JPH01207680A - 超音速飛翔体の位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は射撃場で使用する銃等より発射された弾丸等の
音速以上で飛翔する物体が発生する衝撃波を利用し、超
音速飛翔体の通過位置を検出する方法に関する。

（従来の技術〕 第２図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ衝撃波を利用した
超音速飛翔体の一軸方向の位置を検出する場合の原理を
説明するための正面図及びその側面図である。

第２図において３は超音速飛翔体Ｐの進行方向と直角方
向に配置した金属ロッドで、超音速飛翔体Ｐから発生す
る衝撃波２が到達した時の圧力を縦波に変換するトラン
ジューサである。４ａ　、　４ｂはこの金属ロッド３の
両端に取付けたショックセンサである。衝撃波２の到達
点をＰ′、金属ロッド３の中心位置を０１金属ロンド３
中の縦波の伝播速度をＶ、両端のショックセンサ４ａ　
、　４ｂに到達する縦波の時間差をΔｔとすると、扉間
の距離Ｘはで表され、この（１１式より超音速飛翔体Ｐ
の一軸方向の位置を検出することができる。

縦波の時間差Δｔは、ショックセンサ４ａ　、　４ｂに
より縦波を電気信号に変換し、これらの電気信号をカウ
ンタ等で計測することにより検出することができる。

第３図は２軸方向の位置、即ちｘ、ｙ直交軸上での飛翔
体Ｐの位置Ｐ（ＰＸ、Ｐ、　”）を検出する場合の原理
を説明するための正面図である。

３Ｘｌ、３Ｙｌはｘ、ｙ軸方向の金属ロッドであり、４
Ｌ　ｍ　、　４Ｌ　ｂ及’０”　４Ｙ＋　ａ　、　４Ｙ
＋　ｂ　ハソｈツレ各金Ｒ口ｙド３Ｌ　、　３Ｙ、の両
端に取付けたショックセンサである。飛翔体Ｐの位置ｐ
（ｐ、　、ｐ、　＞は第２図の原理を利用し、Ｘ軸方向
のショックセンサ４Ｘ１．　、４Ｘ１．に到達する縦波
の時間差をΔｈ＋　　ｙ軸方向のショックセンサ４Ｙ＋
−、４Ｙ＋ｂに到達する縦波の時間差をΔ　Ｌ、とする
と、 より求めることができる。（２１、ｆ３１式はｘｙ平面
に垂直に飛翔体Ｐが通過（垂直入射）した場合に成立す
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記第３図示の検出方法にあっては、ｘｙ平面に対して
斜めに通過（斜入射）した場合は、飛翔体Ｐから発生す
る衝撃波２が円錐状に発生するため直交ロッド面に到達
する衝撃波面は、楕円状となり、検出位置に誤差を発生
する。

このため、第３図に示す検出方法は、垂直入射の場合に
のみ成立し、斜入射の場合には、位置検出精度が劣化す
るという課題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明方法は斜入射の場合の課題を解決し、入射角を検
出し楕円波の影響を補正するため、第１図示のように直
角座標軸Ｘ１、０．、Ｙ、にそれぞれ超音速飛翔体Ｐか
ら発生する衝撃波２が到達したときの圧力を縦波に変換
する金属ロッド３Ｌ　、　３Ｙ＋を配置し、これらの金
属ロッド３Ｘ１、３Ｙ＋　の両端にそれぞれショックセ
ンサ４Ｘ１．　、４Ｘ、ｂ及び４Ｙ１、。

４Ｙ＋ｂを取付けこの直角座標軸Ｘ１、０１、Ｙ＋と平
行の直角座標軸ｘ２，０□、Ｙ２にそれぞれ上記と同様
の金属ロッド３Ｘ２　、３Ｙｚを配置し、これらの金属
ロッド３Ｘ２　、３Ｙｚの両端にそれぞれショックセン
サ４Ｘ２゜、　４Ｘ２ｂ及び４Ｙ２−　、４Ｙ２ｂを取
付け、上記金属ロッド３Ｘ１、３Ｙ＋によるセンサ面と
金属ロッド３Ｘ２　、３Ｙ２によるセンサ面との間隔を
ｄ、各センサ面における超音速飛翔体Ｐの到達点をそれ
ぞれＰｌ（Ｘｌ　＋　ｙ＋）＋Ｐｚ（Ｘｚ　、ｙｚ）と
し、衝撃波２の金属Ｃ）７ド３ｘ１゜３Ｘ２への到達点
と原点０１＋Ｃｈ側のショックセンサ４Ｌ−、４Ｘ２、
の取付点との距離をそれぞれＸＩ＋Ｘ２、このショック
センサ４Ｘ＋−と原点０１占の距離をＫｘ、衝撃波２の
金属ロッド３Ｙ＋　、　３Ｙ２の到達点と原点０、．０
２側のショックセンサ４Ｙｌ−、４Ｙ２Ｉｌの取付点と
の距離をそれぞれｙｌ、ｙ２、このショックセンサ４Ｙ
、。

の取付点と原点貼との距離をＫｙ、マツハ数をＭとし、
上記金属ロッド３Ｘ、上の位置Ｘ、を３両端のショック
センサ４Ｘ＋−、４Ｘ＋ｂに縦波が到達する時間差から
検出し、同様にして金属ロッド３Ｘ２上の位置ＸＺ＋金
属ロッド３Ｙ＋上の位置ｙ、及び金属ロッド３Ｙ２上の
位置ｙ２を検出せしめ、斜入射の場合の飛月俸Ｐの真の
位置ｘ、ｙを、 より求めるようにした構成とする。

〔作　用〕

本発明方法は上記のような構成であるから、斜入射の場
合に生ずる位置検出誤差を算入して斜入射の場合の超音
波飛翔体Ｐの真の位置ｘ、ｙを求めることができる。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明方法の一実施例の説明図である。

直角座標軸Ｘ１、０．、Ｙ１にはそれぞれ超音速飛翔体
Ｐから発生する衝撃波２が到達した時の圧力を縦波に変
換する金属ロッド３ＸＩ、３Ｙ、が配置され、これらの
金属ロッド３Ｌ　、　３Ｙ＋　の両端にはそれぞれショ
ックセンサ４Ｘ＋−，４Ｌｂ及び４Ｙ＋−，４Ｙ＋ｂが
取付けられている。直角座標軸ＸＩ、０．．Ｙｌと平行
の直角座標軸ｘ２．０□、ｈにはそれぞれ上記と同様の
金属ロッド３Ｘｚ　、　３Ｙｚが配置され、これらの金
属ロッド３Ｘ２　、３Ｙｚの両端にはそれぞれショック
センサ４Ｘｚａ　、４Ｘ２ｂ及び４Ｙ２．　、４Ｙ２ｂ
が取付けられている。

金属ロッド３Ｌ　、　３Ｙ、によるセンサ面と金属ロッ
ド３Ｘｚ　、３Ｙｚによるセンサ面との間隔をｄとし、
各センサ面における超音速飛翔体Ｐの到達点をそれぞれ
ＰＩ（ＸＩ　＋　Ｖｌｌ、ｒ’ｚ（ｘｉ　ｌ　ｙｚ）と
すれば、入射角φ８　、φ、は次のように表される。

ＸＩ　＋　ｘｚはそれぞれ衝撃波２の金属ロッド３Ｘ、
。

３Ｘｚへの到達点は原点Ｏ３，０□側のショックセンサ
４Ｘ１、　、　４Ｘ２．ｆ７）取付点との距離、）’＋
＋ｙｚはそれぞれ衝撃波２の金属ロッド３Ｙ＋　、　３
Ｙｚの到達点と原点０１，０□側のショックセンサ４Ｙ
Ｉ−、０２側の取付点との距離であり、これらの金属ロ
ッド３Ｌ　、　３Ｘ２　　。

３Ｙ＋　、　３Ｙ、上の位置ＸＩ　＋　ｘｚ　＋　ｙｌ
　＋　ＹＺはそれぞれ上記＋２１　、　（３１式より検
出することができる。

したがってＰＩ（ＸＩ　、　ｙｌ）＋　Ｐｚ（Ｘｚ　、
　ｙｚ）を各軸のセンサに到達する縦波の時間差から算
出することにより入射角φ８　、φ、をｆ４）　、　（
５１式より求めることが可能となる。

また、斜入射の場合に生ずる位置検出誤差Δｘ１、Δｙ
１は より求めることができる。Ｍはマ・）Ａ数で、この（６
１、＋７１式に＋４１　、　（５１式を代入すると、と
なる。

斜入射の場合の飛翔体Ｐの真の位置は ｘ＝Ｋｘ＋ｘ＋＋Δχツ…………・・１・・…・命・Ｑ
Ｏ）Ｙ”Ｋｙ＋Ｖ＋＋ΔｙＩ　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・　０υで表されるので、
このＯＱ、００弐に（８）　、　（９１式を代入すると
、 ・・・・・・・・・・・・　（２） ・・・・・・・・・・・・　Ｑ３１ となり、斜入射の場合の飛翔体Ｐの真の位置を求めるこ
とができる。

〔発明の効果〕

上述のように本発明方法によれば、■、金属ロッド３Ｘ
＋　、　３Ｙ＋によるセンサ面と金属ロッド３ＸＺ、３
Ｙ２によるセンサ面を平行に二重に配置することにより
超音速飛翔体Ｐのセンサ面に対する入射角φ８　、φ、
を計測することができる。■、入射角φや　、φ、を計
測することにより斜入射による検出位置誤差ΔＸｌ＋Δ
ｙ１を補正することができ、斜入射の場合の飛翔体Ｐの
真の位置ｘ、ｙを正確に検出することができる。斜入射
の場合の飛翔体Ｐの真の位置を正確に検出できることか
ら、■。

射撃場等の自動標的に使用する場合、その射距離による
落角、仰角、射座と標的との高低差による検出誤差を補
正することが可能となる。■、据付ける際の手間が省け
る。■、射撃練習の点数評価を自動化でき、省力化、危
険性の排除及び練習の迅速化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例の説明図、第２図（ａ）
　、　（ｂ）はそれぞれ衝撃波を利用した超音速飛翔体
の一軸方向の位置を検出する場合の原理を説明るための
正面図及びその側面図、第３図は超音速飛翔体の２軸方
向の位置を検出する場合の原理を説明するための正面図
である。 Ｘ１、０．、Ｙ、・・・・・・直角座標軸、Ｐ・・・・
・・超音速飛翔体、２・・・・・・衝撃波、３Ｌ　、　
３Ｙ＋　・・・・・・金属ロッド、４Ｘ＋ｍ　、　４Ｌ
ｂ　、　４Ｙ＋ｍ　、　４Ｙｔｂ−−：＞　ヨー／クセ
フサ、Ｘ２．０□ｒＹ２・・・・・・直角座標軸、３Ｘ
ｚ　、　３Ｙｚ・・・・・・金属ロッド、４Ｘ２ａ、４
Ｘ２ｂ　、　４Ｙ２ａ、４Ｙ２ｂ”””ショックセンサ
、ｄ・・・・・・間隔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直角座標軸Ｘ＿１、０＿１、Ｙ＿１にそれぞれ超音速飛
   翔体Ｐから発生する衝撃波２が到達したときの圧力を縦
   波に変換する金属ロッド３Ｘ＿１、３Ｙ＿１を配置し、
   これらの金属ロッド３Ｘ＿１、３Ｙ＿１の両端にそれぞ
   れショックセンサ４Ｘ＿１＿ａ、４Ｘ＿１＿ｂ、及び４
   Ｙ＿１＿ａ、４Ｙ＿１＿ｂを取付けこの直角座標軸Ｘ＿
   １、０＿１、Ｙ＿１と平行の直角座標軸Ｘ＿２、０＿２
   、Ｙ＿２にそれぞれ上記と同様の金属ロッド３Ｘ＿２、
   ３Ｙ＿２を配置し、これらの金属ロッド３Ｘ＿２、３Ｙ
   ＿２の両端にそれぞれショックセンサ４Ｘ＿２＿ａ、４
   Ｘ＿２＿ｂ及び４Ｙ＿２＿ａ、４Ｙ＿２＿ｂを取付け、
   上記金属ロッド３Ｘ＿１、３Ｙ＿１によるセンサ面と金
   属ロッド３Ｘ＿２、３Ｙ＿２によるセンサ面との間隔を
   ｄ、各センサ面における超音速飛翔体Ｐの到達点をそれ
   ぞれＰ＿１（ｘ＿１、ｙ＿１）、Ｐ＿２（ｘ＿２、ｙ＿
   ２）とし、衝撃波２の金属ロッド３Ｘ＿１、３Ｘ＿２へ
   の到達点と原点０＿１、０＿２側のショックセンサ４Ｘ
   ＿１＿ａ、４Ｘ＿２＿ａの取付点との距離をそれぞれｘ
   ＿１、ｘ＿２、このショックセンサ４Ｘ＿１＿ａと原点
   ０＿１との距離をＫ＿ｘ、衝撃波２の金属ロッド３Ｙ＿
   １、３Ｙ＿２の到達点と原点０＿１、０＿２側のショッ
   クセンサ４Ｙ＿１＿ａ、４Ｙ＿２＿ａの取付点との距離
   をそれぞれｙ＿１、ｙ＿２、このショックセンサ４Ｙ＿
   １＿ａの取付点と原点０＿１との距離をＫ＿ｙ、マッハ
   数をＭとし、上記金属ロッド３Ｘ＿１上の位置ｘ＿１を
   、両端のショックセンサ４Ｘ＿１＿ａ、４Ｘ＿１＿ｂに
   縦波が到達する時間差から検出し、同様にして金属ロッ
   ド３Ｘ＿２上の位置ｘ＿２、金属ロッド３Ｙ＿１上の位
   置ｙ＿１及び金属ロッド３Ｙ＿２上の位置ｙ＿２を検出
   せしめ、斜入射の場合の飛翔体Ｐの真の位置ｘ、ｙを、 ▲数式、化学式、表等があります▼ より求めるようにした超音速飛翔体の位置検出方法。