地表面近くの空気力学的、非回転軌道のカプ セルに含まれるか、又はその中に固定的に配置されているとするならば、その弾 頭には、最初、打ち上げ自由弾道の形で十分な飛行高度が与えられなければなら ない。その自由弾道は、例えば、意図された標的区域に関して計算された方向並 びに時点でカプセルから火薬的に作動された、打ち上げによる。そして、この射 出に関連又は直接関連して、当初に必要な飛行高度に加えて、所望の回転と所定 の落下速度の安定した落下軌道も与えられなければならない。この落下軌道の間 に標的探知装置並びに弾頭が作動される。更に、ＥＰ０２５２０３６に説明され ているような標的区域における標的探知又は螺旋走査を実現するために弾頭は慣 性の主軸線のまわりに回転しなければならない。この主軸線は標的探知装置と弾 頭の主軸線に対して予め決められた角度にある。 上記説明したタイプの兵器を採用するための全体的な筋書きは次の通りである ： 標的が存在すると思われる区域に向って遠い所からカプセルを発射する。カプ セル自身の標的探知装置が標的を認識すると、相当する数の完全弾頭をカプセル から射出する。この射出はカプセルの飛行速度を考慮した角度であり好 ましくは後方である。カプセル自身の速度に応じた完全弾頭の射出速度と前記角 度の射出により、弾頭は所望の自由弾道を取る。この弾道は弾頭を前記の認識し た標的の上方の所定点へもたらす。もし、カプセルからの射出がロケット・モー タを用いて行われるならば、このロケット・モータは、それがもはや必要なくな ると、弾頭の第二段（以下においてシリンダと称されている）から切り捨てられ るべきである。 弾頭の第二段（シリンダ）がその新しい自由弾道の天頂に達するまで、シリン ダが振子運動をしないようにする必要がある。これはパラシュートにより行われ る。パラシュートはシリンダがその弾道の天頂を通過した後にその本来の機能を 発揮する。 一旦、シリンダが自由弾道の天頂を通過して実質的に鉛直な落下軌道に入ると 、実際の弾頭に回転（注意深く決められた回転）を付与し、かつその標的探知装 置並びに制動表面（これは引き続く落下軌道を制御する）を起動させるようにす ることが重要である。これらのすべてが実行されて弾頭は慣性の主軸線を中心に 回転しつつ安定した落下軌道をたどる。この慣性の主軸線は前記落下軌道の接線 にできるかぎり一致して行き、かつ、弾頭の有効方向および標的探知装置の走査 方向は前記軌道接線に対して角度をなしている。 本発明は基本的に、弾頭に所望の回転を与えかつ標的探知装置並びに制動表面 を起動するこの最終段階に関する。 弾頭が所望の回転を得かつパラシュート付きの収容缶か ら分離すると、その標的探知装置並びに制動表面が開いて起動するようになって いる。このように開かれる制動表面はＥＰ９０１５０３２５．３に説明されてお り、制動表面は弾頭が振子運動をしないようにして落下して行くようにすること が主目的である。 標的探知装置はＥＰ９０８５０３２５．３に述べられているタイプのものでも よい。 かくして、本発明に関連する弾頭は、当初（すなわち、カプセル内にあるスタ ート位置では）収容缶に囲まれている。収容缶はカプセルから飛び出るためのロ ケット・モータを備えているが、このロケット・モータは収容缶に分離可能に連 結されている。収容缶は一端が開いたシリンダの形をしていて、この中に実際の 弾頭が射出可能に収容されている。本発明の特徴をなす装置は収容缶の閉鎖端に 収容されている。収容缶は単に保護機能を有するだけで本発明を特徴づける装置 を何ら有さずＥＰ９２８５０２３８．４に開示されている。 カプセルの標的探知装置からの指令により起動されるロケット・モータはシリ ンダ（すなわち、収容缶と弾頭）をカプセルから射出する。このシリンダはロケ ット・モータを切り離した後に、先に述べた発射自由弾道に入る。ロケット・モ ータを切り離した後のシリンダの振子運動を止めるためにパラシュートが前述し た如く開く。なお、ロケット・モータが起動する時に、機能シーケンスを決める 時間関数も始動する。 シリンダがその自由弾道の天頂に達すると、パラシュー トは振子制動が主であったことから、より純粋に定義されたパラシュート機能の 発揮へと移って行く。下方に向う落下軌道において前記時間関数により決められ た時点で、本発明による組み合せ機能により、収容缶からの射出と、連続軌道に 必要な回転とが弾頭に付与される。 本発明により、この動作は次の如くにして達成される。収容缶は、この主軸線 のまわりに同心軸状に配置され一つまたはそれ以上のガス出口ノズルを有した環 状燃焼室を備える。これらの出口ノズルの方向は燃焼室を貫通する半径に対して 角度をなしている。すなわち、これら出口ノズルの方向は多かれ少なかれ接線方 向にある。燃焼室には環状の推進装薬が配置されている。この推進装薬は、その 広い一側面で、一つまたはそれ以上のガス出口（弾頭に向いた方へガスを放出す るようになっている）を覆っている。一方、前記推進装薬の他の広い側面は自由 で、収容缶の中心に配置された点火薬により点火されるようになっている。この 点火薬は時間関数により起動される。弾頭とこれに向いた方へガスを放出するよ うになっている前記ガス出口との間に変位可能な弾底板が配置されるのが好まし い。この弾底板は、燃焼室からのガス圧により作動されると収容缶から弾頭を押 し出す。 操作サイクルは次の通りである。多かれ少なかれ接線方向に配置されたガス出 口ノズルを燃焼ガスが流出することにより先ずシリンダが急速に回される。次い で、弾頭に向いた方へガスを放出するようになっているガス出口が、推進装薬が 多少とも燃えつきることで開かれて変位可能な弾 底板が作動されることにより、弾頭が収容缶から押し出され、かくして、標的探 知装置および空気力学的な制動表面（これらは収容缶に折り畳まれた位置に保持 されていた）がはじき出されて開き、作動状態となる。 本発明は後程の請求の範囲により決められるが、添付の図面を参照して以下に 説明する。 図１は完全弾頭の縦断面を示す。 図２は図１の線II−IIでの横断面を示す。 図３は完全弾頭をカプセルから射出する態様を説明するための概略図である。 図４は弾頭の全飛行シーケンスを示す。 図５は弾頭が収容缶から分離された直後の収容缶等の縦断面を示す。 図６は探知並びに実行相の間の弾頭の飛行状態を示す斜視図である。 図７は別の態様で収容缶に収容された弾頭を示す。 好ましい実施例の説明 図１に示す通り、完全弾頭１はロケット・モータ４とシリンダとからなる。シ リンダは収容缶２とこれに収容された弾頭３とからなる。弾頭３は有効装薬７と 標的探知装置８とを備えている。図示された態様では、シリンダとロケット・モ ータ４とは解放可能なジョイント５（例えば簡単な重ね継ぎ）により互いに連結 されている。これは簡単な重ね継ぎで十分である。なぜなら、完全弾頭は射出さ れるまでは胴又はチューブ内に配置されているし、射出される ときはロケット・モータ４が停止するまでその加速力により連結され、かつロケ ット・モータ４が停止するとシリンダからロケット・モータを分離することが意 図されているからである。なお、シリンダとロケット・モータの分離は空気力学 的な力がこれら二つの部材に直接作用することによって生じる。 ロケット・モータ４は火薬ロケットであり出口ノズル６を例えば七つ有し、そ のうちの三つが図１に示され、十分に速いインパルスを与える。ロケット・モー タとシリンダとの組み合せ物が装着される胴又はチューブは必要な理由のために 非常に短い。 シリンダは、前述した通り、収容缶２と弾頭３を含む。弾頭３に含まれた有効 装薬７は、例えば、発射体−形成被指示有効装薬であってもよい。標的探知装置 は参照番号８で示される。これらの詳細は、制動表面９並びに１０と同様、図１ には示されていない。なぜなら、そこでは、これらは完全に折り畳まれているか らである。部材８−１０の外観は図５並びに図６において明瞭に示されている。 これらの図では、それらが開き出された位置で示されている。 ロケット・モータ４の上方壁と収容缶２との間には空間１１があり、そこにパ ラシュート１２が詰められている。このパラシュートは取り付け具１３で収容缶 に固着されている。ロケット・モータの方の端の収容缶に環状の燃焼室１５が配 置されている。その様子は図２から明らかである。燃焼室１５は中央に配置され た点火薬１６と関連する。点火薬１６は四つの逆止弁１７−２０を介して燃焼室 １５ と連通している。燃焼室１５内に環状の推進装薬２１が配置されている。この推 進装薬２１はその広い側面が弾頭３に面する燃焼室１５の端壁２２に接着され、 それで、弾頭３に向って指向された複数（この場台、４）のガス出口２３−２６ を覆っている。推進装薬２１の他の広い側面は点火用に間いている。燃焼室１５ は更に四つの実質的に接線方向のガス出口ノズル２７−３０（図２参照）を備え ている。 ガス出口２３−２６は変位可能な弾底板３２の後の環状室３１へガスを放出す る。弾底板３２は、それが移動されるとき、弾頭３を収容缶２から押し出す。弾 頭３の中央には、電気的点火器３３が配置されている。この点火器３３は点火イ ンパルスを標的探知装置８に集積された時間関数から点火薬１６へ伝達する。弾 底板３２と弾頭３との間には、二つの支持半体３４，３５が配置されている（図 ５参照）。 図１を参照して説明した完全弾頭１は、図３から明らかな如く、同等な完全弾 頭が複数個、カプセル３７内で各々の胴又はチューブ３６内に装着されるように なっている。更にこの図から明らかな通り、その射出はカプセル３７の移行方向 に見て後方へ角度αにおいて行われる。これは図示された軌道接線を有する射出 自由弾道に沿って完全弾頭を進める。カプセル３７に集積された標的探知装置（ 図示せず）が戦闘的に重要な標的Ｍ（図４を参照）を認識すると、カプセル３７ の標的探知装置が指令を出し、これにより前記射出が行われるようにするのが好 ましい。 ロケット・モータ４が作動している限り、その加速度がシリンダとモータ４と を一緒に保つ。モータの作動が了ると、空気力学的な力がこれらの二つを重ね継 ぎ５に沿って切り離す。図４に示される通り、この切り離しは点３８で生ずる。 すなわちモータの作動が了ると比較的すぐに生ずる。シリンダ（すなわち内包し た弾頭３を備えた収容缶２）が燃えつきたロケット・モータ４から空気力学的な 力により分離されると、パラシュート１２が開き安定化相が開始する。弾頭３の 標的探知装置８が起動されて探知および実行相が開始する点４０まで、かつこの 点を含む種々の段階の機能は、例えば完全弾頭がカプセル（巡航ミサイル）３７ から射出される時から始動される時間関数（弾頭の標的探知装置８に集積されて いる）により、制御されてもよい。 シリンダは、その弾道の天頂３９を通過すると、その弾道において下向きの安 定化が開始され、その後、点４０において回転並びに分離相に入る。そのとき、 シリンダはパラシュート１２にぶらさがっている。その軸線は鉛直に対する所定 の角度以上傾いてはいないであろう。回転および分離相は先に示した時間関自由 でり起動される電気点火器３３により導入される。電気点火器３３は次いで点火 薬１６を点火し、次いで点火薬１６は逆止弁１７−２０を通って推進装薬２１を 点火する。その後、逆止弁は閉じられて燃焼ガスはノズル２７−３０を通って外 へ流出し始め、そして（ノズル２７−３０は実質的に接線方向に指向されている ので）シリンダの回転速度を加速し始める。推進装薬 ２１が基本的に燃え尽きると、ガス出口２３−２６全体を開け、そして燃焼ガス は室３１へ流入し始める。それで、ピン又は同類物の形をした安全装置が除去さ れていることに伴ってガス圧が収容缶２から弾頭３を前記弾底板３２が押し出す 。 この時点で、前記関数は図５に示される位置に達する。この位置で、弾頭３、 支持半体３４並びに３５、および弾底板３２は収容缶から全体的に出され、弾頭 ３が収容缶から自由になるや否や、制動表面９並びに１０および標的探知装置８ がはじき出される。 図示の実施例においては、最初、弾頭は有効装薬７の対称軸（これは標的探知 装置８が傍へはじき出されるので弾頭の慣性の主軸に一致しない）のまわりに回 転するが、少し落下すると慣性の主軸線（これはできるだけ鉛直に接近し始める ）のまわりに回転するようになる。図６に示された如くこの方向では、標的探知 装置並びに有効装薬の対称軸線は、回転並びに軌道接線における同時落下運動に より、地表面上の所定標的領域内にある標的をみつけ出してこれを攻撃するよう に領域中心に向う螺旋連続曲線に従う。 以上のことから明らかな通り、慣性の主軸線のまわりの回転が安定状態になる には或る時間すなわち、前述の実施例の弾頭３の落下距離が必要である。なぜな ら、弾頭は最初、有効装薬の対称軸のまわりに回転せしめられるからである。し かし、この時間は短くできる。そして、もし弾頭がすでに初期段階で、標的探知 装置並びに制動表面がはじき出された時に慣性主軸線の位置を規定する軸線のま わり に回転せしめられているならば、恐らく完全に前記時間は除去されよう。このこ とはノズル２７−３０が非対称に配置されていることに影響されるか、又は別の 態様としては弾頭が収容缶内に傾斜して配置されていることに影響される。この 後者の改変例が図７に示されている。この図示の改変例においては、卵形断面の 収容缶４１が採用される。 本発明は前述され図示されたものに限定されると考えられてはならず、添付す る請求の範囲の精神並びに視野から逸脱することなく多くの改変例が考えられる 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．保護収容缶（２）に解放可能に収容され射出自由弾道へ射出される如き弾 頭（３）に、弾頭（３）が収容缶（２）から射出されることに関連して所定の回 転運動を、連続シーケンスで、付与する方法において、前記収容缶（２）はその 外周に放出するようになされたガス出口ノズル（２７−３０）により所望の回転 速度までまわされ、前記ノズルには推進パウダー装薬（２１）が燃焼される中央 燃焼室（１５）からの燃焼ガスが供給され、初めは前記推進装薬（２１）で覆わ れているが燃焼の結果露出されるガス出口（２３−２６）を通って前記中央燃焼 室から燃焼ガスが推進装薬燃焼の最終相において更に導き出されて収容缶（２） から弾頭（３）を射出することを特徴とする方法。 ２．収容缶（２）のガス出口ノズル（２７−３０）は偏心していて弾頭が収容 缶から離れたときの弾頭の慣性の主軸線と一致するが弾頭の対称に対して所定の 角度をなす回転を収容缶に付与するようになされている請求項１の方法。 ３．弾頭が収容缶から離れたときの弾頭の慣性の主軸線と一致するがその中心 軸線に対して斜に傾斜されている回転軸線が、収容缶（２）に収容されている弾 頭（３）に、回転速度が加速される収容缶と関係して、付与され、弾頭が収容缶 内に傾斜して配置され収容缶からの射出が収容缶の中央軸線において行われるこ とを特徴とする請求項２の方法。 ４．収容缶（２）又は輸送容器に収容され自由弾道へ射 出される弾頭（３）に、この弾頭（３）を前記収容缶（２）から射出することに 関連して所定の回転を、連続シーケンスで付与する請求項１−３のいずれか一つ の方法による装置において、収容缶は開放端壁と反対端に配置された少なくとも 一つの燃焼室（１５）とを示し、前記燃焼室（１５）内に推進装薬（２１）が配 置され、前記燃焼室には少なくとも一つのノズル（２７−３０）が設けられてお り、これらノズルは収容缶の周囲に配置され収容缶の主軸線に対して傾斜されて 前記パウダーの燃焼時にノズルから流れる燃焼ガスが収容缶に回転運動を付与す るようになっており、前記推進装薬（２１）は弾頭（３）の方に面している燃焼 室の広い一側面に当初接着されていて弾頭に向けて放出するガス出口（２３−２ ６）を覆っていることを特徴とする装置。 ５．前記ガス出口（２３−２６）は弾頭（３）の方向に指向され最初は推進パ ウダーにより覆われてこのパウダーが膨張室中へ放出されその後方に変位可能な 弾底板（３２）がありその他側に弾頭が配置されていることを特徴とする請求項 ４の装置。 ６．収容缶の周辺に沿って配置され収容缶に回転を与えるロケット出口ノズル （２７−３０）は偏心して配置されていることを特徴とする請求項４又は５のい ずれか一に記載の装置。 ７．弾頭（３）はその対称軸線が収容缶の対称軸線に対して傾斜しているよう に収容缶に取り付けられていることを特徴とする請求項４又は５の装置。