JPH0961099A - 飛しょう体の弾頭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比例航法を採用している飛しょう体におい
て、目標方向に関する信号処理回路を必要とせずに、確
実に弾片飛散方向を目標方向に向ける。 【解決手段】 飛しょう体胴体内に収納される外殻、同
外殻内の一側部に設けられた多数の弾片、同外殻内の他
側部に設けられた着火機構、同外殻内に充填された炸
薬、及び同外殻の前端及び後端とこれらの部分に向き合
う前記飛しょう体の機体軸上の部材との間に設けられ前
記外殻を機体軸回りに回転可能に保持する回転機構を備
え、その質量中心を機体軸と弾片との間に位置するよう
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は比例航法を採用して
いる飛しょう体の弾頭に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来の飛しょう体の弾頭におけ
る目標指向機構の説明図であり、（ａ）は飛しょう体と
目標との相互位置関係説明図、（ｂ）は飛しょう体の弾
頭部の横断面図とこれに対するシーカからの信号の流れ
を示す説明図である。

【０００３】図において、３１は飛しょう体、３２は弾
頭、３３はシーカ、３４は目標、３５は爆発した弾頭の
弾片、３６は着火機構、３７は弾頭の炸薬、３８は着火
機構を選択する着火制御装置である。

【０００４】図１０に示した従来の弾頭においては、同
図（ｂ）に示すように、周囲４箇所に着火機構３６が設
けられており、飛しょう体のシーカ３３が目標を追尾し
て検知した目標方向の情報に基いて、弾片３５の飛散方
向が目標方向となるよう、着火制御装置３８によって着
火機構３６（No.1〜No.4）を選択し、そこへ着火信号を
送って着火するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の方式では以下の
問題が生じていた。 （１）目標の方向をシーカの目標追尾情報から判定する
ため、複雑な信号処理が必要となるほか、着火機構の選
択・制御に対しても付加回路を必要とする。 （２）シーカロックオフ時、またはブラインド時には、
シーカからの信号が途絶えるため目標方向を保持する対
策が必要となる。なお、シーカロックオフとは、シーカ
の目標信号受信状態が劣悪になった場合に発生するもの
で、目標追尾信号が途切れる状態を言い、ブラインドと
はミサイルが目標に接近する最終局面において、一般に
シーカが受信する目標信号が過大となり誘導系に悪影響
を及ぼすため、シーカ機能を停止して誘導の状態を会敵
まで固定するもので、シーカの目標追尾を故意に実施し
ない状態を言う。 （３）複数個の着火機構から１個を選択して弾片飛散方
向を決めるため、飛散方向に対して無効な弾片や炸薬が
生じ飛散効率が低下する。

【０００６】本発明は比例航法を用いた飛しょう体にお
いて、上記従来技術の欠点を解消し、信号処理回路を必
要とせず、確実に弾片飛散方向が目標方向を向くように
した飛しょう体の弾頭を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、次の特徴を有する飛しょう体の弾頭
に関するものである。 （１）飛しょう体胴体内に収納される外殻、同外殻内の
一側部に設けられた多数の弾片、同外殻内の他側部に設
けられた着火機構、同外殻内に充填された炸薬、及び同
外殻の前端及び後端とこれらの部分に向き合う前記飛し
ょう体の機体軸上の部材との間に設けられ前記外殻を機
体軸回りに回転可能に保持する回転機構を備え、その質
量中心が機体軸と弾片との間に位置するよう構成した。 （２）飛しょう体胴体内において同胴体の内壁との間に
間隔をあけて収納される外殻、同外殻内の前端部に設け
られた多数の弾片、同外殻内の後端部に設けられた着火
機構、同外殻内に充填された炸薬、及び同外殻の後端と
同後端に向き合う前記飛しょう体の機体軸上の部材との
間に設けられ前記外殻を機体軸に対して任意方向に傾倒
可能に保持するジョイント機構を備えた。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の第１形態に
係る飛しょう体の縦断面図である。図において、１は飛
しょう体、２Ａは弾頭である。この弾頭２Ａは回転式指
向性弾頭である。

【０００９】図２は上記実施形態における弾頭２Ａ付近
の飛しょう体の胴体の断面図であり、（ａ）は横断面
図、（ｂ）は縦断面図である。図において、３は弾頭外
殻、４は弾片、５は炸薬、６は着火機構、７は上記弾頭
３を回転可能に支持する回転機構、８は上記弾頭３の質
量中心位置、９は機体軸であり、かつ前記回転の中心線
である。また、１７はソレノイドアクチュエータ式の弾
頭ロック機構、１８は安全起爆装置である。弾頭２Ａは
符合３，４，５，６，７の部分から構成される。

【００１０】本実施形態においては、弾頭ロック機構１
７が解除されると、弾頭２Ａは回転運動が可能となる。
飛しょう体が旋回し、横方向加速度が加わると、機体軸
９とこれに対する弾頭の質量中心位置の相互関係によっ
て、弾頭は弾片飛散方向が加速度方向と反対の方向を向
くよう回転する。

【００１１】比例航法を用いた飛しょう体においては目
標との会敵近傍において、目標とは反対の方向に旋回す
る特性をもっている。飛しょう体の横断面平面上の投影
で考えると、目標方向とは反対方向に加速度が加わるこ
とになる。目標との会敵時に安全起爆装置１８から出力
される着火信号に基いて着火機構６により炸薬点火を行
うと、弾片４は目標方向へ放出される。

【００１２】図３は本発明の実施の第２形態に係る飛し
ょう体の縦断面図である。図において、１は飛しょう
体、２Ｂは弾頭である。この弾頭２Ｂは可倒式指向性弾
頭である。

【００１３】図４は上記実施形態における弾頭２Ｂ付近
の飛しょう体の胴体の縦断面図であり、（ａ）は固定位
置、（ｂ）は一方に傾いた位置の弾頭を示している。図
において、３は弾頭外殻、４は弾片、５は炸薬、６は着
火機構、９は機体軸、１０は同機体軸に対して弾頭を任
意の方向に傾けることのできるジョイント機構、１７は
弾頭ロック機構、１８は安全起爆装置である。弾頭２Ｂ
は符合３，４，５，６，１０の部分から構成される。

【００１４】本実施形態においては、弾頭ロック機構１
７が解除されると、弾頭２Ｂは後端のジョイント機構１
０を中心として首振り可能となる。飛しょう体が旋回
し、横方向加速度が加わると、弾頭２Ｂは機体軸９に対
して、弾片飛散方向が加速度方向と反対の方向を向くよ
う傾倒する。

【００１５】比例航法を用いた飛しょう体においては、
前述したように、目標との会敵近傍において、目標とは
反対方向に旋回する特性をもっている。飛しょう体の横
断面平面上の投影で考えると、目標方向とは反対方向に
加速度が加わることになる。目標との会敵時に、安全起
爆装置１８から出力される着火信号に基いて着火機構６
により炸薬点火を行うと、弾片４は目標方向へ放出され
る。

【００１６】図５は上記可倒式指向性弾頭２Ｂの指向角
制限範囲の計算例を示す図である。弾頭の指向角θは、
弾頭外殻３の長さＬと半径ｄにより制限を受けるが、目
標破壊に必要な弾片個数と炸薬量、及び対処目標別の指
向角要求から、図中Ａの範囲で弾頭外殻の形状を設定す
ることによって目標撃破に必要な指向角を有するように
本実施形態の弾頭を実現することができる。

【００１７】上記各実施形態にて述べた飛しょう体は誘
導方式として比例航法を用いているものである。図６は
比例航法の説明図である。図において、飛しょう体１を
基準とした目標１９の方向、すなわち目視線角（σ）が
変化することにより会敵経路からのズレが生じる。そこ
で、新たな会敵経路に飛しょう体を乗せるため、この目
視線角の変化率ｄσ／ｄｔに比例した経路角速度ｄγ／
ｄｔを発生させるように飛しょう体を旋回させる。この
航法が比例航法である。即ち、Ｎを航法定数とすると、 ｄγ／ｄｔ＝Ｎ・ｄσ／ｄｔ によって飛しょう経路を制御するものである。

【００１８】比例航法においては、飛しょう体は目標に
誘導されるのではなく、予測会敵点に誘導される。この
予測会敵点は、飛しょう体及び目標の速度変化や目標の
起動等で常に変化するものであり、飛しょう体はシーカ
のボアサイトエラ（シーカの目視方向と目標方向のず
れ）により必要な旋回加速度を計算し経路の変更を行
う。飛しょう体が旋回加速度を発生するには迎角を必要
とするため、速度方向に対して旋回方向に機体を傾け
る。これにより飛しょう体の機体軸を基準にした目標の
方向と旋回加速度方向は逆向きとなる。適用の条件とし
ては、本発明は空気力で旋回する飛しょう体に適用さ
れ、機体の姿勢に関係なく経路変更が可能な飛しょう体
（機体重心にスラスタを有するタイプ）には適用できな
い。

【００１９】本発明は比例航法を用いた飛しょう体にの
み適用可能であり、目標との会敵近傍において、飛しょ
う体機体軸に対して、目標の方向とは逆の方向に飛しょ
う体の旋回加速度が発生するという特性を利用し、この
旋回加速度の発生によって弾頭に作用する力により弾頭
の向きを変化させ、弾片の方向を目標に指向させる手段
を採用したものである。これにより、外部信号による目
標方向の判定を不要とし、また弾頭自体を目標方向に指
向させ、飛散効率を高めることが可能となっている。

【００２０】図７は会敵近傍における飛しょう体から見
た目標の方向と飛しょう体に加わる旋回加速度方向との
関係説明図であり、（ａ）は飛しょう体と目標との位置
関係を示す図、（ｂ）は飛しょう体後方視図である。図
において、１は飛しょう体、１９は目標、１６は飛しょ
う体機軸に直交する平面上における目標方向、１５は旋
回加速度方向である。図７（ａ）において、目標方向１
６と旋回加速度方向１５は逆方向となっている。図７
（ｂ）において、ヨー軸から測った目標方向角をφＴ、
旋回加速度方向をφＧとすると、上記逆方向の関係はφ
Ｔ＝φＧ±１８０°である。

【００２１】図８は飛しょう体誘導シミュレーションを
実施して得た目標方向と旋回加速度方向とのタイムヒス
トリーを示す図である。（ａ）は飛しょう体と目標との
位置関係図、（ｂ）は上記各方向のタイムヒストリー図
である。図において、目標はマッハ１にて移動する。飛
しょう体は発射後マッハ３に達している。飛しょう体発
射５秒後に、飛しょう体の接近を察知した目標は９Ｇ旋
回を行って回避運動を始めたとする。これに応じて飛し
ょう体も旋回運動を行うという仮定のシミュレーション
である。本シミュレーションにおいても、機軸に直交す
る平面上における目標方向φＴと旋回加速度方向φＧと
の差が目標旋回開始の前後において常に１８０度に保た
れていることが確認され、この特性を利用して弾頭の方
向を変えることの合理性が確認された。

【００２２】図９は、目標撃破に至る近接信管、及び弾
頭の作動シーケンス（代表例）を示す図である。飛しょ
う体が目標に対して誘導され、予測会敵時間の０．５se
c 前にミサイルコンピュータの指令によって近接信管を
作動させ目標検知ビームを出力するとともに、弾頭のロ
ック機構を解除して弾頭の回転（または傾倒）を可能と
する。飛しょう体の旋回で生じる弾頭に作用する力で弾
頭は向きを目標の方向に変化させる。この間に目標の動
きに変化が生じた場合においても、弾頭は良好に追従し
弾片飛散角の範囲内に目標を保持する。近接信管が目標
を検知すると弾頭起爆遅延時間を経過した後、近接信管
から弾頭に対して着火信号が出力され弾頭は起爆する。
この弾頭起爆遅延時間は、弾片を効率よく目標に命中さ
せるために弾頭の起爆時間を制御するものであり、目標
の種類及び会敵状況に応じて通常、０〜数ｍsec の範囲
で設定される。弾頭の起爆により放出された弾片は目標
に命中し、そのエネルギにより目標を破壊することがで
きる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の飛しょう体の弾頭においては、
飛しょう体胴体内に収納される外殻、同外殻内の一側部
に設けられた多数の弾片、同外殻内の他側部に設けられ
た着火機構、同外殻内に充填された炸薬、及び同外殻の
前端及び後端とこれらの部分に向き合う前記飛しょう体
の機体軸上の部材との間に設けられ前記外殻を機体軸回
りに回転可能に保持する回転機構を備え、その質量中心
を機体軸と弾片との間に位置するよう構成し、あるいは
飛しょう体胴体内において同胴体の内壁との間に間隔を
あけて収納される外殻、同外殻内の前端部に設けられた
多数の弾片、同外殻内の後端部に設けられた着火機構、
同外殻内に充填された炸薬、及び同外殻の後端と同後端
に向き合う前記飛しょう体の機体軸上の部材との間に設
けられ前記外殻を機体軸に対して任意方向に傾倒可能に
保持するジョイント機構を備えて構成したので、旋回加
速度で弾頭の方向を変えることができ、目標方向に関す
る信号処理回路を必要とせず、簡単な構造で確実に弾片
飛散方向を目標方向に向けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る飛しょう体の縦
断面図。

【図２】上記実施形態における弾頭付近の飛しょう体胴
体の断面図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面
図。

【図３】本発明の実施の第２形態に係る飛しょう体の縦
断面図。

【図４】上記実施形態における弾頭付近の飛しょう体の
胴体の縦断面図であり、（ａ）は弾頭固定位置、（ｂ）
は弾頭が一方に傾いた位置の図。

【図５】上記実施形態の弾頭外殻の指向角制限範囲の計
算例を示す図。

【図６】飛しょう体の比例航法の説明図。

【図７】会敵近傍における飛しょう体から見た目標の方
向と飛しょう体に加わる旋回加速度との関係の説明図で
あり、（ａ）は飛しょう体と目標との位置関係を示す
図、（ｂ）は飛しょう体後方視図である。

【図８】飛しょう体誘導シミュレーションを実施して得
た目標方向と旋回加速度方向とのタイムヒストリーを示
す図であり、（ａ）は飛しょう体と目標との位置関係
図、（ｂ）は上記各方向のタイムヒストリー図である。

【図９】目標撃破に至る近接信管及び弾頭の作動シーケ
ンス（代表例）を示す図である。

【図１０】従来の飛しょう体の弾頭における目標指向機
構の説明図であり、（ａ）は飛しょう体と目標との相互
位置関係説明図、（ｂ）は飛しょう体の弾頭部の横断面
図とこれに対するシーカからの信号の流れを示す説明
図。

【符号の説明】

１ 飛しょう体 ２Ａ 弾頭（回転式指向性弾頭） ２Ｂ 弾頭（可倒式指向性弾頭） ３ 弾頭外殻 ４ 弾片 ５ 炸薬 ６ 着火機構 ７ 回転機構 ８ 質量中心位置 ９ 機体軸 １０ ジョイント機構 １５ 旋回加速度方向（機体軸に直交する平面上にお
ける） １６ 目標方向（機体軸に直交する平面上における） １７ 弾頭ロック機構 １８ 安全起爆装置 １９ 目標 Ａ 第２実施形態における実現可能な弾頭長と弾頭
半径の範囲 φＧ 旋回加速度方向角 φＴ 目標方向角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 飛しょう体胴体内に収納される外殻、同
   外殻内の一側部に設けられた多数の弾片、同外殻内の他
   側部に設けられた着火機構、同外殻内に充填された炸
   薬、及び同外殻の前端及び後端とこれらの部分に向き合
   う前記飛しょう体の機体軸上の部材との間に設けられ前
   記外殻を機体軸回りに回転可能に保持する回転機構を備
   え、その質量中心が機体軸と弾片との間に位置するよう
   構成したことを特徴とする飛しょう体の弾頭。
2. 【請求項２】 飛しょう体胴体内において同胴体の内壁
   との間に間隔をあけて収納される外殻、同外殻内の前端
   部に設けられた多数の弾片、同外殻内の後端部に設けら
   れた着火機構、同外殻内に充填された炸薬、及び同外殻
   の後端と同後端に向き合う前記飛しょう体の機体軸上の
   部材との間に設けられ前記外殻を機体軸に対して任意方
   向に傾倒可能に保持するジョイント機構を備えたことを
   特徴とする飛しょう体の弾頭。