JPH063098A

JPH063098A - 誘導飛しょう体

Info

Publication number: JPH063098A
Application number: JP4162788A
Authority: JP
Inventors: Yukiko Isomura; 有輝子磯村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】光波と電波の二種類の目標追尾手段を持つ誘
導飛しょう体において、空気抵抗を低減し、空力加熱に
よる光学窓部の破壊を防止して、高い誘導精度を持たせ
る。【構成】機体の内側に光波シーカ４および光学窓２よ
り構成されるリトラクタブルの光波シーカボックスを取
付ける。電波シーカ３による誘導時には光学窓部２を機
体内部に格納しておき、光波シーカを使用できる距離に
達したら、誘導装置からの信号にしたがって光波シーカ
ボックスを機体の外部に出して光学窓部２が現われるよ
うにし、光波シーカを作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は誘導飛しょう体の射程
距離の延伸、誘導精度の改善、飛しょう時に発生する熱
による光学センサの性能劣化防止および熱応力による光
学窓の変形、破壊の防止に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の誘導飛しょう体の誘導装
置の断面図であり、１は電波ドーム、２は光学窓、３は
電波シーカ、４は光波シーカである。図７に示すような
電波と光波の二つの追尾手段を持つ従来の誘導飛しょう
体は、目標に対して遠距離にある場合は電波シーカ３を
用いて追尾し、近距離にある場合は光波シーカ４を用い
て追尾する。電波シーカは一般に光波シーカよりも探知
距離が長いので、長射程の誘導飛しょう体が得られる。
一方、光波シーカは目標から放射される赤外線等を探知
して追尾するため、目標から発見されにくい誘導飛しょ
う体が得られる。このような、電波シーカと光波シーカ
の両方の特徴を活かして、長射程で且つ目標から発見さ
れにくい誘導飛しょう体を実現することができる。

【０００３】従来の誘導飛しょう体は、光波シーカの光
学的な要求から、電波ドーム１及び光学窓２が図７
（ａ）に示すような球形か、図７（ｂ）に示すような角
錘形状でなければならない。図７（ａ）に示すように球
形のドームを用いる場合、光波シーカ４に対する光波の
光路差がないように光波シーカ４を誘導飛しょう体の機
体の軸の中心に配置する必要があるため、電波シーカ３
は中心部分にアンテナを配置できないので、探知性能が
悪化する。また、球形のドームは空気抵抗が大きいの
で、誘導飛しょう体の速度が急速に失われ射程距離が短
くなると同時に、誘導飛しょう時の旋回性能も劣化す
る。

【０００４】さらに、球形のドームは、高速で飛しょう
する際に発生する空力加熱に対しても不利である。先端
が半球のように鈍い物体が音速を超えて高速で飛しょう
すると、飛しょう体の前方に強い衝撃波が発生し、摩擦
と圧縮により流体の運動エネルギが熱エネルギに変換さ
れる。このエネルギは誘導飛しょう体のまわりの薄い空
気の層、すなわち境界層の中に流入し、境界層内の空気
の温度が上昇する。これがいわゆる空力加熱である。境
界層から誘導飛しょう体に流入する熱量は、誘導飛しょ
う体表面における熱伝達率と、境界層と誘導飛しょう体
の表面の温度差に比例して増加する。このとき、光学窓
が加熱されて温度が上がると、光学窓自体が赤外線を放
射し、光学センサは目標を正しく追尾できなくなる。

【０００５】また、誘導飛しょう体は通常急激に加速す
るので、空力加熱による温度上昇も急激であり、熱膨張
による熱応力が過大となって光学窓が破壊するという課
題もあった。

【０００６】一方、図７（ｂ）に示すように、角錘形状
のドームを用いる場合、光波シーカ４を誘導飛しょう体
の機体の軸の中心からずらして配置できるので、電波シ
ーカ３は中心部分にアンテナを配置でき、探知性能は悪
化しない。しかし、光学窓２に対する光の入射角を大き
くして、光学性能を確保するために、角錘の角度θを大
きくとる必要がある。その結果、ドームの空気抵抗が大
きくなり、球形のドームと同様に射程距離が短くなると
同時に、誘導飛しょう時の旋回性能および光学センサの
性能の劣化、光学窓の破壊などの問題が生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したとおり、
従来の誘導飛しょう体は高速で飛しょうするときの空力
加熱のために、光学ドームの温度が上昇する。その結
果、光学センサの性能が劣化するので誘導精度が悪くな
るという問題があった。また運用速度を低く制限する必
要があり、高速で急旋回する目標に対処できないという
課題もあった。さらに、誘導飛しょう体は通常急激に加
速するので、空力加熱による温度上昇も急激であり、熱
膨張による熱応力が課題となり光学ドームが破壊すると
いう課題もあった。

【０００８】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたもので、光波シーカ部を機体内に格納し、
必要時に機体外部に突出するようにした。これにより、
目標に対する距離に応じて電波シーカ、光波シーカに適
した機体形状を選択できるようにしたものである。

【０００９】また、上記に加え、光学窓部の境界層に気
体や液体を吹き込む、液体が気化するときの気化熱や固
体が液化−気化あるいは昇華するときの相変化に伴う潜
熱を利用するなどの方法により、光学窓露出時の空力加
熱による光学窓部の温度上昇を抑えることを目的とする
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明においては、目
標が光波シーカを使用しない遠距離にある場合には、光
学窓および光波シーカを外部に出さず、飛しょうに最適
な形状で飛しょうして空気抵抗を低減させ、射程距離を
伸ばすと同時に飛しょう速度の低下を防ぐ。目標が光波
シーカを使用できる近距離にある場合には、機体内部に
格納してあったリトラクタブルの光波シーカボックスを
ドームの外に出して光学窓が現われるようにし、光波シ
ーカを作動させて目標の運動に対する追尾性能を向上さ
せる。

【００１１】また、光波シーカボックスを外部に突出さ
せる方法として、光波シーカボックスをヒンジおよび止
め金で保持しておき、誘導装置から送られた信号により
止め金がはずれ、光波シーカボックスと機体を介してい
るバネの押す力により光学窓部が機体外部に現われるよ
うにしたものである。

【００１２】また、光波シーカボックスを外部に突出さ
せる方法として、光波シーカボックスをヒンジによって
保持しておき、誘導装置からアクチュエータへ信号が送
られると、アクチュエータが作動した光学窓部が機体外
部に現われるようにしたものである。

【００１３】また、光波シーカボックスをドームの外部
に突出させる別の方法として、誘導装置から送られた信
号に従って機体外表面の一部がはずれ、その奥から光波
シーカボックスが機体外部に突出するようにしたもので
ある。

【００１４】また、この発明の別の実施例による誘導飛
しょう体は、機体の外部に突出した光学窓外部の気体の
流れに気体または液体を吹きこみ、境界層を厚くする等
の効果によって機体表面への熱伝達量を小さくしたもの
である。

【００１５】また、この発明の別の実施例による誘導飛
しょう体は、光学窓周辺に細穴を設け、そこから液体を
気化させつつ放出して、境界層内に発生した熱を吸収す
るものである。

【００１６】また、この発明の別の実施例による誘導飛
しょう体は、液化−気化性あるいは昇華性の高い固体で
光学窓の周辺を覆い、機体の外部に突出した光学窓部を
気化熱により冷却するようにしたものである。

【００１７】

【作用】この発明における誘導飛しょう体は、光波シー
カを入れた光波シーカボックスを、機体の周方向の所定
位置の内側に取り付けてある。初中期飛しょう時におい
ては光波シーカボックスを格納しておくことにより、誘
導飛しょう体の空気抵抗を小さくして飛しょう距離を延
ばす。終末飛しょう時においては、光波シーカボックス
を機体の外部に出して光学窓が現われるようにし、光波
シーカを作動させて目標に対する追尾性能を向上させ
る。

【００１８】

【実施例】

実施例１．図１は、この発明の一実施例を示す説明図で
あり、５はヒンジ、６は止め金、７はバネである。図１
（ａ）は、この発明による誘導飛しょう体が、目標に対
して遠距離にある場合の状態を、図１（ｂ）は、この発
明による誘導飛しょう体が、目標に対して近距離にある
場合の状態を示している。

【００１９】この発明による誘導飛しょう体は、機体周
方向の所定位置の内側に光波シーカ４と光学窓２を含む
光波シーカボックスを取り付けてある。この光波シーカ
ボックスは機体外形と同一形状の面および光学窓面を有
している。

【００２０】誘導飛しょう体が目標に対して遠距離にあ
る場合、図１（ａ）に示すとおり、光波シーカボックス
部分は機体内部に格納されている。光波シーカボックス
と機体内部とはヒンジ５およびバネ７を介してつながれ
ており、格納時にはバネ７は縮められている。この時、
誘導飛しょう体は電波シーカ３によって目標に誘導され
る。電波ドーム１の形状は、電波特性と空力特性を考慮
して最適に設計されているので、良好な電波特性、即ち
長い探知距離と低い空気抵抗を実現できる。

【００２１】この発明による誘導飛しょう体が、目標に
接近して、光波シーカ４が使用できる程の近距離になっ
た場合、電波シーカ３からの指令が止め金６に伝えられ
てはずれ、光波シーカボックスはバネ７に蓄えられた力
でヒンジ５を中心に回転運動して機体の外部に出る。そ
の結果、図１（ｂ）に示すように光学窓２が飛しょう体
の外側に現われ、光波シーカ４が作動する。これにより
飛しょう体の目標追尾性能が向上し、最終的には高い誘
導精度が得られる。機体の外部形状が変わることによる
空気抵抗の増加の影響は、通常、光波シーカ４を使用し
て誘導を行う時間が終末誘導時の短い時間に限られるた
め、問題にならない程度である。

【００２２】実施例２．上記実施例１では、バネ７によ
り光波シーカボックスを機体外部に突出させているが、
図２に示す実施例２ではアクチュエータを用いる。図２
（ａ）は飛しょう体が目標に対して遠距離にある場合の
状態を、図２（ｂ）は飛しょう体が目標に対して近距離
にある場合の状態を示している。飛しょう体が光波シー
カ４を使用できるほど近距離になると、電波シーカ３か
らの指令が信号ケーブルによってアクチュエータ８に伝
えられ、アクチュエータ８により光波シーカボックスは
ヒンジ５を中心に回転運動し、実施例１と同様の動作が
期待できる。

【００２３】実施例３．実施例１および実施例２は光波
シーカボックスがヒンジを中心に回転運動し、その結果
光学窓が機体の外部に出る仕組みになっている。これに
対して図３に示す実施例３では、電波シーカからの指令
が信号ケーブル９を通して止め金６に伝えられ、止め金
６がはずれると、機体の一部を成しているカバー１０が
取り去られ、レール１１に吊り下げられた光波シーカボ
ックスがバネ７の力で押し出されて、機体外部に突出す
る仕組みになっている。

【００２４】実施例４．図４は、この発明の別の実施例
を示す説明図であり、図４（ａ）は断面図、図４（ｂ）
は斜視図で、いずれも誘導飛しょう体が目標に対して近
距離にある場合の状態を示している。図中、１２は冷却
用高圧気体容器、１３はフレキシブル・チューブ、１４
は気体の放出孔である。この発明による誘導飛しょう体
は、機体の内部に冷却用高圧気体容器を有しており、こ
れに蓄えられた窒素等の気体を、フレキシブル・チュー
ブ１３によって光学窓２周辺の機体先端側に設けられた
放出孔１４まで導き、外気に放出する。放出された気体
は、外気と飛しょう体との間で図４（ａ）の破線で示す
ように流れの層を形成し、境界層の厚さが増加するた
め、境界層表面と誘導飛しょう体表面との速度勾配が緩
やかになり、熱の流入が低下する。さらに気体により境
界層内の速度が低下し熱伝達率が小さくなるため、誘導
飛しょう体への熱の流入が減少する。以上の効果から、
空力加熱により加熱された外気からの熱の流入を著しく
減少させることができる。なお、気体の放出孔１４では
外気の流れの動圧を受けるので、これに打ち勝って気体
を放出するためには、気体の圧力は高圧である必要があ
る。

【００２５】高圧気体の代わりに水等の冷却用液体を用
いることも考えられる。ただし、上記液体容器１５に蓄
えられた液体を、機体の内部に配置したフレキシブル・
チューブ１３によって光学窓２上に設けられた放出孔１
４まで導き、さらに放出孔１４から外気に放出するため
には高圧のポンプが必要となる。

【００２６】実施例５．図５は、この発明の別の実施例
を示す説明図であり、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）
は斜視図で、いずれも誘導飛しょう体が目標に対して近
距離にある場合の状態を示している。この実施例におい
ては、液体を光学窓まで高圧のポンプ１６で導いた後、
光学窓外部の機体先端側に接着した有孔板１７の細穴を
通して外部に浸み出させ、気化させつつ境界層内に放出
する。このとき、実施例４の効果に加えて、冷却剤の相
変化に伴う吸熱反応により境界層内の温度を下げること
ができる。

【００２７】実施例６．図６は、この発明の別の実施例
を示す説明図であり、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）
は斜視図で、いずれも誘導飛しょう体が目標に対して近
距離にある場合の状態を示している。この実施例では、
誘導飛しょう体の光学窓２の周辺を冷却用の固体１８で
覆う。この冷却用固体としては、昇華性あるいは液化−
気化性の高い、例えばフェノール樹脂系等を用いる。誘
導飛しょう体が目標に接近し、光波シーカボックスが機
体外部に現われて光学窓２が外気にさらされ高温になる
と、この固体は液化−気化あるいは昇華する。このと
き、誘導飛しょう体のまわりの加熱された境界層内の熱
を潜熱として吸収するので、境界層の温度が低下する。
この発明は、外部に不要な突起を持たないため抵抗の増
加がないと同時に、内部に配管系を必要としないので構
造が簡単であるという利点がある。

【００２８】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２９】誘導飛しょう体の機体周方向の所定の位置
に光波シーカを入れた光波シーカボックスを取り付け、
初中期飛しょう時においては光波シーカボックスを機体
内部に格納することにより、誘導飛しょう体の空気抵抗
を小さくして飛しょう距離を延ばすことができる。ま
た、終末飛しょう時においては、目標が放射する光波の
透過率の高い光学窓を機体外部に突出することによって
光波シーカを用いて目標を追随するので、目標から発見
されにくい誘導飛しょう体が得られる。このように、目
標からの距離に応じて電波シーカと光波シーカを使い分
けることにより、目標の運動に対する追尾性能を向上さ
せることができる。

【００３０】さらに、この発明の別の実施例は、（１）
冷却用高圧気体あるいは液体を光学窓外部周辺の機体先
端側に導く手段を設け、光学窓外部の境界層に放出す
る、（２）光学窓外部の周辺に細穴を設け、これを通し
て液体をしみださせて気化させる、（３）光学窓の周辺
を液化−気化性あるいは昇華性の高い固体で覆い、光学
窓が外気にさらされた際に相変化を起こすようにする、
などの手段により、高速で飛しょうする際に発生する熱
が光学窓部に流入することを防いで、光学窓の温度上昇
を抑え、光学窓からの放射による光学センサの性能劣化
ならびに熱応力による変形及び破壊を防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による誘導制御装置を示す
図である。

【図２】この発明の実施例２による誘導制御装置を示す
図である。

【図３】この発明の実施例３による誘導制御装置を示す
図である。

【図４】この発明の実施例４による誘導制御装置を示す
図である。

【図５】この発明の実施例５による誘導制御装置を示す
図である。

【図６】この発明の実施例６による誘導制御装置を示す
図である。

【図７】従来の誘導制御装置を示す図である。

【符号の説明】

１電波ドーム２光学窓３電波シーカ４光波シーカ５ヒンジ６止め金７バネ８アクチュエータ９信号ケーブル１０カバー１１レール１２冷却用高圧気体容器１３フレキシブル・チューブ１４放出孔１５冷却用液体容器１６ポンプ１７有孔板１８冷却用高気化性固体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｑ 1/42 7037−5ＪＨ０５Ｋ 7/20 Ｑ 8727−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光波と電波の二種類の目標追尾手段を有
し、かつその先端側に電波ドームを有する誘導飛しょう
体において、機体周方向の所定の位置に、使用時に機体
外表面から突出する光学窓を有する光波シーカボックス
を設けたことを特徴とする誘導飛しょう体。
【請求項２】上記光学窓外部の境界層に、気体または
液体を放出する機構を備えたことを特徴とする、請求項
１記載の誘導飛しょう体。
【請求項３】液化−気化あるいは昇華により光学窓を
冷却するための固体で、上記光学窓の周辺を覆った請求
項１記載の誘導飛しょう体。