JPH09236398A - 弾幕形成装置及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒子状物質を飛散させて弾幕を形成させる弾
幕形成装置及びその形成方法に関するものである。 【解決手段】 粒子状物質を飛散させるためのガス発生
剤、内部隔壁、粒子状物質、外部隔壁よりなる層構造を
有する弾幕形成装置である。また粒子状物質を飛散させ
るためのガス発生剤、内部隔壁、粒子状物質、外部隔壁
よりなる層構造を有する弾幕形成装置を弾頭部を有する
飛翔体に配置し、粒子状物質をミサイル又は砲弾の機軸
に垂直な方向に飛散させる弾幕形成方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粒子状物質を飛散
させて弾幕を形成させる弾幕形成装置及びその形成方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、弾幕を形成するために、機関砲の
ように射撃間速度を上げ、連続射撃をすることにより、
空中に弾幕を形成することが行われていた。また、爆薬
による破壊片を飛ばす事により疑似的な弾幕を形成する
方法が取られていた。更には、超高速飛翔体の弾頭部に
フレシットを装備し、それを打ち出すことで近似的な弾
幕を張ることが検討されている。

【０００３】この超高速飛翔する飛翔体は、撃破すべき
対象物が超高速飛翔する場合、その命中率は著しく低下
する。それ故、空力操舵だけではなく、超高速飛翔する
飛翔体の機軸に直角に高速で作動する小型のロケットモ
ータ（インパルススラスタ）を付け、その姿勢制御の応
答速度を上げることでピンポイント攻撃を達成し、その
命中率を上げることが考えられた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、撃破すべき対
象物が弾道ミサイルの場合、その速度は最大数千ｍ／ｓ
にも達する。それ故、急激な変更が有る場合、小型のロ
ケットモータの方向制御での対応が困難であった。その
点を改良するため弾頭部にフレシットを装備し、その衝
突面積を増やすために打ち出す方式が検討されている。
しかし、この場合もフレシットを前方方向に飛ばすた
め、展開範囲が狭く制限される。

【０００５】また、ジェット機の侵入に際して機関砲の
人的な射撃システムでは命中精度の問題があり、近年そ
の操作をレーダとコンピュータ制御による射撃システム
に変更し、その命中精度を上げる開発がされた。しか
し、その弾幕の形成は高速射撃によるものであり、機械
的、時間系列的制限があり弾幕形成には限界があった。
そこで、本発明は超高速飛翔体で超高速飛翔体を撃破す
る場合の命中精度を上げること及び超高速飛翔体に対す
る弾幕を有効に張ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、粒子状物質を
飛散させるためのガス発生剤、内部隔壁、粒子状物質、
外部隔壁よりなる層構造を有する弾幕形成装置であり、
また外部隔壁の破壊片を細かくするために、外部隔壁に
切り込みを入れた弾幕形成装置である。この構成によ
り、粒子状物質を飛散させて弾幕を張ることを特徴とす
る。

【０００７】また、本発明は前記弾幕形成装置を弾頭部
を有する飛翔体に配置し、粒子状物質をミサイル又は砲
弾の機軸に垂直な方向に飛散させる弾幕形成方法であ
り、また弾幕形成装置を射出機で打ち上げ又は飛翔体か
ら打ち出し、空中で弾幕形成装置を作動させ、粒子の分
散領域を形成させる弾幕形成方法である。これらの方法
により、その撃破すべき超高速飛翔体とそれに対応する
超高速飛翔体との撃破するためのクロスセクションの面
積を拡大することができる。

【０００８】本発明の粒子状物質としては、合成樹脂な
どの有機物質、硅砂、セラミック、金属などの無機物質
どちらでも利用でき、形状は不定型でもよく、撃破する
対象物によって選択することが可能である。その大きさ
も、サブミクロンから利用できる。しかし、装着する弾
体形成装置の外径の大きさにより粒子状物質の最大径及
び収納すべき粒子数は制限される。また中空状、その落
下速度を制限するため小さなリボンを付けたものも利用
することができる。更には中空状の中に爆薬を詰めた物
も利用する事が出来る。粒子状物質は内部隔壁と外部隔
壁の間に配置する。

【０００９】また撃破する対象が超高速飛翔体であるた
め、この弾幕形成装置内に有する粒子の飛散速度は小さ
くて良い。この場合、これは相対的な速度を破壊エネル
ギーに変換し、利用することが可能になる。爆薬で飛ば
す破片は、その大きさの制御が難しいが、この場合は初
期にその粒形が選択でき、飛翔分布の均一性がとりやす
くなる。

【００１０】この粒子状物質を小さな対象飛翔体に適用
するためには、粒子間距離を小さくする必要がある。即
ち、同一粒子数を想定した場合、粒子飛散距離を小さく
する必要がある。弾頭部の質量がシステム的に設定され
るため、粒子間距離を小さくするためには、粒子状物質
の粒子数を多くする必要があり、一個当たりの粒子質量
を小さくする必要がある。しかし、一個当たりの粒子質
量を小さくすると破壊パターンが変わってくる。それ
故、このシステムに関しては、粒子質量と飛散範囲を目
的とする対物に対して適正化する必要がある。

【００１１】粒子状物質がサブミクロン粒子のような小
さな粒子の場合は、空気吸引式の燃焼システムを推進源
に持つ飛翔体に適用され、燃焼器のブレード等への付着
又は、燃料／酸化剤バランスを壊すことにより、飛翔コ
ントロールを攪乱するために使用される。本発明でいう
ガス発生剤としては、急燃焼性の発射薬を一般的に用い
ることができる。粒子状物質をその質量を考慮してどの
距離まで飛散させるかにより発射薬の量を設定する。急
燃焼性の発射薬を得るためには発射薬をポーラスにした
り、燃焼面積を増やす形状にしたりして制御する。組成
としては、シングルベース発射薬、ダブルベース発射
薬、トリプルベース発射薬等が利用できる。

【００１２】またガス発生剤を着火させるために、内部
隔壁内に点火装置を装着する。点火装置としては、一般
的な点火装置が使用できるが、ガス発生剤が収められて
いる空間のＬ／Ｄが大きくなった場合は、均斉着火がで
きるよう中心部に点火装置の火炎が伝火されやすいよう
可燃性の孔が開いた筒又はスティック状の火薬を配置す
る事が可能である。又、弾幕形成装置ユニツトを複数配
置して飛散状況を時間的に制御する場合又は弾幕形成装
置を射出し、ある高さに来たときに作動させる場合、点
火電源とスクイブの間に電気的な遅延回路を設けるか、
スクイブと点火薬との間に遅延用の延時薬を設けること
ができる。

【００１３】本発明でいう内部隔壁は、ガス発生剤と粒
子状物質とを分離し、ガス発生剤の初期燃焼圧力を上げ
るために利用される。材質としては樹脂、複合材、金属
などが利用できる。粒子状物質によってはシート状のも
ので包んで隔壁にしてもよい。また発射機より打ち出す
ような場合は、内部隔壁はその内圧で完全に破壊されて
もよい。それ故、厚みを破壊するように制御するか又は
分割構造としその部品間をバンド、ぴん、接着剤で制御
する。例えば図１１に示すような接合部とすることがで
きる。

【００１４】粒子状物質の質量が大きくなるような場合
は、膜状のものでは使用環境条件下で粒子状物質の重さ
で膜状のシール材が破れる場合もあり、その際は内部隔
壁として強度を考慮した構造体を採用する。本発明でい
う外部隔壁としては、内部隔壁からのガス圧が粒子状物
質の動かしはじめた時の内圧保持をして、その初期速度
を制御する目的で使用される。それ故、破壊モードは自
由破壊、制御破壊のどちらでも可能であり、内部隔壁の
ように分離タイプを使用することもできる。但し、粒子
状物質が外周方向に均等に飛散しやすくするため、切り
込みを入れ細片化する方が良い。その場合、超高速飛翔
体の空力特性上内側から切り込みを入れるほうが良い。
又この切り込みの深さは、外部隔壁の破壊圧により調整
する。入れ方は、経線、子午線にカットを入れる方法、
多角形状に入れる方法等がある。材質としては、金属、
樹脂、複合材などが利用できる。

【００１５】また層構造を有するとは、ガス発生剤、内
部隔壁、粒子状物質を入れる空間、外部隔壁が階層にな
っていることをいう。本発明でいう弾頭部を有する飛翔
体とは、ミサイル、ロケット弾、砲弾の一部などをい
う。また本発明でいう飛翔体とは、飛行機、ミサイル、
ロケットなど空中を飛翔する物体をいう。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の弾幕形成装置を例えば、
ミサイルに使用するような場合、ガス発生剤が作動した
内圧で内部隔壁を破壊させず、弾幕形成装置が作動した
後も内部隔壁を介して弾幕形成弾の前部と後部を連結し
てミサイル本体の形状を保持し、ミサイル本体も弾頭と
して利用することが有効である。それ故、この場合は、
孔を持った筒状の内部隔壁を使用し、発生したガスを孔
より放出し、内部隔壁を破壊しない方法を取ることがで
きる。この孔の全体面積はガス発生剤のガス発生速度に
より設定し内圧を制御する。この場合、初期の圧力保
持、及び粒子状物質とを分離するためにその孔にシール
材を配置する。シール材としては、膜状のもの（図１２
ａ）又は粒子状物質側にしか抜けないような栓（図１２
ｂ）を接着等で固定し、使用することができる。

【００１７】弾幕形成装置をミサイル等に装備した場合
は、前方攻撃タイプとなり、飛散直径５ｍ程度、粒子数
５００程度で粒子間距離２０ｃｍ程度を確保することが
可能となる。対ミサイルへの対応はフレシットのような
前方攻撃タイプ、及び直撃タイプより撃破効率は高く維
持することが可能となる。ミサイルの弾頭を破壊するた
めには、数１０ｇの粒子質量が必要であり、弾頭部とし
ては数１０ｋｇ程度の重さになる。ミサイルの制御機能
を破壊する目的であれば、粒子状物質の質量は小さくす
ることができる。それ故、弾頭部の質量を低減するこ
と、又は粒子間距離を同じにして、飛散距離を大きくす
ることが可能になる。

【００１８】また飛行機のような場合は、その断面積は
大きく粒子間距離は大きく取ることが可能になり、粒子
数５００程度で飛散直径は２０ｍ以上確保することが可
能となる。飛行機の場合は、粒子質量１ｇ以下でもその
機能損傷としては十分であり、弾頭の質量は低減させる
ことが可能であり、更には同一弾頭質量で粒子数が増や
せるため、飛散直径を大きく取ることが可能になる。そ
のため、空対空ミサイルの誘導に関するミスディスタン
スの要求を緩和することが可能になる。

【００１９】さらに機関砲のような使用目的に利用する
場合、飛行機等が進行してくる前方に打ち上げ、その前
方に弾幕を張る。この場合も、対ミサイルおよび対飛行
機の場合と状況は類似している。また飛行機からこの弾
幕形成装置を投下し、背後に迫る飛行機の前方部で作動
させ弾幕を張ることも可能である。現在知られている目
標とする対象飛翔体と攻撃側の飛翔体との接近距離誤差
（ミスディスタンス）は、りゅう弾タイプでは数ｍ、前
方攻撃タイプは１ｍ以下、直撃タイプは０ｍになる。り
ゅう弾タイプとは、炸薬で弾頭部を破壊し、その破片で
対象飛翔体を破壊するモードであり、対象飛翔体と攻撃
側の飛翔体とが側面位置で相対した場合も破片を飛ばす
ことができる。前方攻撃タイプは目標とする対象飛翔体
が攻撃側の飛翔体の前面で相対した場合、フレシットの
ような破片等を打ち出し、対象飛翔体を破壊するモー
ド、直撃タイプは目標とする対象飛翔体を攻撃側の飛翔
体で直撃し、破壊するモードになる。

【００２０】以下、本発明を図面により説明する。

【００２１】

【実施例】図１は弾幕形成装置の球状または円柱状の例
を示す概略断面図、図２は半球状または半円柱状の例、
図３は円錐状または柱状の例であり、図４は球状弾幕形
成装置の具体例を示す断面図、図５は球状弾幕形成装置
の射出機を示す概念図、図６は円柱状弾幕形成装置の側
面図、図７は円柱状弾幕形成装置を複数個配置した例を
示す概念図、図８〜１０は弾幕形成方法を示す概念図で
ある。

【００２２】図１〜３において、弾幕形成装置１はガス
発生剤６、内部隔壁７、粒子状物質５、外部隔壁８が層
状に形成されている。図４において、内部隔壁７内にガ
ス発生剤６が収納され、内部隔壁７と外部隔壁８の間に
は粒子状物質５が複数配置される。この内部隔壁７は球
状弾幕形成装置の中心位置に設定されるよう位置設定部
品１０などで位置決めし、外部隔壁８と固定する。内部
隔壁７の内部側には点火装置１３を設置する。点火装置
１３からのリード線１２をコネクタ１１を介し内部隔壁
７の外側に延長し、さらにこのコネクタ１１より外部隔
壁８の外側にリード線１２及びコネクタ１１を介して外
側に出す。このリード線１２に電流を送ることにより点
火装置１３に着火し、弾幕を形成する。

【００２３】内部隔壁７は、例えば図１１のような接合
方法により接着剤で固定される。接合箇所は均等に８分
割される。また外部隔壁８は例えば２分割になってお
り、その内側には経線、子午線方向に切り込みを入れて
あることが弾幕形成時に外部隔壁の破壊片を細かく分解
しやすいため好ましい。この弾幕形成装置１は図５に示
すような装置により打ち出される。射出機４は金属筒か
らなり、金属筒の底部には射出用ガス発生剤１４を設置
する。そのガス発生剤用の点火装置はリード線とコネク
タ１５を介して金属筒の外側と繋がっている。そのガス
発生剤の上に弾幕形成装置１をのせ、弾幕形成装置１の
外部隔壁に出ている点火装置から取り出されたリード線
は金属筒に設置されている制御系のコネクタに接合され
る。このリード線は弾幕形成装置と金属筒と繋がってお
り、弾幕形成装置の打ち出し時に阻害するので、その飛
び出し時のリード線に働く力でリード線を切断するカッ
ターがついており、そのカッターは金属筒に固定され
る。

【００２４】このシステムは以下のように作動する。内
部隔壁に設置された点火装置に繋がるリード線より点火
装置に組み込まれた遅延装置を用い、打ち上げ高さに合
わせた遅延時間にセットする。その後、点火電源をその
リード線より流すと共に、射出器の射出ガス発生剤を点
火し、この弾幕形成装置を打ち出す。弾幕形成装置が金
属管の中を移動し、金属管と接合しているリード線にそ
の移動のために力が掛かり始め、そのリード線に付いて
いるカッタが働きそのリード線を切る。そして弾幕形成
装置は空中に飛翔していく。目的の時間が経過した後、
遅延装置が作動し、弾幕形成装置の点火装置が作動し、
ガス発生剤が作動する。そのガス圧が内部隔壁を破裂さ
せ、粒子状物質を外周方向に移動させ、外部隔壁を破裂
させ、粒子状物質が飛散していく。

【００２５】上記のようなこの弾幕形成方法は、図９に
示すように、対象の飛翔体の進行方向に弾幕形成装置１
を射出装置４で打ち上げ、空中で弾幕形成装置１を作動
し、粒子の分散領域を形成するものである。また弾幕形
成装置１は飛行機等から打ち出してもよい。また本発明
の弾幕形成装置の形状が円柱状の場合は、図６に示すよ
うに円柱状の外部隔壁１９内の軸方向中心に内部隔壁２
０が設けられ、内部隔壁２０と外部隔壁１９の間に粒子
状物質５を配置される。内部隔壁２０は支持壁２１に固
定され、支持壁２１は内部隔壁２０及び外部隔壁１９で
発生する圧力により破壊しない強度を持たせる。

【００２６】内部隔壁２０は複数の孔２２を持ち、孔２
２にシールを施工する。点火装置２４はその内部隔壁２
０の端面に固定し内部隔壁２０の機軸方向にエネルギー
が放出されるようにする。外部隔壁１９は、粒子状物質
側より円周方向、機軸方向に切り込みを入れ、細片化し
て飛散するようにする。このシステムは以下のように作
動する。ガス発生剤の点火装置をミサイル、砲弾の弾頭
部の信管の信号をもらい点火させ、燃焼ガスを発生させ
る。この燃焼ガスを内部隔壁である圧力まで保持し、内
部隔壁が外周方向に移動する力で粒子状物質を外周に移
動させ、外部隔壁である圧力まで保持し、外部隔壁を破
壊させ、その時の内圧力で粒子状物質を外周方向へ飛散
させる。

【００２７】また図７に示すように、円柱状の弾幕形成
装置を複数個配置し、各ユニットの点火時間を制御し、
弾幕形成装置のユニットの作動時間を制御することもで
きる。このような方法で１０ｇの粒子を、図１の球状の
場合、外径が１０ｃｍで約５０ｍまで、２０ｃｍで約１
００ｍまで粒子を飛散させることができた。この場合、
飛翔距離を確認できるよう、硝酸カリを酸化剤とした火
薬を粒子状物質として飛ばした。このガス発生剤のガス
発生速度、及び内部隔壁、外部隔壁の破壊圧力を制御す
ることで粒子間距離を制御することが可能となった。

【００２８】図２は、図１０のような場合に用いられ、
弾幕形成装置１を地上で作動させ、ある長さを持った半
円状の弾幕２が形成されるようになる。半円柱状の場合
は、図８、図１０の場合に用いられ、弾幕形成装置１を
ミサイルなどの飛翔体３の弾頭部に配置し、弾幕形成装
置１を作動させ飛翔体３の機軸に垂直な方向に粒子状物
質を飛散させて粒子状弾幕２を形成する。この粒子状弾
幕２は対象の飛翔体の進行方向を包囲するように形成す
ることが望ましい。半円柱状を図８に用いる場合は、指
向性を得ることが可能となる。

【００２９】図３は、弾幕形成装置が円錐状又は柱状の
場合を表したものである。この場合も図２と同様の使用
が可能である。弾幕の広がりを制御するために使用され
る。なお、円錐の角度は、弾幕を張る空間により選択さ
れる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の弾幕形成装置を利用することに
より、今まで機関砲で対応していた弾幕を瞬時張ること
が出来、飛行機等の進入経路を有効に遮断することが可
能となる。またミサイル等に利用することで、対ミサイ
ル、対飛行機の迎撃するクロスセクションを大きく取る
ことが出来るようになる。その結果、ピンポイントの誘
導が必要であった超高速飛翔体用ミサイル等の誘導のミ
スディスタンスが大きくとれるようになり、ミサイル誘
導設計の面での選択が幅広くなり、又その撃破率を高め
ることが可能になる。更には、半球、半円、円錐の場合
は、指向性を高め、粒子質量を低く抑え、弾幕効率を上
げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の弾幕形成装置の球状または円柱状の例
を示す概略断面図である。

【図２】本発明の弾幕形成装置の半球状または半円柱状
の例を示す概略断面図である。

【図３】本発明の弾幕形成装置の円錐状または柱状の例
を示す概略断面図である。

【図４】本発明の球状弾幕形成装置の具体例を示す断面
図である。

【図５】本発明の球状弾幕形成装置の射出機を示す概念
図である。

【図６】本発明の円柱状弾幕形成装置を示す側面図であ
る。

【図７】本発明の円柱状の弾幕形成装置を複数個配置し
た例を示す断面図である。

【図８】本発明の弾幕形成方法をミサイルに使用した場
合の概念図である。

【図９】本発明の弾幕形成方法を射出機に使用した場合
の概念図である。

【図１０】本発明の弾幕形成方法を地上近傍で使用した
場合の概念図である。

【図１１】本発明の内部隔壁の接合部を示す概略図であ
る。

【図１２】本発明の内部隔壁の孔（シール材）を示す部
分図である。

【符号の説明】

１ 弾幕形成装置 ２ 粒子状弾幕 ３ 飛翔体 ４ 射出機 ５ 粒子状物質 ６ ガス発生剤 ７ 内部隔壁 ８ 外部隔壁 ９ 支持壁 １０ 位置設定部品 １１ コネクタ １２ リード線 １３ 点火装置 １４ 射出用ガス発生剤 １５ コネクタ １７ 固定ピン １８ シール蓋 １９ 外部隔壁 ２０ 内部隔壁 ２１ 支持壁 ２２ 孔（シール材付） ２３ ガス発生剤 ２４ 点火装置 ２５ シール材 ２６ 弾幕形成装置ユニット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒子状物質を飛散させるためのガス発生
   剤、内部隔壁、粒子状物質、外部隔壁よりなる層構造を
   有する弾幕形成装置。
2. 【請求項２】 外部隔壁の破壊片を細かくするために、
   外部隔壁に切り込みを入れたことを特徴とする請求項１
   記載の弾幕形成装置。
3. 【請求項３】 粒子状物質を飛散させるためのガス発生
   剤、内部隔壁、粒子状物質、外部隔壁よりなる層構造を
   有する弾幕形成装置を弾頭部を有する飛翔体に配置し、
   粒子状物質をミサイル又は砲弾の機軸に垂直な方向に飛
   散させる弾幕形成方法。
4. 【請求項４】 粒子状物質を飛散させるためのガス発生
   剤、内部隔壁、粒子状物質、外部隔壁よりなる層構造を
   有する弾幕形成装置を射出機で打ち上げ又は飛翔体から
   打ち出し、空中で弾幕形成装置を作動させ、粒子の分散
   領域を形成させる弾幕形成方法。