JPH0689999B2 - 標的発射体 - Google Patents

標的発射体

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JPH0689999B2
JPH0689999B2 JP62027425A JP2742587A JPH0689999B2 JP H0689999 B2 JPH0689999 B2 JP H0689999B2 JP 62027425 A JP62027425 A JP 62027425A JP 2742587 A JP2742587 A JP 2742587A JP H0689999 B2 JPH0689999 B2 JP H0689999B2
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radar
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target projectile
target
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ジー・コフエイ クレイトン
エー・ジヨーンズ ウイリアム
エツチ・フレンド ウイリアム
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    • F41J2/00Reflecting targets, e.g. radar-reflector targets; Active targets transmitting electromagnetic or acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は標的発射体に関し、特にレーダシステムとオペ
レータを訓練し、超音波または高亜音速の標的を捕捉し
て絶えず追随する防衛システムを実現するための消耗性
発射型レーダ増強標的発射体に関する。
〔従来の技術〕
このような訓練に通常使用されるレーダの標的には、航
空機曳航標的および再使用可能な無人機がある。このよ
うなシステムの配備は費用がかさむので頻繁には使用で
きず、このシステムで行う訓練は不適当で実際の戦闘の
恐怖を再現できない。さらにこのような標的単独のレー
ダの応答は通常弱く訓練に使用できない。この状況を克
服するために、曳航標的及び無人機には、レーダ増強装
置(オーギュメンタ)を取り付けて、レーダのもどりす
なわちエコー信号を増大させている。このような装置に
はコーナーレフレクタ、ルーンベルグレンズおよび誘電
体レンズがある。
ブラッドフォード(W.R.Bradford)の米国特許第3,334,
345号(1967年8月1日発行)に、後者の型式のレーダ
増強装置が記載されている。この特許に記載された誘電
体レンズは、均一な誘電材料、すなわち全体にわたって
誘電率が均一な誘電材料から形成されている。レンズの
形状は長球形で、前部のだ円状屈折面、中央の円筒面お
よび反射コーティングを有する後部の球状反射面を備え
ている。この特許には曳航標的と無人機以外にレーダ増
強装置を使用することは教示も示唆もされていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、レーダ上に実戦の飛行脅威体として現
われる低価格の消耗性ミサイル標的を提供することにあ
る。
本発明の別の目的は、発射機による発射に耐える消耗性
ミサイル標的を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の優れた消耗用発射型レーダ増強標的発射体は、
標的発射体の空気力学的飛行安定性を保ったまゝ、レー
ダ上に実戦の飛行脅威体をシミュレートするため標的発
射体のレーダ有効反射断面積を増加するレーダ増強装置
を取り付けることにより、標的発射体のレーダ断面積を
改良し、上記レーダ増強装置はベース部材と、このベー
ス部材に取り付けた均一な誘電体レンズと、これらのベ
ース部材とレンズの間に位置し、発射機からの発射の際
にかゝる応力のためにレンズが割れるのを防止する弾性
保持手段とを含み、上記誘電体レンズはレーダ上に実戦
の飛行脅威体のレーダエコーをシミュレートした正面レ
ーダもどりエコーを生成する形状であり、上記弾性保持
手段は適当な弾性熱硬化性樹脂材料の連続フィルムの形
状であることを特徴とする。
レーダ有効反射断面積(簡単にレーダ断面積あるいはRC
S=radar cross-sectionとも称する)は、発射体を追跡
しているときにレーダオペレータがレーダスクリーン上
に見る視覚的ディスプレイで表わされる。発射体が違え
ば、レーダ断面積、つまりレーダもどりエコーは異な
る。たとえば、標準の弾径5インチの海軍砲弾から得ら
れるRCSエコーは約0.001m2で、このRCS値は小さすぎて
ほとんどのレーダに視認不可能である。代表的な掃海艇
対艦ミサイルのRCSは約0.25m2である。代表的な戦闘機
のRCSは約2m2である。
〔実施例〕
本発明を添付図面を参照して更に詳細に説明する。
第1図からわかるように、レーダ増強標的発射体(BA24
0S、ここで「S」は均一な誘電体レンズ材料がポリスチ
レンであることを示すが、以下の説明から明らかなよう
に他の材料、たとえばポリテトラフルオロエチレン、ポ
リスチレン、高密度ポリエチレンおよびポリメチルペン
テン重合体(TPX )も用いることができ、「240」は直
径が2.4インチであることを示す)は、標準5″/54弾径
MK64中空円筒状BL&P発射体本体10に不活性充填材料1
2、たとえばカオリン/ワックスを充填したものであ
る。レーダ増強装置を収納するために、信管プラグ、弾
頭信管アダプタおよび発泡パッドを標準発射体の本体10
から取り外し、そのかわりにベース部材14と均一な誘電
体レンズ16を含む信管プラグ交換用増強装置を取り付け
る。現行の不活性充填材の深さによっては、増強装置の
ベース部材を収納するために充填材を少し切除しなけれ
ばならないこともある。増強装置は発射体の本体10のノ
ーズに20の位置で直接ねじこむ一方、レンズ16をベース
部材14に18の位置でねじ込む。
第2図からわかるように、ベース部材14には均一な直径
の中心孔22が長さ方向に貫通している。孔22は適当な弾
性接着剤25で充填され、この弾性接着剤25は孔22からベ
ース部材14のレンズ収容凹部26およびねじ部18に広が
り、接着剤の連続フィルムとなっている。この接着剤フ
ィルムによりレンズ16とベース部材14の間から気孔を確
実になくし、発射機から発射する際にかかる引張応力の
せいでレンズが割れるのを防止する。
さらに、接着剤の連続フィルムはレンズを弾性的に支持
し、発射機による発射の際にレンズがベース部材からは
がれる傾向を低減する。すなわち可撓性のレンズが発射
時に圧縮され発射後ははね返る。このためにレンズ/ベ
ース部材の界面には大きな応力がかかるが、この応力は
弾性接着剤の連続フィルムで吸収される。
弾性接着剤としては、熱硬化性樹脂、たとえばエポキシ
樹脂およびシリコーン樹脂が適当である。最小引張降伏
強さが約4000psiであるエポキシ樹脂が好適である。
レンズをベース部材に取りつけるのに使用した方法は以
下の通りである。レンズとベース部材の両方を完全に脱
脂し、ベース部材の後部の孔の開口部をテープで覆っ
て、ねじ部とレンズ収容凹部に接着剤をたっぷりと塗布
する。次にレンズをベース部材のネジ部にねじ込む。ね
じ部を係合したら、組立体をひっくり返してレンズを下
向きとし、テープをはがす。部品のねじ止めはこの状態
で完了する。ねじ部と凹部からの余分な接着剤は軸線方
向の内孔に押し上げられ、内孔を充填する。この方法に
よりレンズがしっかり装着され、レンズのベース部材へ
の着座部は気孔を含まない。このことは、発射機による
発射のような加速が大きい環境では構造的一体性の観点
から重要である。その後接着剤をその場で硬化させる。
レンズとベース部材を組立てたら、次にこれを発射体の
本体に取りつけることができる。BA240の場合には、
5″/54MK61BL&P発射体を少しも改造しない。必要な
ことは、訓練用信管をとり外し、ユニットとなったレン
ズとベース部材を信管のかわりに発射体にねじ込むこと
だけである。このことにより発射体のRCSを0.001m2から
0.2m2に変更する。
特にBA240レンズそのものに関して説明すると、このレ
ンズは長球形で、前部のだ円状屈折面部28と、金属化し
た、たとえば銀メッキした後部の屈折面30とを有する。
かわりにアルミニウムのような金属箔をレンズに貼って
もよい。レンズの直径は約2.4インチである。
第3図には、第1および第2図の実施態様のレーダ断面
積RCS(正面x帯域、周波数9.37GHz、垂直−垂直偏波)
を、代表的なキャリブレーション(弾道癖決定)試験の
コンピュータが描いたプロットの形態で示してある。レ
ーダ断面積エコーは、中央線O、すなわち発射体の長さ
方向の軸線から約±30゜の範囲では平均値が0.2m2、す
なわち1m2のキャリブレーションレベルから約7dB下方で
本質的に線形である。
さらに詳述すると、RCSの表示に一般に認められた工業
規格は、出力対角度のグラフで、出力はデシベル(dB)
の単位、角度は度で表わされる。dBとRCS(ここではm2
で測定する)関係は対数関係、すなわち次式の関係であ
る。
dB=10log(RCS/基準RCS) いいかえると、3dB増加または減少するたびにRCS(m2
は倍増または半減する。
第4図には本発明のレーダ増強標的発射体の別の実施態
様(BA360S)が例示してある。この発射体は改造した
5″/54弾径MK64BL&P中空円筒状発射体の本体10Aにカ
オリン/ワックスのような不活性充填剤12Aを充填した
ものである。この実施態様では標準発射体の本体の改造
として、テーパのついたノーズ部の一部を切り落とし、
増強装置を収容するのに十分な不活性充填剤をとり除い
た。
第1図の実施態様と同様に、増強装置を発射体の本体10
Aのノーズ部に20Aの位置で直接ねじ込む一方、レンズ16
Aをベース部材14Aに18Aの位置でねじ込む。
ベース部材14Aには内径が均一な軸線方向の中央孔22Aが
あいている。第2図の実施態様について説明したのと様
にして、孔22Aを適当な接着剤で充填する。この接着剤
はねじ部18Aから凹面26Aおよび孔22Aに沿って接着剤の
連続フィルムを形成し、発射機からの発射の間に応力が
かゝる際にレンズ16Aを所定位置に保持する。接着剤を
その場で硬化させる。
ベース部材14Aは孔22Aより直径が大きい中央切取部23A
を備え、この切取部23Aはベース部材の重量および重心
の位置を調整して改造前の発射体と合わせ、改造した発
射体の空力学的飛行安定性を確保するためのものであ
る。したがって、各構成部品の重量および重心は、発射
体の空力学的飛行安定性に必要な全体的要件を満足する
よう考慮されている。
特にBA360Sレンズについて説明すると、このレンズも長
球形で、前部のだ円状屈折面28Aと通常銀メッキしてあ
る後部の屈折面30Aとを有する。「360」の表示はレンズ
の直径が約3.6インチであることを示し、「S」はポリ
スチレンを示す。
第4図の実施態様のレーダ断面積(正面x帯域、周波数
9.37GHz、垂直−垂直偏波)を、試験発射したレンズの
1つのキャリブレーション試験のコンピュータが描いた
プロットとして第5図に示す。レーダ断面積エコーは±
50゜の範囲では平均値が0.63m2、すなわち、1m2のキャ
リブレーションレベルから約2dB下方で線形で、中心線
Oに関して対称であるのがわかる。
第6図には本発明の標的発射体のさらに別の実施態様
(BA480S)が例示してある。この発射体も、改造した
5″/54弾径MK64BL&P中空円筒状発射体の本体10Bに、
不活性充填剤12B、たとえばカオリン/ワックスを充填
したものである。この改造例ではさらに大きな増強装置
を収容するために、標準発射体のテーパのついたノーズ
部全体を取り除き、充填材を取り除いてある。
増強装置を発射体の本体10Bに20Bの位置で直接ねじ込む
一方、レンズ16Bをベース部材14Bに18Bの位置でねじ込
む。
第4図の実施態様と同様に、ベース部材14Bには中央孔2
2Bがあいている。孔を適当な接着剤で充填すると、この
接着剤はこれまでの実施態様と同様に、ねじ部18からレ
ンズ収容凹面26Bおよび孔22Bに沿って接着剤の連続フィ
ルムを形成し、発射の際レンズ16Bを定の位置に保持す
る。接着剤をその場で硬化させる。ベース部材14Bには
孔22Bより内径の大きい中央切取部23Bも設けている。
BA480Sレンズ自体に関しては、このレンズも長球形で、
前部のだ円状屈折面部28Bと通常銀メッキしてある後部
の反射面30Bとを有する。「480」の表示はレンズの直径
が約4.8インチであることを示し、「S」はポリスチレ
ンを示す。
第6図の実施態様のレーダ断面積(正面x帯域、周波数
9.37GHz、垂直−垂直偏波)を第7図に示す。約2m2、す
なわち1m2のキャリブレーションレベルから約3dB上方の
平均RCSがレンズ中心線O、すなわち反射体の長さ方向
の軸線から約±40゜の範囲で線形であるのが観察され
た。
本発明のレーダ増強標的発射体の最後の実施態様(BA45
0SR)を第8図に例示する。この発射体はさきに説明し
たBA480S発射体と同じ改造した発射体本体を有する。
レーダ増強装置を本体10Cに20Cの位置でねじ込む一方、
レンズ16Cを増強装置のベース部材14Cに18Cでねじ込
む。レンズ16Cをベース部材14Cに組み込む前に、レンズ
とレンズ収容凹面26Cの両方に接着剤を塗布する。増強
装置を組みたてた後、接着剤をその場で硬化させる。本
例では、増強装置が中空の本体内部の大半を占有してい
る。すなわち不活性充填剤が空気スペース21以外は完全
に置きかえられている。
空力学的なたん形(オジーブ)形状のレドーム32が、ベ
ース部材14Cに36の位置でねじ込まれた保持リングまた
はカラー34によって所定の位置に保持されている。レド
ームは繊維強化プラスチック、たとえばエポキシおよび
ケブラー(Kevlar )で製造するのが好都合で、カラー
はAISI4140鋼で製造するのが好ましい。
完成した繊維強化プラスチック(FRP)製レドームに、
現場発泡二成分ポリウレタンフォームを用いて発泡ライ
ナー33を付け加えた。得られた平均密度は6ポンド/立
方フィートであった。発泡ライナーによって補強リブと
アルミニウム製ノーズカップが不要となる。
この実施態様では孔22Bを接着剤で充填し、孔22Cは横方
向通路38とつながっており、レンズをベース部材にねじ
込んだときに余分のエポキシがこの通路から逃げ出すの
で、レンズとベース部材の間にボイドのない接着剤の連
続フィルムが確実に形成される。この構造では長い軸線
方向の孔をあけなくてもすむ。
BA450SRレンズでは、レンズの長球形の形状は、前部の
だ円状屈折面部28Cと通常銀メッキされている後部の反
射面30Cによって画定される。「450」の表示はレンズの
直径が約4.5インチであることを示し、「S」はポリス
チレンを示し、「R」はレドームを用いたことを示す。
第8図の実施態様のレーダ断面積(正面x帯域、周波数
9.37GHz)を第9図に示す。レーダ断面積は、中心線O
から±約45゜の範囲では約0.8m2で、すなわち1m2のキャ
リブレーションレベルから約1dB下方で本質的に線形で
あるのがわかる。さらに詳述すると、レドームと発泡ラ
イナーの組合せによってRCSが3dB低下、すなわち50%低
減する。したがって、レドームなしではBA480のRCSは2m
2であるのが、レドームを用いると約1m2となる。
上述のように、異った増強装置−ベース部材の構成で
は、改造した発射体の重量および重心を当初の改造前の
発射体の重量および重心と合わせて、空力学的飛行安定
性を確保する必要がある。
このように本発明の4つの実施態様は、X帯域で発射体
の長さ方向の軸線から±約45゜にわたって0.1m2−2m2
範囲のレーダ断面積を有する飛行(空輸)脅威物体をシ
ミュレートしている。
長球形の反射レンズ(第10図参照)の設計は以下の考察
に基づいて行った。レンズの中心を原点Oとして、本発
明の均一な誘電体レンズの(前部の)だ円状屈折面はカ
ルテシアン(またはデカルト)xy座標で で規定され、ここで(x,y)は前面の座標である。同様
に(後部)反射面は前面に対する法線の前面から焦点距
離fの軌跡として規定され、ここで、 である。
レンズの材料を選んだら、市販の各棒材の端部から試験
片を切り出して、その電気/光学的特性を測定する。次
にレンズを、数値制御(NC)機械で上掲の式にしたがっ
て屈折率と誘電率の値を代入して、機械加工する。材料
によっては、これらの2つの値により発射体から突出す
るレンズの露出部分の形状が大きく変化し、発射体全体
の設計にも影響を及ぼす。このことは追って明らかにす
る。レンズを機械加工したら、レンズの後面を金属化す
る。たとえばアルミニウム箔を(後)面に接着する。こ
れでレンズは完了する。
次はレンズを発射体に取り付けてなくてはならない。も
っとも簡単なBA240の設計の場合には、レンズをベース
部材にねじ部を介して機械的に装着し、次にこれを改造
していない5″/54MK61BL&P(blank loaded and plug
ged,空包装填密栓)発射体にねじ込む。これは演習用の
弾で、高性能爆薬(high explosive,HE)を収容するの
に通常使用する内腔に不活性充填材料を充填してある。
この充填材料はHEと同じ密度にして、発射体の質量と重
心を同一に保つ必要がある。レンズとベース部材の組合
せは、MK64BL&Pの訓練用信管と同じ重量とするか、HE
弾の本物の信管と同じ重量とする。レーダ増強発射体の
質量と重心がもとの発射体と同じであれば、発射体の弾
道も同じとなる。また重量を同じにすると標準発射薬を
使用することができる。このことが重要なのは、この弾
のための特別な発射薬を在庫目録に入れなくてすみ、正
規の発射体より重いために発射機の砲身に過度の圧力が
かゝる危険がないからである。
レンズの材料 誘電損が小さく誘電率が小さい材料である4種のレンズ
材料の候補、具体的にはテフロン 、TPX 、ポリスチ
レンおよび高密度ポリエチレンについて考察した。各材
料を使用して構造に関する試験発射を行い、直径3.6イ
ンチのTPX 、ポリスチレンおよびポリエチレンのレン
ズを使用してRCSを測定した。
選んだ4種の材料の、物理的特性、電気/光学的特性お
よび環境特性を第1表に示す。
テフロン (ポリテトラフルオロエチレンの商標)は、
調べた材料のうちで誘電率と誘電正接が最も小さい。ポ
リスチレンのレンズと比べると、テフロン のレンズは
直径2.4インチと4.5インチのレンズの両方についてレー
ダ断面積が約2dB大きかった。2dBは約1.6倍である。テ
フロン のは最も高密度で高価で、25,000インチでの比
引張強さ(引張強さを密度で除したもの)は4種のうち
で最も低かった。テフロンはすべての環境危険物に対し
て本質的に不感性で、広く市販されている。
TPX (ポリメチルペンテン重合体の商標)は比較的新
しい、あまり知られていないプラスチックで、電気的特
性がテフロン に極めて似ており、密度が極めて低く、
物理的特性は良好であるが十分証明されていない。表中
のデータは引張試験によって立証されたものである。TP
Xの加速によって生じた応力に対する抵抗性の目安であ
る比引張強さは115,000インチで、テフロンの約5倍で
ある。TPXの価格は中くらいでポリスチレンとほぼ同じ
である。
ポリスチレンはマイクロ波誘電体の用途に使用される従
来からの材料である。本発明で使用した特定の銘柄であ
るレクソライト(Rexolite )1422は米連邦規格L−P
−516aタイプE2(以前はMIL−P−77C−E2)に適合す
る。ポリスチレンの比引張強さは132,000インチで、調
べた4種の材料のうちで最良である。
ポリエチレンは安価で、広く市販されている。ポリエチ
レンの電気的特性はポリスチレンに近く、環境抵抗性は
良好である。ポリエチレンの比引張強さは約90,000イン
チである。
構造に関しての試験発射によって、4種の材料の全てが
弾道レンズに潜在的に有効であることが示された。4種
とも、明らかな歪みおよび構造欠陥を生じることなく発
射機からの発射に耐えた。発射は通常の温度極限を適度
に表わす+40℃(第1系列)および−20℃で行った。
4種の材料のうち3種、すなわちTPX 、ポリスチレン
および高密度ポリエチレンで製造した弾道レンズのレー
ダ断面積は極めて似ていることがわかった。TPX はポ
リスチレンよりもどり(エコー)が約1.5dB強いが、角
度範囲がポリスチレンの±56゜と比べて±48℃と少し狭
い。ポリエチレンのもどりは角度範囲±52゜で、TPX
のもどりとほぼ同じであった。平板公式を用いた直径3.
6インチのレンズの理論的もどりは0.53m2、すなわち20d
Bの相対的出力の1m2のキャリブレーションレベルに対し
て−2.8dBであった。試験したレンズはすべてこの値を
超えていた。
レンズはすべて最初の構造に関する試験に合格し、RCS
性能についても3種の好適な候補材料の間に本質的な相
違は認められなかった。しかしレクソライト 1422ポリ
エチレンが構造に関する安全率が最も大きかった。
ベース部材の材料 ベース部材は軟鋼で、AISI 1020および1045に適合する
よう構成するのが好都合である。
構造確認試射 種々の型式のレーダ増強標的発射体を5″/54口径のオ
トーメレラ(OTO-MELELA)砲架を使用して試験発射し、
レーダで弾道を追尾したが、成功だった。
現行の武器体系との適合性 レーダ増強標的発射体にオトーメレラ送弾装置を通過す
る能力を確認するため、予備調査は以下の結果を示し
た。
a)型式BA240−この型式の発射体構造は、オトーメレ
ラの下方および上方揚弾機を通る。
b)型式BA450SR(レドーム付き)−試験したレドーム
はホイスト装置を通る。この型式の標的がうまく通過で
きるよう、信管測合管のつめは取り外してある。
c)型式BAおよびBA480−試験により、これらの型式の
発射体は手動で装填できることがわかった。これらの発
射体を手動で装填するのは物理的に非常に大変である
が、M22レーダ性能追尾情報(特に2m2のRCS増強装置を
使用した場合)を得るために、これらについても試射を
行った。
標的発射体は陸上砲架を使用して成功裡に試験発射でき
たので、船上の発射機すなわち砲架に物理的損傷を及ぼ
すことはないと予想される。
第1系列では21個の発射体を用意したが、10回の発射を
行った。発射はほぼ水平の射角(quadrant elevation,Q
E)で行い、発射機は砲口から約1000m離れた射場の標的
にねらい合わせた。計測はスメアーおよび高速コマ送り
カメラ、砲口ドップラーおよび圧について行った。発射
はテフロン 、TPX 、ポリエチレンおよびポリスチレ
ンBA240およびBA360発射体について各1回、ポリエチレ
ンおよびポリスチレンBA480発射体について各1回行っ
た。各発射について得られた写真から、すべての発射体
が目に見える変形を生じることなく健全であることが確
認できた。試射中の平均気温は35℃−40℃であった。
空力学的およびRCS証明試射 第2系列は、主に天候上の理由により3段階で行った。
全部で20個の発射体を発射した。試射中の平均気温は0
℃から−30℃であった。最初の一連の砲弾は、3種の弾
頭が鈍角の増強発射体によって生ずる衝撃波のパターン
を測定するために水平射角(QE)で発射した。この最初
の一連の発射では、厚さ0.030インチのFRPレドーム付き
のBA450SR発射体の最初の試験も行った。スメアーの写
真と衝撃(N波)の観察から、BA450SRレドーム付き発
射体を含むすべての増強発射体が目に見える損傷をうけ
ることなしに発射体から発射されたことを確認した。
第2系列の第2の一連の発射は、発射されたすべての発
射体の射距離が約12,000mとなるように種々の射角で行
った。この射距離を選んだのは、砲弾を観察する際の安
全性と最良の着弾を得るためである。レーダは発射機の
線上で発射機より約1km後方に配置して、各発射体の弾
道が観察できるようにした。発射は砲身加温用BP&L弾
2発に続いて、3個のBA240S、4個のBA360Sおよび3個
のBA480Sについて行った。すべての発射をレーダで観察
し、弾着を射弾の予想落下区域内で観察した。発射体に
よっては、レンズと発射体本体が極めて良好な状態で回
収されたものもあった。後で射弾の落下地点を三角測量
するのに備えて、印付きのくいを地面にさして弾着点に
印をつけた。
海上試射(第3系列) 第3系列として最後の一連の発射を第2系列と同じ名目
上の射距離で行った。しかしレーダを弾着領域の5km前
方に配置して、弾道に関する情報を集めるとともに飛行
中のRCSもどりを観察した。発射した発射体は砲身加温
用BP&L弾2発に続いて、2個ずつのBA240S、BA360S、
BA480Sおよびレドーム付きBA450SR発射体であった。す
べての発射体をレーダで観察した。レーダ断面積は、自
動利得制御(automatic gain control,AGC)出力を記録
し、レーダの皿部から既知の距離に係留した標準1m2
状キャリレーション標的気球と比較することにより示し
た。
さらに本発明の思想を立証するための試射の概略を以下
に示す。
レーダ増強発射体を使用して全部で29回の発射を行っ
た。
発射した発射体の詳細は以下の通りであった。9個のBA
240、10個のBA360、7個のBA480、および3個のBA450
R。
種々の型式の発射体に使用したレンズの材料は以下の通
りであった。
BA240−高密度ポリエチレン −ポリスチレンテフロン −テフロン −ポリメチルンペンテン重合体(TPX) BA360−高密度ポリエチレン −ポリスチレン −テフロン −TPX BA480−高密度ポリエチレン −ポリスチレン BA450R−ポリスチレン −レドーム すべての事例において、使用したレンズ材料の構造一体
性は十分であった。
すべて事例において、発射機から発射された動的条件下
で、種々のレンズ材料のRCSを追尾用レーダで検知する
ことができた。
レンズ材料の価格、構造一体性、電気/光学的特性およ
び入手しやすさを考慮すると、最も好適な材料はポリス
チレンと高密度ポリスチレンである。ポリスチレンは以
下の点を除いて、発射型レーダ増強発射体のための最も
多岐にわたる特性を有する。ポリスチレンは高価で、大
径のものを入手するのが比較的むずかしく、通常の取り
扱いの間に印がつきやすい。一方、高密度ポリエチレン
は試験したすべての材料のうちで最も低価格で、入手し
やすく、手荒な取り扱いにも耐える。しかし所定の直径
ではポリスチレンの方がRCSが大きい。大きなRCSが重要
なときはポリスチレンを用い、コストが問題なときには
ポリエチレンを用いるべきである。
第8図の実施態様とともに用いるレドームの3種の材料
の組合せを試験したところ満足な結果が得られた。RCS
の損失を少なくするという観点から最良の結果が得られ
たのは、胴部に3層の厚さ0.010インチのケブラーと1
層の厚さ0.005インチのガラス繊維を使用し、先端付近
に2層の厚さ0.010インチのケブラーと1層の厚さ0.005
インチのガラス繊維を使用して製造したレドームでであ
った。この型式の構造では、比較的一定な厚さ対半径の
比として最適の強度を得、しかも中央付近の壁の厚さが
低減する。この型式の構造で得られたRCSのピークは、
軸線から±30゜と±45゜間の領域では約1m2、そして中
心領域である±30℃では1m2より2−3dB下方であった。
発泡体の影響はごく小さく、±10゜で2dBの損失を生じ
た。この型式の構造、およびRCSの損失を少なくする見
地からはガラス繊維よりは明らかに有効なケブラーの使
用は好適である。
本発明は任意の弾径の発射体に適用することができる。
種々の弾径で得られるレーダ断面積の最大値は、2.0m2
と直径比の4乗との積である。たとえば弾径155mmと105
mmでは、X帯域のRCSの最大値は、弾道調整を行なわな
いとそれぞれ約4.5m2および1m2、弾道調整を行うとそれ
ぞれ約2.25m2および0.5m2である。
主にX帯域のレーダエネルギに注目し、開示したすべて
の設計例はこの周波数で評価した。しかし無給電反射器
のレーダ断面積エコーは入射するレーダビームの波長の
2乗に反比例して変わり、したがって代表的な増強装置
のRCSはレーダの周波数の増加につれて増大することに
注意されたい。X帯域のレーダビームの公称波長は0.03
2mであり、一方のKuおよびK帯域のレーダビームの公称
波長はそれぞれ0.02mおよび0.014mである。
レーダ増強標的発射体は、海軍または陸軍の銃砲に自動
装填または手動装填することができる。たん形部が標準
発射体と異る場合、および自動装填機が発射体の信管ベ
ース部付近に接触するセンサつめを有する場合には、何
らかの形で自動装填を補助する必要があることもある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の5″/54弾径レーダ増強標的発射体
(型式番号BA240)の一部切欠き側面図、 第2図は第1図に例示したレーダ増強装置の断面図、 第3図は第1図に例示したレーダ増強標的発射体のレー
ダ断面積(正面x帯域)、 第4図は本発明の別の実施態様の5″/54弾径レーダ増
強標的発射体(型式番号BA360)の一部切欠き側面図、 第5図は第4図に例示したレーダ増強標的発射体のレー
ダ断面積(正面x帯域)、 第6図は本発明のさらに別の実施態様の5″/54弾径レ
ーダ増強標的発射体(型式番号BA480)の一部切欠き側
面図、 第7図は第6図に例示したレーダ増強標的発射体のレー
ダ断面積(正面x帯域)、 第8図は本発明の別の実施態様である空力学的レドーム
を備えた5″/54弾径レーダ増強標的発射体(型式番号B
A450)の一部切欠き側面図、 第9図は第8図に例示したレーダ増強標的発射体のレー
ダ断面図(正面x帯域)、そして 第10図は本発明の代表的な長球形レンズ部品(型式番号
240)の断面図である。 符号の説明: 10……発射体本体、12……不活性充填材料、14……ベー
ス部材、16……誘電体レンズ、22……中心孔、25……接
着剤、28……前部屈折面、30……後部反射面、33……レ
ドーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム エツチ・フレンド カナダ国 ジエー3ヴイ 4ジー9 ケベ ツク、セント ブルーノ、ブーシエヴイー ユ ブルヴアール 1544 (56)参考文献 米国特許3334345(US,A)

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】銃砲等から発射される標的発射体の空気力
    学的飛行安定性を保ったまま、前記標的発射体のレーダ
    有効反射断面積を増加して実戦の飛行脅威体をレーダ上
    にシミュレートする前記レーダ増強装置を取り付けるこ
    とにより前記標的発射体のレーダ断面積を改良した標的
    発射体であり、上記レーダ増強装置は、 ベース部材と、 前記ベース部材に取り付けた均一な誘電体レンズと、 前記ベース部材と前記均一な誘電体レンズの間に配置さ
    れて、発射機からの発射の際にかかる応力のためにレン
    ズが割れるのを防止する弾性保持手段とを含み、 上記誘電体レンズは、レーダ上に実戦の飛行脅威体のレ
    ーダエコーをシミュレートした正面レーダ戻りエコーを
    生成する形状となっていて、上記弾性保持手段が弾性熱
    硬化性樹脂材料からなる連続フィルムであることを特徴
    とする銃砲等から発射される標的発射体。
  2. 【請求項2】上記ベース部材には中心孔が長さ方向に貫
    通しており、この孔に上記熱硬化性樹脂材料が充填され
    ている特許請求の範囲第1項記載の標的発射体。
  3. 【請求項3】上記熱可塑性樹脂材料がエポキシ樹脂であ
    る特許請求の範囲第2項記載の標的発射体。
  4. 【請求項4】上記均一な誘電体レンズが前部のだ円形屈
    折面と後部の反射面とを有する長球形である特許請求の
    範囲第3項記載の標的発射体。
  5. 【請求項5】前記屈折面がカルテシアン座標x及びyに
    おいて、レンズの中心を原点として、(x,y)を前面座
    標として、aをレンズの半長軸、bをレンズの半短軸と
    した場合、次式: で規定される前記特許請求の範囲第4項記載の標的発射
    体。
  6. 【請求項6】後部反射面が前面に対する法線の焦点距離
    fの距離での軌跡として規定され、ここで 〔式中のaはレンズの半長軸、 bはレンズの半短軸、 nは屈折率、 Dは誘電率である〕である特許請求の範囲第5項記載
    の標的発射体。
  7. 【請求項7】上記誘電体レンズ材料が高密度ポリエチレ
    ン、ポリスチレン、ポリメチルペンテン重合体およびポ
    リテトラフルオロエチレンよりなる群から選ばれる特許
    請求の範囲第6項記載の標的発射体。
  8. 【請求項8】上記誘電体レンズ材料が高密度ポリエチレ
    ンまたはポリスチレンである特許請求の範囲第6項記載
    の標的発射体。
  9. 【請求項9】発射体の弾径が5インチである特許請求の
    範囲第8項記載の標的発射体。
  10. 【請求項10】レンズの直径が約2.5インチで、X帯域
    での正面レーダ断面積0.2m2を与える特許請求の範囲第
    9項記載の標的発射体。
  11. 【請求項11】レンズの直径が約3.6インチで、正面レ
    ーダ断面積約0.63m2を与える特許請求の範囲第9項記載
    の標的発射体。
  12. 【請求項12】レンズの直径が約4.8インチで、正面レ
    ーダ断面積2m2を与える特許請求の範囲第9項記載の標
    的発射体。
  13. 【請求項13】レンズの直径が約4.5インチであり、レ
    ーダ増強装置がたん形の空力的レドームで覆われて正面
    レーダ断面積が約1m2である特許請求の範囲第9項記載
    の標的発射体。
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